Теория резания металлов

ТЕОРИЯ РЕЗАНИЯ МЕТАЛЛОВ Конспект лекций Оглавление Введение...........................................................................................................................5 1. Исходные понятия и оп р едел ен и я.................................................................... 6 1.1. Резание металлов, припуск, режущий клин, поверхности заготовки.................................................................................................................... 6 1.2. Движения при резании м еталлов.................................................................. 8 1.3. Элементы режима р езан и я..............................................................................11 1.4. Основные виды резан и я.................................................................................. 15 1.5. Контроль усвоения............................................................................................ 16 2. Г еометрические парам етры режущего клина на примере токарного р е з ц а ................................................................................................................................ 19 2.1. Конструктивные элементы токарного р езц а...............................................19 2.2. Координатные плоскости................................................................................20 2.3. Геометрические параметры токарного р е зц а ............................................. 21 2.4. Зависимость геометрии токарного резца от его установки на стан ке 23 2.5. Контроль усвоения............................................................................................ 26 3. П арам етры срезаемого с л о я ................................................................................ 28 3.1. Толщина и ширина срезаемого слоя................................................................28 3.2. Площадь поперечного сечения срезаемого сл о я ..........................................32 3.3 Контроль усвоения............................................................................................33 4. Ф изические основы процесса резания м е т а л л а .............................................. 36 4.1. Виды струж ки.....................................................................................................36 4.2. Процесс стружкообразования......................................................................... 39 4.3. Явление наклепа обработанной поверхности...............................................44 4.4. Явление наростообразования в процессе резан и я.......................................48 4.5. Явление усадки струж ки.................................................................................. 53 4.6. Возникновение шероховатости обработанной поверхности....................58 4.7. Контроль усвоения............................................................................................ 62 3 5. С илы и мощ ность р е з а н и я ................................................................................. 65 5.1. Силы резания при точен и и ..............................................................................65 5.2. Зависимость сил резания от условий резан и я............................................ 66 5.3. Расчет сил резания, моментов и мощности при точен и и .........................70 5.4. Силы резания и мощность при сверлении...................................................73 5.5. Силы резания и мощность при фрезеровании............................................ 75 5.6. Контроль усвоения............................................................................................79 6. Тепловы е явления при резании м е т а л л о в .................................................... 82 6.1. Источники возникновения тепла. Уравнение теплового балан са 82 6.2. Температура в зоне резан и я.............................................................................84 6.3. Зависимость температуры от условий резани я........................................... 85 6.4. Методы определения температуры................................................................ 90 6.5. Контроль усвоения............................................................................................96 7. Износ и стойкость режущего и н с тр у м ен та.................................................... 98 7.1. Виды и внешние признаки износа режущего инструмента..................... 98 7.2. Критерии износа режущего инструмента.................................................... 101 7.3 Причины износа режущего инструмента..................................................... 105 7.4. Стойкость режущего инструмента и ее зависимость от скорости резания........................................................................................................................ 109 7.5. Контроль усвоения.......................................................................................... 114 8. Скорость резания, допускаемая режущими свойствами и н с тр у м ен т а .................................................................................................................117 8.1. Технологическая скорость резан ия............................................................... 117 8.2. Скорость резания, допускаемая резцом при точен ии ...............................118 8.3 Допускаемая скорость резания при сверлении, зенкеровании, развертывании.......................................................................................................... 121 8.4. Допускаемая скорость резания при фрезеровании.................................... 124 8.5. Контроль усвоения............................................................................................ 127 Заклю чение....................................................................................................................129 Библиографический список........................................................................................ 130 4 Введение Обработка металлов резанием играет ведущую роль в современном ма­ шиностроении. Используются различные методы обработки резанием (точение, сверление, фрезерование, строгание, зубонарезание, протягивание и т.д.), кото­ рые реализуются с помощью режущих инструментов, имеющих различные конструктивные и геометрические параметры. Обработка резанием ведется на разнообразных станках от универсальных до многоцелевых с ЧПУ. Однако в основе всего многообразия форм и методов обработки лежат единые закономерности, связанные с процессами стружкообразования и износа режущего инструмента. Поэтому материал конспекта лекций отражает две ос­ новные части теории резания металлов: теорию стружкообразования и теорию стойкости режущих инструментов. Рассматриваются основные понятия и опре­ деления теории резания металлов, раскрывается сущность процесса стружкообразования и явления, его сопровождающие, а также вопросы износа и стойко­ сти режущих инструментов. Отличительной особенностью конспекта лекций является то, что его со­ держание структурировано на учебные элементы, в которых учебный материал представлен в виде сочетания текстовой и поясняющей графической информа­ ции (схем, рисунков, эскизов), что облегчает восприятие сложных теоретиче­ ских вопросов. Для самоконтроля усвоения учебного материала предлагаются тесты. Конспект лекций не заменяет рекомендуемых учебников, а заостряет внимание студентов на основных вопросах, изложенных в соответствии с про­ граммой курса «Теория резания металлов». Знание основ теории резания металлов необходимо для дальнейшего ус­ пешного усвоения вопросов технологии машиностроения, принципов работы металлорежущего оборудования, моделирования технологических процессов. 5 1. Исходные понятия и определения ж . 1.1. Резание металлов, припуск, режущ ий клин, поверхности заготовки £ Понятие «резание металлов» не имеет однозначного определения в технической литературе. Резание металлов Анализ работ Г.И. Грановского, В.Г. Грановского, В.А. Аршинова, Г.А. Алексеева, М.И. Клушина, А.М. Вульфа, В.И. Горбунова, А.А. Рыжкина, П.И. Ящерицина и др. позволяет остановиться на сле­ дующем определении резания ме­ таллов. - это операция удаления слоя металла с заготовки с помощью режущего инструмента, в основе режущей части которого ле­ жит режущий клин. Р е з а н и е м е т а л л о в Режущий клин ограничен передней и задней поверхностями. Р е ж у щ и й к л и н 6 1. Исходные понятия и определения £ ж . 