2 Кінематичні елементи і характеристики різання [6]

На рис. 9 представлена кінематична схема процесів обробки лезовими інструментами.

Головний рух різання D_r (головний рух) - прямолінійний поступальний або обертальний рух заготовки або різального інструменту що відбувається з найбільшою швидкістю в процесі різання.

Примітка. Головний рух різання може входити до складу складного формотворного руху, наприклад при точінні різі, хонінгуванні, суперфінішуванні (див. рис. 6, б,в).

Швидкість головного руху різання v - швидкість розглянутої точки різальної кромки або заготовки в головному русі.

Рух подачі D_s - прямолінійний або обертальний рух різального інструменту або заготовки, швидкість якого менше швидкості головного руху різання, призначений для того, щоб розповсюдити відділення зрізуваного шару матеріалу на всю оброблювану поверхню.

а) б)

в) г)

д)

Рисунок 9 - Елементи рухів у процесі різання при обточуванні (а), свердлінні (б), попутному (в) і зустрічному (г) периферійному фрезеруванні та торцевому фрезеруванні (д)

1 - напрямок швидкості результуючого руху різання; 2 - напрямок швидкості головного руху різання; 3, 9 - напрямок швидкості руху подачі; 4 - робоча площина; 5 - інструмент; 6 – заготовка; 7 – оброблювана поверхня; 8 – оброблена поверхня; 1-3 - рухи розглянутої точки леза інструменту; 9 - рух розглянутої точки заготовки.

Рух подачі може бути безперервним (точіння, свердління й ін.) або переривчастим. Переривчастий рух подачі може відбуватися в перервах процесу різання, наприклад, при струганні. У залежності від напрямку руху розрізняють наступні рухи подачі: подовжнє (рис.2, а,б) або поперечне (рис.2,в,г). Можна здійснювати одночасний рух подачі в подовжньому і поперечному напрямку. Наприклад, при такому комбінованому русі можна сформувати при точінні конічну або фасонну поверхні (див. рис.28,а).

Швидкість руху подачі v_s - швидкість розглянутої точки різальної кромки або заготовки в русі подачі.

Подача S - відношення відстані, пройденої розглянутою точкою різальної кромки або заготовки уздовж траєкторії цієї точки в русі подачі, до відповідного числа циклів або визначених часток циклу іншого руху під час різання.

Під циклом руху розуміють повний оберт, хід, або подвійний хід різального інструменту або заготовки. Часткою циклу може бути частина оберту, що відповідає кутовому крокові зубів різального інструменту, наприклад, поворот фрези на кут _ (рис. 10,б). Під ходом розуміють рух в одну сторону при зворотно-поступальному русі (див. рис. 6).

Розрізняють подачі:

• подача на оберт S_o (S) (мм/об) - подача, що відповідає одному обертові заготовки або інструменту (рис. 10,а);

• подача на зуб S_z (мм/зуб) - подача, яка відповідає поворотові інструменту або заготовки на один кутовий крок _ф зубів різального інструменту, наприклад, фрези (рис. 10,б). При цьому S_о= S_zz, де z -число зубів різального інструменту;

- подача на хід S_Х (мм/хід) - подача, що відповідає одному ходу інструменту або заготовки. Наприклад, при шліфуванні подачу в поперечному напрямку D_s (див. рис. 6,а) можна здійснювати як на хід, так і на подвійний хід іншого (подовжнього) руху подачі D_s;

• подача на подвійний хід S_2Х (мм/подв. хід) - подача, що відповідає одному подвійному ходові заготовки або інструменту. Подачу на хід або подвійний хід приймають при струганні (рис. 10,в), довбанні і деяких інших видах обробки.

Дотичний рух D_k - прямолінійний або обертальний рух різального інструменту, швидкість якого менше швидкості головного руху різання і направлена по дотичній до різальної кромки, призначене для того, щоб змінювати контактуючі з заготовкою дільниці різальної кромки (див. рис.14,в).

