Obrabotka Metallov 2009 No. 1

возникновение вибраций. Основной причиной этого является недостаточная жесткость элементов техно- логической системы. Поэтому режимы резания, вы- бранные по нормативам, корректируются в меньшую сторону непосредственно на рабочем месте, что зна- чительно снижает производительность обработки. В условиях современного производства, основанного на станках с числовым программным управлением, режимы резания необходимо назначать на этапе про- ектирования операции с учетом всех условий без до- полнительной корректировки. При растачивании наименее жестким элементом тех- нологической системы, как правило, является инстру- мент. Рассмотрим методику выбора режимов резания при растачивании отверстий с прерывистой поверхно- стью с обеспечением прочности режущего клина. Во время обработки на режущий инструмент, как из- вестно, действует система сил Р x , Р y , Р z , под действием которых он деформируется. Под действием силы Р y рас- точная оправка 3 (рис.1) деформируется на величину Y ин . Для расточной оправки, закрепленной консольно, вели- чина деформации равна [3]: Y ин = Р y L 3 /(3 EI ), (1) где Р y – сила резания, Н ; L – длина расточной оправки, м; E – модуль упругости материала оправки, Па; I – момент инерции поперечного сечения оправки (для круглого се- чения I ≈ 0,05 d 4 ), м 4 . Рис. 1. Схема обработки отверстия с прерывистой поверхностью При прохождении отверстия 2 (рис.1), пересекаю- щего растачиваемое отверстие, инструмент упруго восстанавливается («проваливается» в отверстие) на величину Y ин , в результате чего в момент врезания в край отверстия глубина резания t возрастет на эту ве- личину, что приводит к увеличению сил. Также увели- чение сил происходит из-за увеличения толщины сре- заемого слоя в момент прохождения пересекающего отверстия, так как при прохождении отверстия инстру- мент не режет, но перемещается, и толщина срезаемо- го слоя в момент врезания будет равна а = Sl /( π D sin ϕ ), (2) где S – подача на оборот, мм/об; l – длина пересекаю- щего отверстия, мм; D – диаметр растачиваемого отвер- стия, мм; ϕ – главный угол в плане, град. Таким образом, в момент врезания в край пересекаю- щего отверстия на инструмент будут действовать силы, которые больше чем при резании сплошного материала. Учитывая, что в момент врезания в край отверстия на ин- струмент действует не статическая, а динамическая сила (удар), то воздействие на инструмент еще больше увеличи- вается. Силу, которая действует на режущий клин инстру- мента во время врезания, можно определить по методике, используемой в сопротивлении материалов для ударов [4]: Р д = k д Р , (3) где Р д – обобщенное динамическое усилие, действующее на ударяемое тело, Н; k д – динамический коэффициент; Р – усилие, действующее на тело, в статике, Н. k д = 1+ = 1+ , (4) где V 0 – скорость движения ударяющего тела, м/с; δ – ли- нейное перемещение точки соударения при статическом действии силы Р , м; g – ускорение свободного падения, м/с 2 ; j – жесткость ударяемого тела, Н/м. Рассмотрим условие обеспечения прочности режу- щего клина. Прочность режущего клина в основном зави- сит от механических свойств материала режущей части инструмента и силы, воздействующей на клин. Так как при растачивании материалом режущей ча- сти инструмента является твердый сплав, то при преры- вистом резании наблюдается хрупкое разрушение ре- жущего клина в виде микро- и макровыкрашиваний [3]. Микровыкрашивание происходит в пределах контакта инструмента с изделием и со стружкой, т. е. на расстоя- нии, равном ширине площадки пластического деформи- рования С . Макроразрушения возникают на расстоянии (2…2.5) С от режущей кромки [3]. В нашем случае рас- сматривается чистовое точение, при котором возника- ют микроразрушения, следовательно, скол режущего клина произойдет на расстоянии С от режущей кромки и по направлению от точки 1 к точке 2 , которое является наименьшим расстоянием от передней до задней грани инструмента (рис.2). Величина площадки пластического деформирования может быть определена по известной формуле [5]: С = S sin ϕ [ K a (1 – tg ϕ ) + sec γ ], (5) ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ ТЕХНОЛОГИЯ № 1 (42) 2009 12