1.1. Резание металлов, припуск, режущий клин, поверхности заготовки П ередняя поверхност ь - это поверх­ ность, по которой сходит стружка. Передняя поверхность Задняя поверхност ь обращена к обрабо­ танной поверхности заготовки. Пересечение передней и задней по­ верхностей образует р еж ущ ую кромку. Деталь Слой металла, удаляемый с заготовки с целью придания ей формы и размеров го­ товой детали, называется припуском. В процессе резания припуск превраща­ ется в ст руж ку. Припуск может сниматься как за один, так и за несколько проходов режущего клина. На обрабатываемой заготовке разли­ чают следующие поверхности: Поверхность • обработ анную - поверхность, с ко­ торой снята стружка; • обрабат ы ваем ую - поверхность, с которой снимается стружка; образован­ ную непосредственно режущей кромкой режущего инструмента. • поверхност ь р еза н и я , 7 поверхность 1. Исходные понятия и определения 1.2. Движ ения при резании м еталлов В процессе резания заготовка и ре жущий инструмент находятся в относи тельном движении. Процесс резания выполняется при на­ личии основны х и вспом огат ельны х движений. совершаемые заготовкой и режущим инструментом, делятся на главное движ ение и дви ж е­ ние п одачи . О сновны е движ ения , Г лавное движ ение - это движение за­ готовки или инструмента, совершаемое с наибольшей скоростью. Главное дви­ жение обозначается D r. Движение подачи имеет меньшую скорость - скорост ь подачи S . Это дви­ жение обеспечивает врезание режущего клина инструмента в новые слои метал­ ла и обозначается D S . По характеру и D r, и D S могут быть вращ ат ельны ми или прямолинейно­ пост упат ельными. 8 Движения в процессе резания Основные Вспомогательные 1 Основные движения Г Главное движение Движение подачи Главное движение — скорость наибольшая Движение подачи обеспечивает врезание в новые слои металла 1. Исходные понятия и определения 1.2. Движ ения при резании м еталлов При разных методах обработки г л а в ­ н о е д в и ж е н и е и д в и ж е н и е п о д а ч и осу­ ществляются или обрабатываемой заго­ товкой, или режущим инструментом. Зависит от метода обработки Например: • при точении D r совершается заго­ товкой, а D S - режущим инструментом (резцом); • при цилиндрическом фрезеровании D r совершается режущим инструментом (фрезой), а D S - заготовкой; Ds • при сверлении возможно, что оба движения совершает режущий инстру­ мент (сверло), а заготовка неподвижна. 9 1. Исходные понятия и определения Ж >'1.2. Движения при резании металлов т Совокупность движений D r и D S обеспечивает получение поверхности требуемой формы. С учетом величины скорости и на­ правлений движений D r и D S можно рассматривать результирующее движе­ ние D e. D e - суммарное движение режущего инструмента относительно движущейся заготовки. Движение D e характеризуется скоро­ стью результирующего движения Ue. Ue - это скорость рассматриваемой точки режущей кромки инструмента в ре­ зультирующем движении относительно заготовки. Векторы скоростей U, S, Ue располо­ жены в так называемой рабочей плоско­ сти Ps под соответствующими углами: • скорости U, S расположены между собой под углом подачи р; • скорости U, Ue расположены между собой под углом скорости резания ц. 10 у U/ / UV / ‘Ve 1. Исходные понятия и определения & кг 1.3. Элементы режима резания Т Процесс резания ведется в опреде­ ленном реж име, элементами которого являются: • скорость резания U; • подача S; • глубина резания t. Скорость резания является скоро­ стью главного движения. Скорость резания U - это путь, прой­ денный точкой обрабатываемой поверх­ ности заготовки или режущей кромки инструмента в направлении главного движения за единицу времени. Элементы режима резания Скорость резания U ПодачаS Глубина резания t Скорость резания Скорость резания для методов обра­ ботки, имеющих главное движение вра­ щательного характера, определяется по формуле и= п - D •n , и = ---------- , м / мин 1000 п •D •n 1000 где п - постоянная Планка (ее можно принять равной 3,14); D - диаметр заготовки (при точении) или инструмента (при фрезеровании, сверлении, шлифовании и др.), из­ меряется в мм; n - число оборотов шпинделя стан­ ка, измеряется в об/мин. Скорость резания измеряется в м/мин или в м/с. 11 п 1. Исходные понятия и определения & кг 1.3. Элементы режима резания Годача - это скорость движения по­ дачи. Обозначается буквой S. Подача - скорость движения подачи Различают: • подачу на оборот Sy, • минутную подачу Sy, подачу на зуб Szz- Подача на оборот S о определяется как путь, пройденный точкой режущей кромки инструмента (или поверхности резания заготовки) в направлении дви­ жения подачи за один оборот шпинде­ ля. Sn , мм/об Минутная подача Sм определяется как путь, пройденный точкой режущей кромки инструмента (или поверхности резания заготовки) в направлении дви­ жения подачи за одну минуту. S„, мм/мин Минутная подача Sм измеряется в мм/мин. Зная подачу на оборот S о и число обо­ ротов шпинделя n, можно определить минутную подачу S^ Г Подача на зуб S z измеряется в мм/зуб. 12 1 Su = S ' n, мм/мин При работе многолезвийным инстру­ ментом (сверло, зенкер, развертка, фре­ за) пользуются понятием «подача на зуб». Подача на зуб S z - это путь, пройден­ ный режущей кромкой одного зуба ин­ струмента в направлении подачи за один оборот шпинделя. 1 Sz, мм/зуб 1 1. Исходные понятия и определения & 4г 1.3. Элементы режима резания т Если известна величина подачи на оборот S0 и число зубьев инструмента Z, можно определить подачу на зуб Sz. Глубина резания t - это расстояние между обработанной и обрабатываемой поверхностями заготовки. Т Sz = So/ Z, мм/зуб Глубина резания Глубина резания t измеряется в мм. При различных методах обработки металлов резанием глубину резания рассчитывают исходя из определения и схем резания. Например: • при точении глубина резания равна половине разницы диаметров обрабаты­ ваемой D и обработанной d поверхно­ стей заготовки: t= D- d 2 Dr • при сверлении глубина резания равна половине диаметра D сверла: D t " ~2 ’ 13 1. Исходные понятия и определения & кг 1.3. Элементы режима резания Т Dr • при зенкеровании глубина резания определяется как половина разницы диаметров зенкера D и предварительно подготовленного отверстия d: t= ш ( /D 1 7 /// D- d 2 • при цилиндрическом фрезеровании глубина резания определяется как раз­ ница размеров обрабатываемой заготов­ ки Рз и обработанной поверхности дета­ ли Рд: t =Р - Р з д ■ Совокупность значений скорости ре­ зания U, подачи S и глубины резания t составляет реж им резания. 14 U, s, t Режим резания 1. Исходные понятия и определения £ ь 1.4. Основные виды резания Т В зависимости от участия в резании главной или главной и вспомогательной режущих кромок различают свободное и несвободное резание. Резание Только главная режущая кромка Главная и вспомогательная режущие кромки Лг Свободное резание Лг Несвободное резание При свободном резании в работе при­ нимает участие только главная режущая кромка. При несвободном резании в работе принимают участие главная и вспомога­ тельная режущие кромки. Это наиболее общий случай. В зависимости от расположения глав­ ной режущей кромки (ГРК) относитель­ но направления главного движения (Dr) различают прямоугольное и косоуголь­ ное резание. Прямоугольное резание 15 Косоугольное резание 1. И с х о д н ы е п о н я т и я и о п р е д е л е н и я 1.5. К онтроль усвоения И нст рукция Возьмите лист бумаги и запишите ответы на задания контрольного теста. Тест состоит из 20 заданий. Выполняйте их последовательно, внимательно читайте указания. Указание 1. Завершите утверждения с 1-го по 7-е, выбрав один из предла­ гаемых вариантов окончания. 1. Режущий клин ограничен: а) только передней поверхностью; б) передней и задней поверхностями; в) только задней поверхностью. 2. Передняя поверхность - это поверхность: а) обращенная к обрабатываемой поверхности заготовки; б) по которой сходит стружка. 3. Задняя поверхность - это поверхность: а) обращенная к обрабатываемой поверхности заготовки; б) по которой сходит стружка. 