а) б) в)

Рисунок 10- Види подач: а) подача на оберт при точінні S_o; б) подача на зуб при фрезеруванні S_z ; в) подача на подвійний хід при струганні S_2х

1 – оброблювана поверхня; 2 - поверхня різання; 3 - оброблена поверхня

Швидкість дотичного руху v_k – швидкість розглянутої точки різальної кромки або заготовки в дотичному русі.

Результуючий рух різання D_e - сумарний рух різального інструменту щодо заготовки, що включає головний рух різання, рух подачі і дотичний рух.

Швидкість результуючого руху різання v_e - швидкість розглянутої точки різальної кромки у результуючому русі різання.

Робоча площина P_s - площина, у якій розташовані напрямки швидкостей головного руху різання і руху подачі.

Примітки.

1. У випадках, коли в окремі моменти часу напрямки швидкостей головного руху різання і руху подачі збігаються (попутне периферійне фрезерування (точка В на рис.9,в та д)) або лежать на одній прямій (зустрічне периферійне фрезерування (точка В на рис.9,г)), робоча площина проводиться також, як і в попередній або наступний моменти, коли ці напрямки не збігаються (не лежать на одній прямій), наприклад, у точці А.

2. При протяганні, коли відсутній рух подачі, робоча площина проводиться через напрямок швидкості головного руху різання і напрямок підйому послідовно розташованих зубів різального інструменту (рис.8).

Кут швидкості різання  - кут у робочій площині між напрямками швидкостей результуючого і головного рухів різання.

Кут подачі  - кут у робочій площині між напрямками швидкостей руху подачі і головного руху різання.

Поверхня різання R - поверхня на заготівці, утворена різальною кромкою 3 (рис.11) у результуючому русі. Наприклад, при точінні з подовжньою подачею та свердлінні - гвинтова поверхня 1 (рис.11, а та б).

Поверхня головного руху R_r - поверхня на заготівці, утворена різальною кромкою 3 (рис.11) у головному русі різання. Наприклад, при точінні інструментом із прямолінійною різальною кромкою це може бути конічна поверхня 2, якщо кут у плані  < 90° (рис.11,а), або площина, якщо  = 90°.

Оброблювана поверхня [1]- поверхня, що підлягає впливові в процесі обробки, тобто поверхня, що частково або цілком видаляється з заготовки (рис.9).

а)

б)

в)

Рисунок 11 - Поверхні різання (1) і поверхні головного руху (2) при обточуванні (а), свердлінні (б) та фрезеруванні (в)

Оброблена поверхня - це поверхня, утворена після впливу в процесі обробки, тобто поверхня, утворена на заготівці в результаті обробки після зняття стружки (рис.9).

Розрізняють обробку чорнову і чистову. Чорнова обробка - обробка, у результаті якої знімається основна частина припуску. Чистова обробка - обробка, у результаті якої досягаються задана точність розміру і шорсткість оброблених поверхонь.

Шлях різання l - сумарна відстань, пройдена розглянутою точкою різальної кромки у контакті з заготовкою за розглянутий інтервал часу й обмірювана уздовж траєкторії цієї точки в результуючому русі різання. Наприклад, при точінні l=DL/S (мм), де D – діаметр оброблюваної поверхні, мм; L – довжина оброблюваної поверхні, мм.

Режим різання - сукупність значень швидкості різання v (при обертальному головному русі різання додатково - частоти обертання заготовки або інструменту n, об/хв), подачі S (точіння, свердління та ін.) або швидкості руху подачі v_s (фрезерування) і глибини різання t.

Примітки.

1. При обертальному головному русі різання швидкість різання можна підрахувати по формулі , м/хв.

2. Швидкість руху подачі при обертальному головному русі різання v_s = Sn (мм/хв.), де S = S_о (мм/об). При фрезеруванні v_s = S_оn= S_z  zn, де S_z – подача на зуб (мм/зуб), z – число зубів фрези. У технічній літературі швидкість руху подачі часто називають хвилинною подачею і позначають S_хв.