4. Угол подачи /л расположен между векторами: а) U и Ue; б) S и Ue; в) U и S. 5. Угол скорости резания п расположен между векторами: а) U и Ue; б) S и Ue; в) U и S. 6. Режим резания определяется совокупностью элементов: а) U и S; б) U, S, t; в) U, S, t, То; г) Sо, ^ t. 16 7. Свободное резание выполняется при участии: а) главной и вспомогательной режущих кромок; б) только главной режущей кромки; в) только вспомогательной режущей кромки. Указание 2. Завершите утверждения с 8-го по 17-е, вписывая в пропущен­ ные строки недостающую информацию. 8. Режущая кромка образуется пересечением____________________________ и ____________________ поверхностей. 9. Основные движения при резании металлов подразделяются на и _______________________ , которые соответственно обозначаются 10. Результирующее движение - это суммарное движение______ и , которое обозначается_______. 11. Скорость резания при известном числе оборотов шпинделя определяется по формуле________________ и измеряется в __________ . 12. Глубину резания при точении определяют по формуле_________________ , при сверлении - _________ , при цилиндрическом фрезеровании - ___________ и измеряют в ________. 13. С наибольшей скоростью совершается___________ движение. 14. Врезание инструмента в новые слои металла обеспечивает движение 15. Глубина резания - это расстояние между обработанной и обрабатываемой поверхностями заготовки, измеренное____________________________ . 16. Скоростью резания называется путь, пройденный_____________________ _____________________________ в направлении______________________________ за единицу времени. 17. Подача на оборот - это путь точки режущей кромки инструмента в на­ правлении движения_______________ за один оборот________________ . 17 Указание 3. В заданиях 18 и 19 установите соответствие информации ле­ вого и правого столбцов и заполните форму ответа. 18. Соотнесите поверхности заготовки при обработке с их определениями. ПОВЕРХНОСТИ ЗАГОТОВКИ ПРИ ОБРАБОТКЕ 1) Обработанная поверхность 2) Обрабатываемая поверхность 3) Поверхность резания Ответ: 1 - ;2 - ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ А. Поверхность, по которой снята стружка Б. Поверхность, образованная непосредственно режущей кромкой инструмента В. Поверхность, с которой снимается стружка ;3- 19. Определите для каждой разновидности подачи соответствующие едини­ цы измерения ВИДЫ ПОДАЧИ ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ 1) Sо 2) Sz 3) Sм ;2- а) мм/зуб б) мм/мин в) мм/об Ответ: 1 - ;3- Указание 4. В задании 20 составьте определение из приведенных понятий, располагая их в правильной последовательности. Ответ можно записать в ви­ де определения или проставив в пустых прямоугольниках соответствующие цифры. 20. Составьте определение резания металлов. « Резание металлов - это .... ZD режущего инструмента ZZ\ в основе режущей части которого ZD операция ZZ\ с помощью I удаления ZZ\ режущий клин I с заготовки ZD лежит ZD слоя металла 18 2. Г еометрические параметры режущего клина на примере токарного резца ж *t 2.1. Конструктивные элементы токарного резца Токарный резец состоит из двух час­ тей: рабочей (головки) и присоедини­ тельной (державки). Конструктивными элементами голов­ ки резца являются: • передняя поверхность Лу - поверх­ ность, по которой сходит стружка; • главная задняя поверхность Ла поверхность, обращенная к обрабаты­ ваемой поверхности заготовки; • вспомогательная задняя поверх­ ность Ла - поверхность, обращенная к обработанной поверхности заготовки; • главная режущая кромка K - линия пересечения передней поверхности и главной задней поверхности; • вспомогательная режущая кромка K ' - линия пересечения передней по­ верхности и вспомогательной задней поверхности; • вершина - точка сопряжения ре­ жущих кромок. Геометрия режущей части резца это совокупность углов, определяющих положение передней и задней поверхно­ стей головки резца относительно коор­ динатных плоскостей. 19 Конструктивы ые элементы токарного резца Головка Передняя поверхность Вспомогательная режущая кромка Вершина Вспомогательная задняя поверхность Геометрия токарного резца Державка Главная рржущая кромка Главная задняя поверхность 2. Г еометрические параметры режущего клина на примере токарного резца Г т 2.2. Координатны е плоскости — Для определения геометрии резца рассматривают две координатные и две секущие плоскости. Координатными плоскостями явля­ ются: • основная плоскость P v - плоскость, параллельная продольной и поперечной подачам и совпадающая с опорной гра­ нью резца; • плоскость резания P n - плоскость, касательная к поверхности резания заго­ товки, перпендикулярная основной плоскости и проходящая через режу­ щую кромку резца. К секущим плоскостям относятся: • главная секущая плоскость РН плоскость, перпендикулярная главной режущей кромке К резца; • вспомогательная секущая плос­ кость РН - плоскость, перпендикуляр­ ная вспомогательной режущей кромке К ' резца. Г еометрию резца рассматривают в главной и вспомогательной секущих плоскостях и в плане. 20 Геометрия токарного резца в главной и вспо­ могательной секущих плоскостях и в плане 2. Г еометрические параметры режущего клина на примере токарного резца Г 2.3 Геометрические парам етры токарного резца Т Главны е углы резца рассм атриваю т в главной секущей плоскости Р н. К ним относятся: • главный передний угол у - угол между передней поверхностью резца А у и перпендикуляром к плоскости резания Pn; • главный задний угол а - угол между плоскостью резания и главной зад­ ней поверхностью А а резца; • главный угол заострения Р - угол между передней и главной задней по­ верхностями резца; • главный угол резания 8 - угол между плоскостью резания и передней поверхностью резца. Вспомогательные углы резца рассматривают во вспомогательной секущей плоскости P'H. Различают: • вспомогательный передний угол у ' - угол между передней поверхностью резца и перпендикуляром к вспомогательной плоскости резания P'n; • вспомогательный задний угол а ' - угол между вспомогательной плоско­ стью резания и вспомогательной задней поверхностью А 'а резца; • вспомогательный угол заострения Р ' - угол между передней и вспомога­ тельной задней поверхностями резца; • вспомогательный угол резания 8 ' - угол между вспомогательной плос­ костью резания и передней поверхностью резца. 21 2. Г еометрические параметры режущего клина на примере токарного резца 1 * 2 - 3 Геометрические парам етры токарного резца т — В плане различают: • главный угол в плане р - угол ме­ жду направлением подачи DS и проекци­ ей главной режущей кромки на основную плоскость; • вспомогательный угол в плане р 1 угол между направлением подачи и про­ екцией вспомогательной режущей кром­ ки на основную плоскость; • угол при вершине s - угол между проекциями главной и вспомогательной режущих кромок на основную плоскость. 22 2. Г еометрические параметры режущего клина на примере токарного резца 2.4. Зависимость геометрии токарного резца от его установки на станке И зменение заднего и переднего углов токарного резца Передний и задний углы сохраняют свои заточенные (статические) значения а ст , Уст при правильной установке резца на станке, когда его вершина находится на уровне оси центров станка. Расположение вершины резца не на уровне оси центров станка вызывает из­ менение статических значений переднего и заднего углов а ст , Уст- ось центров P 1 n ст Р ± n да Если вершина резца расположена ниже оси центров, то действительное значение заднего угла ад увеличивается, а действи­ тельное значение заднего угла уд умень­ шается на величину угла т: ад Уд а ст + т, Уст т. ад ! ; Уд I Угол т можно определить, рассматри­ вая треугольник АОВ, в котором катет АВ является величиной смещения h, а гипо­ тенуза ОА составляет половину диаметра обработанной поверхности (d/2). 2h sm r = — . d 23 . 2h т= arcsm—d 2. Г еометрические параметры режущего клина на примере токарного резца £ *t 2.4. Зависимость геометрии токарного резца от его установки на станке £ Если вершина резца расположена вы­ ше оси центров, то действительное зна­ чение заднего угла а д уменьшается, а действительное значение переднего угла уд увеличивается на величину угла т. ад I ; Уд ! ад Уд а ст т Уст + т И зм енение углов в плане токарного резца Величины заточенных (статических) углов в плане фст, ф1ст сохраняются, если резец установлен перпендикулярно оси центров станка. Величина действительных углов в пла­ не фд, ф1д отличается от величины стати­ ческих углов в плане, когда резец уста­ новлен не перпендикулярно оси центров, а под углом р. 24 Если р Ф 90°, то: фд ф фст ; ф\д Ф ф1ст 2. Г еометрические параметры режущего клина на примере токарного резца ж . . 2.4. Зависимость геометрии токарного резца от его установки на станке £ Если р > 90°, то главный действитель­ ный угол в плане фд становится больше, а вспомогательный действительный угол в плане ф1д становится меньше на величину угла в. фд ! ; ф1д 1 в = р - 90° фд фст + в ф1д ф1ст в Если р < 90°, то главный действитель­ ный угол в плане фд становится меньше, а вспомогательный действительный угол в плане ф1д становится больше на величину угла в. фд 1 ; ф1д ! в = 90° - р фд ф1д 25 фст в ф1ст + в 2. Г еометрические параметры режущего клина на примере токарного резца 2.5. К онтроль усвоения И нст рукция Возьмите лист бумаги и запишите ответы на задания контрольного теста. Тест состоит из 13 заданий. Выполняйте их последовательно, внимательно читайте указания. Указание 1. Завершите утверждения с 1-го по 3-е, выбрав один из предла­ гаемых вариантов окончания. 1. Основная плоскость: а) параллельна продольной и поперечной подачам и совпадает с опорной по­ верхностью резца; б) параллельна плоскости резания и совпадает с опорной поверхностью резца. 2. Главные углы резца рассматриваются: а) в плоскости резания; б) в основной плоскости; в) в главной секущей плоскости. 3. Плоскость резания расположена по отношению к основной плоскости: а) параллельно; б) произвольно; в) перпендикулярно. Указание 2. Завершите утверждения с 4-го по 11-е, вписывая в пропущен­ ные строки недостающую информацию. 4. Основные движения при резании металлов подразделяются н а __________ и _______________________ , которые соответственно обозначаются , _____. 5. Главная секущая плоскость__________________________ главной режущей кромке резца. 6. Сумма углов в плане (q + q 1+s) составляет градусов. 7. Сумма главных углов резца (а+Р+у) составляет____________ градусов. 26 2. Г еометрические параметры режущего клина на примере токарного резца 2.5. Контроль усвоения 8. Между передней поверхностью резца и перпендикуляром к плоскости резания расположен угол. 9. Между главной задней поверхностью и плоскостью резания расположен угол. 10. Между главной задней и передней поверхностями расположен угол 11. Главный угол в плане находится между проекцией главной режущей кромки на основную плоскость и __________________________ . Указание 3. В заданиях 12 и 13 установите соответствие информации ле­ вого и правого столбцов и заполните форму ответа. 12. Установите соответствие обозначений и конструктивных элементов го­ ловки резца. ОБОЗНАЧЕНИЯ КОНСТРУКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ГОЛОВКИ РЕЗЦА 1) А а 2) А у 3) А'а 4) К 5) В 6) К Ответ: 1 - ___; 2 - ____ ; 3 13. стям. КОНСТРУКТИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ГОЛОВКИ РЕЗЦА A. Передняя поверхность Б. Главная задняя поверхность B. Главная режущая кромка Г. Вспомогательная задняя поверхность Д. Вспомогательная режущая кромка Е. Вершина ; 4 - ____ ; 5 - ____ ; 6 - Установите соответствие обозначений координатным и секущим плоско­ ОБОЗНАЧЕНИЯ КООРДИНАТНЫХ И СЕКУЩИХ ПЛОСКОСТЕЙ КООРДИНАТНЫЕ И СЕКУЩИЕ ПЛОСКОСТИ A. Основная плоскость Б. Плоскость резания B. Главная секущая плоскость Г. Вспомогательная секущая плоскость Ответ: 1 - ___; 2 - ____ ; 3 - ___ ; 4 27 3. Параметры срезаемого слоя ж . 3.1. Толщина и ширина срезаемого слоя т Сечение срезаемого слоя (ABCD) образуется при пересечении отделяе­ мой стружки плоскостью, параллель­ ной основной плоскости. Толщиной срезаемого слоя (ND) назы­ вается расстояние между двумя после­ довательными положениями поверхно­ сти резания заготовки, измеренное по перпендикуляру. Толщина срезаемого слоя обозначает­ ся буквой а. ND ^ a. Шириной срезаемого слоя (AB) назы­ вается расстояние между обработанной и обрабатываемой поверхностями заго­ товки, измеренное по поверхности реза­ ния. Ширина срезаемого слоя практически равна активной части режущей кромки инструмента. Ширина срезаемого слоя обозначает­ ся буквой b . AB ^ b. 28 3. Параметры срезаемого слоя Ж ь 3.1. Толщина и ширина срезаемого слоя Т Величина а зависит от величины пода­ чи (S0 или Sz) и главного угла в плане ф. Величина b зависит от глубины реза­ ния t и главного угла в плане ф. Математическую зависимость а от S0 и ф можно получить, рассмотрев тре­ угольник AND. Для точения из рассмотрения: • треугольника AND следует, что • треугольника AHB следует, что БШф = b = AH t AB t b sin ф 29 а = f ( S ; ф) Г 1 b =f (t; ф) 3. Параметры срезаемого слоя Ж ь 3.1. Толщина и ширина срезаемого слоя Т При точении в зависимости от вели­ чины угла ф меняется форма сечения срезаемого слоя и величины а и b. а 1 < а2 bi > b2 при ф1 < ф2 При постоянных значениях подачи Sо и глубины резания t, чем больше вели­ чина угла ф, тем больше толщина среза а и меньше ширина среза b. Большие значения угла ф используют при черновой обработке, а меньшие при чистовой обработке. Для сверления из рассмотрения: • треугольника AND следует, что Б1Пф ND a AD a = S z ■sin ф ; треугольника ADB следует, что sin^ b= AD t AB t b sin ф 30 ф \ —черновая обработка ф I —чистовая обработка 3. Параметры срезаемого слоя Ж ь 3.1. Толщина и ширина срезаемого слоя Т При цилиндрическом фрезеровании толщина среза имеет переменное значе­ ние в пределах угла контакта ф: от ми­ нимума в точке B до максимума ND. Угол контакта ф оказывает на процесс резания такое же влияние, как и угол ф при точении и сверлении. Ф = a arccos(1 2t . ). D В треугольнике AND угол D AN равен углу ф (углы со взаимно перпендику­ лярными сторонами). Из треугольника AND следует, что amax = S z ■sin ф. Если рассматривать величину а для какой-либо i-й точки дуги контакта BD с соответствующим значением угла кон­ такта ф, то ai = S z ‘ sin фЛ 31 3. Параметры срезаемого слоя ж . 3.2. Площадь поперечного сечения срезаемого слоя Т Различают номинальную, действи­ тельную и остаточную площади попе­ речного сечения срезаемого слоя. Номинальная (теоретическая) пло­ щадь среза f Hравна площади параллело­ грамма ABCD, следовательно: f = SCJ• t = a • b f H= Sa • t = a • b. Действительная площадь среза f d меньше номинальной, так как гребешок поверхности ВСК остается на обрабо­ танной поверхности и его площадь (представляет собой площадь остаточ­ ного сечения) вычитается из номиналь­ ной: f д f н f ост. Площадь остаточного сечения равна площади треугольника ВСК, высота ко­ торого представляет собой теоретиче­ скую высоту гребешка шероховатости (hT). Из рассмотрения треугольников ВСК и СМК следует: S„ h Otg^ + c tg ^ f ост s o2 2(ctg^ + c tg ^ ) Действительная площадь сечения сре­ заемого слоя определяется как разность номинальной и остаточной площадей. 32 f 3. П а р а м е т р ы с р е з а е м о г о с л о я у 3.3. Контроль усвоения И нст рукция Возьмите лист бумаги и запишите ответы на задания контрольного теста. Тест состоит из 13 заданий. Выполняйте их последовательно, внимательно читайте указания. Указание 1. Завершите утверждения с 1-го по 6-е, выбрав один из предла­ гаемых вариантов окончания. 1. Сечение срезаемого слоя при точении рассматривается в плоскости: а) параллельной оси заготовки; б) перпендикулярной оси заготовки; в) расположенной в пространстве произвольно. 2. Толщина срезаемого слоя - это расстояние между двумя последователь­ ными положениями поверхности резания заготовки, измеренное: а) по поверхности резания; б) по перпендикуляру к поверхности резания. 3. Ширина срезаемого слоя - это расстояние между обработанной и обраба­ тываемой поверхностями заготовки, измеренное: а) по поверхности резания; б) по перпендикуляру к поверхности резания. 4. С увеличением угла в плане ф: а) толщина среза уменьшается, а ширина среза увеличивается; б) толщина среза увеличивается, а ширина среза уменьшается; в) толщина и ширина среза остаются неизменными. 5. С увеличением угла в плане ф площадь номинального сечения среза: а) увеличивается; б) уменьшается;; в) остается неизменной. 6. Площадь действительного сечения срезаемого слоя: а) больше номинальной; б) меньше номинальной; в) равна номинальной. 33 3. П а р а м е т р ы ср езаем о го слоя Г 3.3. Контроль усвоения т!L Указание 2. Завершите утверждения с 7-го по 10-е, вписывая в пропущен­ ные строки недостающую информацию. 7. Толщину срезаемого слоя при точении и сверлении можно определить по формулам _______ , ,а ширину срезаемого слоя - по формулам 8. Если увеличить подачу, то толщина среза ____________ , ширина среза _______________, площадь номинального сечения среза_________________ . 9. Для расчета площади номинального сечения среза используют формулы и _______________ . 10. Теоретическая высота гребешка шероховатости (h T ) может быть рассчитана по формуле______________________ . Указание 3. В заданиях с 11-го по 13-е установите соответствие информа­ ции левого и правого столбцов и заполните форму ответа. 11. Определите, каким фигурам на эскизе (АИО, ABCD, NBCD) соответству­ ют номинальное, действительное и остаточное сечения среза. СЕЧЕНИЯ СРЕЗА ОБОЗНАЧЕНИЯ СЕЧЕНИИ СРЕЗА 1) Номинальное сечение среза 2) Остаточное сечение среза 3) Действительное сечение среза Ответ: 1 - ;2 - ;334 3. Параметры срезаемого слоя 3.3. Контроль усвоения 12. Выберите формулу для расчета соответствующей площади сечения среза. ФОРМУЛЫ ПЛОЩАДИ СЕЧЕНИЯ СРЕЗА 1) Номинальная площадь среза A. f = Sо • t 2) Остаточная площадь среза Б. f = S^ t 3) Действительная площадь среза B. f = Ответ: 1 - ;2 - S2 2 (^ ф + с\ф ) 2(c\g@+с \ ф ) ; 3 -_ 13. Соотнесите толщину и ширину среза с их изображениями на эскизе. В от­ вете укажите буквенное обозначение соответствующих отрезков. ПАРАМЕТРЫ СРЕЗА ГРАФИЧЕСКОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ СРЕЗА 1) Толщина среза 2) Ширина среза Ответ: 1 - ;2 - 35 4. Ф и з и ч е с к и е о с н о в ы п р о ц е с с а р е з а н и я м е т а л л а ^ * .4 - 1 . Виды стружки - Режущий клин Срезаемый с заготовки в процессе резания слой металла называется стружкой. Стружт ^Обрабатываемая заготовка В зависимости от условий обра­ ботки получается тот или иной вид стружки. Классификацию видов стружки пред­ ложил И.А. Тиме. Согласно ей различа­ ют три основных вида стружки: • скалывания; • сливную; • элементную. Вид стружки зависит от условий ре­ зания, которые составляют: • физико-механические свойства об­ рабатываемого металла; • элементы режима резания; • геометрия режущего клина. Зависимость видов стружки от условий резания f Физико-механические свойства металла Элементы режима резания Геометрия режущего клина 36 4. Физические основы процесса резания металла аг t 4.1. Виды стружки т Стружка скалывания и сливная стружка образуются при обработке пла­ стичных материалов (стали, алюминие­ вые сплавы, ковкий чугун). Пластичные материалы С т р У D D Скалывания Сливная к а Стружка скалывания представляет собой ленту с гладкой внутренней (об­ ращенной к передней поверхности кли­ на) стороной и с ярко выраженными за­ зубринами на внешней стороне. Стружка скалывания образуется при обработке пластичных материалов при большой толщине среза а, относительно небольшой скорости резания U и не­ большом переднем угле у режущего ин­ струмента. а\ ; ц| ; у| Сливная стружка представляет собой сплошную ленту с гладкой внутренней (обращенной к передней поверхности клина) стороной и с «бархатистой» внешней стороной. Сливная стружка образуется при об­ работке пластичных материалов при не­ большой толщине среза а, относительно большой скорости резания U и увеличе­ нии значений переднего угла у режуще­ го инструмента. 37 а \ ; Uf ; у\ 1 4. Физические основы процесса резания металла •Г 4.1. Виды стружки Т При обработке хрупких материалов (серый чугун, бронза) образуется эле­ ментная стружка. Хрупкие материалы С т р У к а Элементная стружка состоит из от­ дельных, не связанных между собой элементов. Элементная стружка образуется при обработке хрупких материалов на ма­ лых скоростях резания U при значи­ тельных толщинах среза а и больших значениях переднего угла у режущего инструмента. 38 D Элементная 1 4. Физические основы процесса резания металла ж . 4.2. Процесс стружкообразования Т Обработке резанием подвергаются промышленные металлы, которые име­ ют поликристаллическое строение. Поликристалл можно представить как совокупность монокристаллов (кристал­ литов), имеющих, в свою очередь, гек­ сагональную, тетрагональную и другую структуру. Процесс резания связан с пластиче­ ской деформацией обрабатываемого ме­ талла, в результате которой накаплива­ ются нормальные и касательные напря­ жения в деформируемом объеме метал­ ла. Пластическая деформация монокри­ сталла может произойти по пути: • скольжения - смещения кристалло­ графических плоскостей относительно друг друга; • двойникования - поворота кристал­ лографических плоскостей относитель­ но оси. 39 двойникования 4. Физические основы процесса резания металла ж i 4.2. Процесс стружкообразования Т Процесс пластической деформации поликристалла сопровождается измене­ нием структуры и формы кристаллитов, изменением их ориентировки и образо­ ванием текстуры, развитием сложного напряженного состояния, тепловыделе­ нием. Процесс стружкообразования при ре­ зании металлов впервые исследовал И.А. Тиме. Уточнялась и развивалась модель стружкообразования в исследованиях К.А. Зворыкина, А.Н. Брикса, Я.Г. Усаче­ ва, а также М.И. Клушина, Н.Н. Зорева, А.И. Исаева, В.Ф. Боброва, М.Н. Ларина и др. Анализ литературы, раскрывающей вопросы физических основ процесса ре­ зания металлов, позволяет рассмотреть схематизированную модель стружкооб­ разования на примере получения сливной стружки. 40 Текстура 4. Ф и з и ч е с к и е о с н о в ы п р о ц е с с а р е з а н и я м е т а л л а ж . 4.2. Процесс струж кообразования т Режущий клин под действием силы стружкообразования Р вдавливается в обрабатываемый металл. Впереди клина образуется зона опе­ режающей деформации ОABC. Левее дуги ОА находятся недеформированные зерна (кристаллиты) обрабатываемого металла. Каждый кристаллит, попадая в об­ ласть дуги ОА, начинает пластически деформироваться в зоне 1. По мере движения от дуги ОА к плос­ кости скалывания ОВ пластическое де­ формирование будущего элемента стружки возрастает. Идет внутрикристаллитная деформа­ ция зерен по пути скольжения или двойникования. Рост пластической деформации при­ водит к сдвиговым деформациям, кото­ рые начинаются на плоскости скалыва­ ния ОВ. Угол скалывания в Плоскость скалывания расположена по отношению к направлению движения клина под углом скалывания в. 41 в ~ 30 - 35 4. Физические основы процесса резания металла ж i 4.2. Процесс стружкообразования Т В области ОВС продолжается пласти­ ческое деформирование сформирован­ ного элемента стружки. Образуется текстура относительно плоскости ОС (плоскости сдвига). Накопленные напряжения превыша­ ют предел прочности обрабатываемого материала и происходит разрушение, т.е. отделение элемента стружки от об­ рабатываемого материала по плоскости сдвига. 1 Плоскость сдвига расположена по от­ ношению к плоскости скалывания под углом в . Угол сдвига в Величина угла в зависит от свойств обрабатываемого материала и других условий обработки и находится в преде­ лах от 0 до 30°. При обработке хрупких металлов (се­ рый чугун) значение угла в близко к 0°, а при резании пластичных металлов зна­ чение угла в приближается к 30°. \ о О II Хрупкие металлы ч 42 / 4. Физические основы процесса резания металла ж i 4.2. Процесс стружкообразования Т После выхода из зоны первичной де­ формации (зона 1) перешедший в стружку слой металла дополнительно деформируется в зоне вторичной де­ формации 2. Вторичная деформация Зона вторичной деформации образу­ ется вследствие трения стружки о пе­ реднюю поверхность инструмента. Ширина зоны 2 приблизительно со­ ставляет половину ширины площади контакта С, а толщина - одну десятую часть толщины стружки аС. Степень деформации «спинки» струж­ ки, прошедшей через зону 2, в 20 раз превышает степень деформации основ­ ной части стружки. В условиях современной металлооб­ работки (высокие скорости резания, оп­ тимальные углы у и а) границы зоны опережающей деформации сближаются таким образом, что разница между плоскостями скалывания и сдвига не­ большая. Поэтому возможно семейство плоско­ стей сдвиговых деформаций схематично заменить условной плоскостью сдвига. 43 Плоскость 4. Физические основы процесса резания металла ж . 4.3. Явление наклепа обработанной поверхности Т При резании металлов пластической деформации подвергается как срезае­ мый слой, так и поверхностный слой обработанной заготовки с. Наклеп обработанной поверхности Явление упрочнения поверхностного слоя обработанной заготовки в процессе резания получило название наклепа об­ работанной поверхности и впервые подробно было изучено Я.Г. Усачевым. Упрочненный слой глубиной с имеет повышенную прочность и твердость, он более хрупкий и хуже сопротивляется знакопеременным нагрузкам, чем ис­ ходный обрабатываемый материал, в нем наблюдаются концентрации напря­ жений. Поэтому наклеп, получающийся в процессе обработки резанием, оказыва­ ет отрицательное влияние на работоспо­ собность детали в соединении. Восстановить структуру металла, т.е. освободиться от наклепа, можно, ис­ пользуя методы термообработки - от­ жиг и нормализацию. 44 Восстановление структуры отжиг, нормализация 4. Физические основы процесса резания металла ж . 4.3. Явление наклепа обработанной поверхности Т с =f (УР) Глубина наклепа с зависит от условий резания (УР). Чем пластичнее (Пл) обрабатываемый материал, тем больше будет объем зоны деформации (УПД), и глубина наклепа увеличится. Пл t ^ Поэтому при обработке серого чугуна при прочих равных условиях глубина наклепа будет меньше, чем при обра­ ботке низкоуглеродистой стали. Увеличение угла у приводит к умень­ шению объема и степени пластического деформирования при резании, глубина наклепа также будет уменьшаться. С увеличением угла а уменьшается площадь контакта задней поверхности режущего клина с обработанной по­ верхностью, сила трения Fmp поэтому также уменьшается, и глубина наклепа будет меньше. 45 а УПД t ^ t сt 4. Физические основы процесса резания металла ж . 4.3. Явление наклепа обработанной поверхности Т а = Бо • Б1пф Увеличение угла ф приводит к воз­ растанию толщины среза а, что, в свою очередь, увеличивает объем пластиче­ ской деформации и глубину наклепа. фt ^ а| ^ УПД \ ^ с\ А Алюминий 10 8 6 Й I А А 4 2 1 S AT 57° 51° 37° 27° X 2 74° 64° 3 Толщина срезаемого слоя, мм При увеличении глубины резания t и подачи Бо возрастает площадь срезаемо­ го слоя / н, следовательно, увеличивается объем пластической деформации и глу­ бина наклепа. Бо t t t *360 й й 240 6 / й 120 / t const 0 ,5 м м S const 0 ,5 об f I 1 2 3 4 Подача, мм/об 46 1 2 3 4 Глубина резания, мм Угол в плане ф Влияние угла ф на величину наклепа связано с изменением толщины среза а. 4. Физические основы процесса резания металла ж . 4.3. Явление наклепа обработанной поверхности Т С увеличением скорости резания U повышается скорость пластической деформации, объем ее уменьшается и глубина наклепа становится меньше. п ^ 400 Затупленный резец ч Щ,зоо I20 й JЧ г~>0---- ~~ < — -< — %100 Острый резец 60 120 180 240 Скорость резания, м/мин Смазочно-охлаждающие среды (СОС) затормаживают процесс пластического деформирования и трения и, следова­ тельно, уменьшают глубину наклепа. 47 СОС © ^ УПД | ^ сI 4. Физические основы процесса резания металла V ь 4.4. Явление наростообразования в процессе резания -------------------------- При обработке пластичных материа­ лов на передней поверхности режущего клина образуется нарост. Нарост имеет клиновидную форму и представляет собой заторможенные слои сильно деформированного при ре­ зании металла. Твердость нароста в 1,5 ^ 1,7 раза выше твердости обработанного мате­ риала. Высокая твердость нароста Впервые обнаружил явление наростообразования и дал ему объяснение Я.Г. Усачев. Он установил, что на­ рост - это застой деформированного металла в процессе стружкообразования. Нарост на резце (исследования Я.Г. Усачева) 48 4. Физические основы процесса резания металла ж i 4.4. Явление наростообразования в процессе резания Т Различают два вида нароста. Нарост 1-го вида Нарост первого вида имеет значи­ тельную протяженность вдоль перед­ ней поверхности инструмента, но срав­ нительно слабо выступает впереди нее. Нарост 2-го вида Нарост второго вида имеет незна­ чительную протяженность вдоль пе­ редней поверхности инструмента и сильно выступает впереди режущей кромки. Нарост удерживается на передней поверхности инструмента условной си­ лой трения Т. На возникший нарост действуют си­ лы сжатия S и Si и сила растяжения Q. Когда сумма сил S и Q превысит си­ лу Т, происходит срыв нароста. 49 4. Физические основы процесса резания металла ж i 4.4. Явление наростообразования в процессе резания Т Следовательно, в какой-то момент нарост срывается и начинает образовы­ ваться вновь. Частота срыва наростов увеличива­ ется с возрастанием скорости резания и подачи. 16000 f «Оо 14000 Б оо 12000 З4 10000 Й S гО 9/ Wм I О' S =0,135 8000 04 6000 S =1 5о 4000 S =0,5 S = ,27 S о 2000 'Г S= 0,375 1 i 20 40 60 80 100 120 Скорость резания, м/мин Величина нароста Н зависит в боль­ шей степени от скорости резания. На скоростях от 3 до 5 м/мин нарост практически отсутствует вследствие невысоких температур в зоне резания. Наибольшие по высоте наросты на­ блюдаются при скоростях резания от 12 до 25 м/мин (в зависимости от фи­ зико-механических свойств обрабаты­ ваемого материала, передних углов ин­ струмента, условий охлаждения). 50 Скорость резания, м/мин 4. Физические основы процесса резания металла ж i 4.4. Явление наростообразования в процессе резания Т Нарост оказывает на процесс резания как положительное, так и отрицатель­ ное влияние. Положительное влияние проявляет­ ся в следующем: • увеличивается передний угол по наросту (ун > ур). Это приводит к уменьшению степени и объема пласти­ ческой деформации при резании; ун t ^ • повышается стойкость инструмен­ та Т, поскольку нарост закрывает собой режущую кромку и поверхности ре­ жущего клина. УПД | Тt Отрицательное влияние выражается в том, что: • срывы нароста вызывают вибра­ ции в системе «станок - приспособле­ ние - инструмент - деталь» (СПИД), что отрицательно сказывается на точ­ ности обработки; • нарост ухудшает шероховатость поверхности. 51 Нt ^ Шероховатость t 4. Физические основы процесса резания металла ж . 4.4. Явление наростообразования в процессе резания Т С учетом влияния нароста на про­ цесс резания можно полагать, что при черновой обработке нарост - явление положительное, а при получистовой и чистовой - отрицательное. Наростообразование можно умень­ шить, повышая скорость резания, уве­ личивая передний угол, используя сис­ тему охлаждения и снижая трение на передней поверхности клина за счет ее тщательной доводки. Наростообразование уменьшается е с л и 52 —►<^CQC (+ Т ) 4. Физические основы процесса резания металла ж . 4.5. Явление усадки стружки Т Усадка стружки является следствием пластической деформации при резании металлов. Внешне она проявляется в том, что длина стружки lc оказывается меньше длины поверхности заготовки l, с которой она снята, а толщина стружки ас - больше толщины среза а. Укорочение стружки по длине относи­ тельно длины обработанной поверхности называется продольной усадкой стружки. Величина продольной усадки стружки характеризуется коэффициентом про­ дольной усадки стружки K l, который представляет собой отношение длины обработанного участка заготовки l к дли­ не стружки 1с, снятой с этого участка. Укорочение стружки по длине сопрово­ ждается увеличением ее поперечного сече­ ния, в основном за счет толщины сечения среза. Это явление называется поперечной усадкой стружки. Коэффициент поперечной усадки стружки K a определяется отношением толщины стружки а с к толщине среза а . 53 Обрабатываемая заготовка 4. Физические основы процесса резания металла V 4.5. Явление усадки стружки Коэффициенты продольной и попе­ речной усадки стружки приблизительно равны между собой и всегда больше единицы при обычном (не сверхскоро­ стном) резании металлов. На величину К влияют следующие условия резания (УР): свойства обраба­ тываемого материала, элементы режима резания, геометрия режущего клина. Чем пластичнее металл, т.е. чем больше его вязкость и меньше твер­ дость, тем больше степень пластической деформации (СтПД) при резании и больше величина К. Так, у низко- и среднеуглеродистой стали К / = 1,5-3, у меди - 5-6. Хрупкие материалы (чугун, бронза и т.п.) характеризуются малыми величи­ нами К/. Например, у чугуна К / =1,1-1,5. С увеличением переднего угла у уменьшается степень пластической де­ формации срезаемого слоя, а также силы трения между стружкой и передней по­ верхностью инструмента, что приводит к уменьшению величины К/. 54 К , « Ка > 1 К , = f ( УР ) Свойства обрабатываемого материала Пластичность Х ^ СтПД Х ^ lc Т ^ К { X Геометрия режущего клина У Т ^ СтПД Х ^ 1СТ ^ К, X 4. Физические основы процесса резания металла ж . 4.5. Явление усадки стружки Т Dr При уменьшении переднего угла у -увеличивается угол между векторами скорости резания V и скорости схода стружки С 0стр. В этом случае режущий клин сильнее деформирует стружку при отводе ее из зоны резания по передней поверхности. У Увеличение главного угла в плане ф приводит к увеличению толщины сре­ заемого слоя а = S 0 • sin ф и уменьше­ нию степени его пластической дефор­ мации, что влечет за собой уменьшение величины К ф Т ^ а Т ^ СтПД i ^ 1С Т ^ К 4 Элементы режима резания Увеличение подачи S o , в свою оче­ редь, связано с увеличением толщины срезаемого слоя а = S 0 •s u ^ , что вызы­ вает уменьшение степени пластической деформации в срезаемом слое и приво­ дит к уменьшению величины К Чем толще стружка, тем меньше она пластически деформируется. 55 и t СтПД 4 ^ 1с Т ^ К 4 Sa Т ^ а К i Влияние скорости резания на усадку стружки опосредовано свойствами обра­ батываемого материала. Если обрабаты­ вается пластичный материал (например, сталь 40), дающий сливную стружку, то зависимость усадки стружки от скорости резания имеет неоднозначный характер в различных интервалах скоростей. При увеличении скорости резания от 5 до 20-25 м/мин степ ень пластиче ской деформации и величина К уменьшаются, так как растет нарост Н н на передней по­ верхности инструмента, который увели­ чивает фактический передний угол ун . Начиная со скорости 20-25 м/мин вы­ сота нароста уменьшается, фактический передний угол уменьшается, что увели­ чивает степень пластической деформации и величину К . При скорости 40-50 м/мин нарост ис­ чез ает, передний угол принимает сво е номинальное значение, степень пласти­ ческой деформации и величина К дости­ гают максимума. При дальнейшем увеличении скорости резания степень пластической деформа­ ции и величина К уменьшаются, так как растет температура резания, подрезцовый слой стружки размягчается и начинает играть роль твердой смазки. Уменьшает­ ся коэффициент трения, что облегчает процесс резания. Обработка пластичных материалов 20 40 60 80 100 и, м/мин Если V = 5...20м/мин и Нн Т ^ у н СтПД lc К 1i 1с К 1Т Если V = 2 0 .4 0 м/мин иТ^ Н н i ^ y H СтПД Если V > 40 м/мин и СтПД i ^ lc Rt i Указанные величины скорости резания, соответствующие максимуму и минимуму величины К , могут несколько смещаться в зависимости от у с ­ ловий резания. 56 4. Физические основы процесса резания металла V 1 ^ 4.5. Явление усадки стружки - = — При обработке хрупких материалов (например, серых чугунов), дающих стружку скалывания, зависимость коэф­ фициента усадки стружки от скорости ре­ зания имеет однозначный характер во всех интервалах скоростей. Это объясня­ ется отсутствием нароста при обработке хруп ких и тв ердых м ате ри ал ов . С увеличением скорости резания при обработке хрупких материалов степень пластической деформации уменьшается, что приводит к уменьшению величины К, K, Обработка хрупких материалов U Т ^ СтПД X ^ lc Т ^ К , X Увеличение глубины резания t приво­ дит к увеличению ширины срезаемого слоя и снижению степени у sm р ) пластической деформации, что влечет за собой удлинение стружки и уменьшение величины К /. Отмеченная зависимость характерна для резания с малыми сече­ ниями среза, т.е. для чистовых и получистовых операций. 57 t Т ^ b Т ^ СтПД X ^ lc Т ^ К X 4. Физические основы процесса резания металла т V . 4.6. Возникновение шероховатости обработанной поверхности В результате обработки резанием на обработанной поверхности образуются микронеровности в виде выступов и впа­ дин. Микронеровности определяют шерохо­ ватость обработанной поверхности. Теоретический (регулярный) профиль шероховатости обработанной поверхно­ сти можно представить как след движе­ ния режущей кромки инструмента в по­ верхностном слое обрабатываемого ма­ териала. В результате образуется совокупность гребешков одинаковой формы с одинако­ вой высотой К . На теоретический профиль шероховато­ сти влияет величина подачи, главный и вспомогательный углы в плане, если рабо­ тать с незакругленной вершиной (rB = 0). Для резца с rBФ 0, но rB < S используется эмпирическая зависимость hT =f (S; rB). и4 ) Н н ^ 0; Нд * h 7 4. Физические основы процесса резания металла V 4.6. Возникновение шероховатости обработанной поверхности т 3) Геометрия режущего инструмента При уменьшении углов в плане ф и ф1 и увеличении радиуса закругления при вершине rB hd уменьшается. При увеличении заднего угла а сни­ жаются силы трения между задней по­ верхностью режущего клина и обрабо­ танной поверхностью, что уменьшает прирост Ahd, и, следовательно, hd снижа­ ется. Применение смазочно-охлаждающих сред способствует уменьшению hd, так как облегчается процесс образования стружки: снижается объем пластической деформации и уменьшаются силы трения. 61 а ^ F rnp ^ А К тр ^ Кд ^ 4. Физические основы процесса резания металла 4.7. Контроль усвоения И нст рукция Возьмите лист бумаги и запишите ответы на задания контрольного теста. Тест состоит из 12 заданий. Выполняйте их последовательно, внимательно читайте указания. Указание 1. Завершите утверждения с 1-го по 6-е, выбрав один из предла­ гаемых вариантов окончания. 1. При обработке пластичных материалов возможно образование двух видов стружки: а) скалывания и элементной; б)сливной и элементной; в) скалывания и сливной. 2. Стружкообразование при резании металлов является следствием: а) упругой деформации; б) пластической деформации. 3. Явление наклепа при резании металлов представляет собой: а) изменение микрогеометрии поверхностного слоя заготовки; б) разрушение поверхностного слоя заготовки; в) упрочнение поверхностного слоя заготовки. 4. Нарост в процессе резания образуется при обработке: а) хрупких материалов; б) пластичных материалов; в) хрупких и пластичных материалов. 5. Длина стружки, снятой с обработанной поверхности: а) больше длины обработанной поверхности; б) меньше длины обработанной поверхности; в) равна длине обработанной поверхности. 6. Нарост представляет собой уплотненную массу частиц обрабатываемого материала, схватившуюся: а) с задней поверхностью режущего клина; б) с передней поверхностью режущего клина; в) с передней и задней поверхностями режущего клина. 62 4. Физические основы процесса резания металла /ш 4.7. Контроль усвоения Ч к ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Указание 2. Завершите утверждения с 7-го по 10-е, выбрав все правильные варианты окончания. 7. Влияние нароста на процесс резания выражается в том, что: а) улучшается шероховатость обработанной поверхности; б) ухудшается шероховатость обработанной поверхности; в) уменьшаются силы резания; г) увеличиваются силы резания; д) увеличивается стойкость инструмента; е) уменьшается стойкость инструмента. 8. Коэффициент усадки стружки (К ) зависит от условий резания следующим образом: а) НВТ — К 4; б) НВТ — К Т; в) Sо Т — К1 Т; г) 8о Т — Ki | ; д) t Т — К 4; е) t Т — К Т; ж) Y Т — К11; з) у Т — К Т. 9. Высота микронеровностей обработанной поверхности (hr) зависит от усло­ вий резания следующим образом: а) НВТ — h r 4; б) НВТ — h r Т; в) 8 о Т — h r Т; г) 8 о Т — h r | ; д) ф Т — hr Т; е) ф Т — hr |; ж) у Т — hr 4 ; з) Y Т — hr Т; и) t Т — hr 4; к) t Т ——hr Т. 10. Глубина наклепа (с) зависит от условий резания следующим образом: а) НВТ — с 4; б) НВТ — с Т; в) S Т — с Т; г) S Т — с 4; д) е) ж) з) а а у у Т— с Т; Т— с 4; Т— с 4 ; т — с т. 63 и) t Т — с 4; к) t Т — с Т. 4. Физические основы процесса резания металла 4.7. Контроль усвоения Т : ------------------------------------------------ ^ Указание 3. В заданиях 11 и 12 установите соответствие информации лево­ го и правого столбцов и заполните формы ответов. 11. Определите элементы схемы образования стружки при резании металлов. ЭЛЕМЕНТЫ СХЕМЫ СТРУЖКООБРАЗОВАНИЯ СХЕМА СТРУЖКООБРАЗОВАНИЯ к 1) Зона опережающей деформации 2) Угол скалывания 3) Угол сдвига 4) Плоскость скалывания 5) Плоскость сдвига Ответ: 1 - ;2 - ;3- ;4- ;5 12. Выберите график соответствующей зависимости. ЗАВИСИМОСТИ ГРАФИКИ ЗАВИСИМОСТЕЙ 1) Коэффициента усадки от скорости резания K l = f(v) 2) Высоты микронеровностей от ско­ рости резания Нг —f(v) 3) Высоты нароста от скорости реза­ ния Н = f(u) Ответ: 1 - ;2 - ;3 U, м/мин U, м/мин 64 U, м/мин 5. С и л ы и м о щ н о с т ь р е з а н и я Г 5.1. С и лы резания при точении т илы При резании металлов режущий ин­ струмент воздействует на заготовку с определенной силой R'. Сила R ' уравно­ вешивается сопротивлением обрабаты­ ваемого материала заготовки режущему клину. Таким образом, со стороны заго­ товки на инструмент действует сила, равная по величине силе R ' и противо­ положная ей по направлению (R=Rr). Сила действия равна по величине силе противодей­ ствия и противоположна ей по направлению Для практических целей используется не сама сила R, а ее три составляющие: Р х , Ру , P z . Они находятся как проекции вектора R на оси координат x, y, z. Вы­ бор осей совпадает с направлением главного движения и движения подачи. При этом каждая составляющая силы R получает определенный технологиче­ ский смысл: • P z - тангенциальная сила. Главная составляющая силы резания, действует при точении на резец в направлении главного движения D r по касательной к поверхности резания заготовки; • Py - радиальная сила. Стремится оттолкнуть резец от заготовки; • Рх - о с ев ая сила. Дей ствует пар аллельно оси заготовки и направлена на­ встречу движению подачи Ds. Из трех составляющих наибольшая по величине сила P z , а наименьшая, как правило, сила Py . При точении Py Д 0 .2 - 0,3)PI Величина силы R рассчитывается в соответствии со значениями всех трех ее составляющих. 65 Px «(0,4 - 0,5)P, R - 4 jpj + P2 + P 2 x y z 5. Силы и мощность резания ж L 5.2. Зависимость сил резания от условий резания Т На величину Pz, Px, Py влияют сле­ дующие условия резания: • свойства обрабатываемого риала; • элементы режима резания; • геометрия режущего клина. мате­ Pz ,Px ,Py = f ( УР) Чем больше у вязких материалов пре­ дел прочности на разрыв аБ и чем выше твердость (НВ) у хрупких материалов, тем больше величина Pz, Px, Py. С увеличением переднего угла у уменьшается степень пластической де­ формации срезаемого слоя, что приво­ дит к уменьшению величин Pz, Px, Py. Свойства обрабатываемого материала Геометрия режущего клина у Т — СтПДi — Pz, Px,Py i 66 5. Силы и мощность резания Г 5.2. Зависимость сил резания от условий резания — Уменьшение заднего угла а увели­ чивает контакт задней поверхности (ЗП) режущего клина с обрабатывае­ мой деталью, что приводит к увеличе­ нию сил трения и величины Pz, Px, Py. Интенсивность влияния а на силы резания невелика: увеличение а от 2 до 10° ведет к возрастанию величины Pz на 6%, а Ру - на 17%. Дальнейшее уве­ личение а на силы резания не влияет. Увеличение главного угла в плане ф приводит к возрастанию толщины сре­ заемого слоя ( а = S 0 ■s in ^ ) и уменьше­ нию степени его пластической дефор­ мации, что влечет за собой уменьшение величины Pz и Pr Наряду с этим увеличение ф приводит к уменьшению ширины срезаемого слоя а контактЗП Т ^ Pz,Py i ,РХ Т ф Т ^ а Т ^ СтПД ф Т ^ b Р ,р i р Т f t } b = ------ , что влечет за собой увелиsin фу чение силы Р х. Увеличение глубины резания t и по­ дачи S o связано с возрастанием площади поперечного сечения среза, что вызыва­ ет большее сопротивление обрабаты­ ваемого материала резанию и приводит к увеличению P z , P x , Py . Увеличение t в большей степени влияет на рост сил резания, чем увели­ чение S o , так как возрастают активная длина режущей кромки, нормальное давление и силы трения по задней по­ верхности режущего клина. 67 Элементы режима резания So, t Т ^ f Р, , Р•', Р, Т 5. Силы и мощность резания Ж I 5.2. Зависимость сил резания от условий резания Т Влияние скорости резания на P z , P x , Py опосредовано свойствами обрабатывае­ мого материала. Если обрабатывается пластичный материал (например, сталь 40Х), дающий сливную стружку, то зави­ симость P z , P x , Py от скорости резания имеет сложный неоднозначный характер в различных интервалах скоростей. При увеличении скорости резания от 5 до 20-25 м/мин степень пластической деформации и величины P z , P x , Py уменьшаются, так как растет нарост Н н на передней поверхности инструмента, ко­ торый увеличивает фактический перед­ ний угол ун . Начиная со скорости 20-25 м/мин, вы­ сота нароста уменьшается, фактический передний угол становится меньше, что увеличивает степень пластической де­ формации и величины P z , P x , Py . При скоростях резания 40-50 м/мин нарост почти исчезает, передний угол при ни м а ет сво е н оми нал ьно е зн ачен ие, степень пластической деформации и ве­ личины P z , P x , Py достигают максимума. При дальн ейшем ув еличении скор о сти рез ания степень пластической деформ ации и величины P z , P x , Py ум еньшаются , так как растет температура резания, что уменьшает коэффициент трения между стружкой и режущим клином. P7 Обработка пластичных материалов 40 60 80 100U, м/мин Если U = 5 ... 2 0 м/мин и Т — Н н Т— ун Т— СтПД i- ■PZ,Px.Py i Если U = 20 ... 4 0 м/мин и t — Нн i — г , СтПД t — P„P„PV t Если U > 40 м/мин и t — СтПДi — Pz ,Px,Py i Указанные величины скорости резания, соответствующие максимуму и минимуму величины Pz, могут несколько смещаться в зависимости от величины переднего угла у. 68 5. Силы и мощность резания a t . 5.2. Зависимость сил резания от условий резания Т При обработке хрупких материалов (например, серых чугунов), дающих эле­ ментную стружку, зависимость коэффи­ циента усадки стружки от скорости реза­ ния имеет вид плавной кривой во всех интервалах скоростей. Это объясняется отсутствием нароста при обработке хруп ких и твердых мат ери ал ов . С увеличением скорости резания сте­ пень пластической деформации умень­ шается, что приводит к уменьшению ве­ личины сил резания. Аналогично выглядит эта зависимость для материалов, не склонных к наростообразованию: меди, жаропрочных и не­ ржавеющих сталей и сплавов, титановых сплавов. 69 Обработка U Т——СтПД ^ ——Pz , Px, Py ^ 5. Силы и мощность резания ж . 5.3. Расчет сил резания, моментов и мощности при точении т Силы резания при работе различными резцами при точении рассчитывают по эмпирическим формулам PXy Z = 10Ср •t x •s y ^ •K p, н , где Ср, x, y , n - постоянная и показа­ тели степеней (имеют разные значения для каждой из состав­ ляющих силы резания); С рРх ф Ср ф Срr z ру хх ФxУ Фxz У Ф Уу ФУz Пх ФПУ ФПz Кр - общий поправочный коэф­ фициент. Общий поправочный коэффициент К р рассчитывают по эмпирической фор­ муле К р = К Мр•К фр •К у p •К Ap•К Гр, К 1 &ВD К = 1750J для стали где К мр - поправочный коэффици­ ент, учитывающий влияние ка­ чества обрабатываемого мате­ риала на силы резания; П П К мр = (нв Л 1 190 ) для серого чугуна 0,75 - для твердых сплавов n 0,35 - для быстрорежущей стали К Фр’К Ур ’К Ар >К Гр - поправочные коэффициенты, учитывающие геометрию режущего инструмента. К , К ,К , , К фр ур Ар р выбирают по справочнику 70 5. Силы и мощность резания ж . 5.3. Расчет сил резания, моментов и мощности при точении т Силы Pz и Рх деформируют резец и за­ готовку и создают крутящие и изги­ бающие моменты, а сила Ру работы не совершает, в направлении ее действия нет перемещений. Действие сил на резец Dr Сила Pz изгибает резец в вертикаль­ ной плоскости y — z. Создается изги­ бающий момент М н . Рz Сила Р х изгибает резец в горизон­ тальной плоскости у - х. Создается из­ гибающий момент М и . Р У М UPz = Рz l , Нм, М иРх = Рх l , Нм, где Р z - сила резания, Н; Рх - осевая сила, Н; Действие сил на заготовку Сила Pz создает крутящий момент на заготовке, так называемый момент со­ противления резанию М. 71 5. Силы и мощность резания a t . 5.3. Расчет сил резания, моментов и мощности при точении т Мощность, затрачиваемую на резание (эффективную мощность N e) рассчиты­ вают по силе Pz с учетом скорости реза­ ния: Ne =f(Pz; U) N = Р ° , кВт, е 1020■60 где Pz - сила резания, Н; U - скорость резания, м/мин. Расчетная мощность станка Np опре­ деляется по величине мощности элек­ тродвигателя N de с учетом коэффициен­ та полезного действия ц\ Np =f(Nde; п) Np = N de • п, кВт. Для осуществления процесса резания расчетная мощность должна быть не меньше мощности эффективной. 72 Np > N e ! 5. Силы и мощность резания ж . 5.4. Силы резания и мощность при сверлении т На сверло со стороны обрабатывае­ мой заготовки действуют силы, которые по аналогии с точением раскладывают на три составляющие: Pz, Px, Py. Эти силы действуют на оба режущих клина сверла. Силы сопротивления подачи Px дей­ ствуют параллельно оси сверла навстре­ чу движению Ds. Радиальные силы Py стремятся от­ толкнуть сверло от заготовки и дейст­ вуют по радиусу к центру сверла. При правильной заточке они уравно­ вешивают друг друга. Пара сил Pz, сопротивляясь главному движению D r, создает момент сопротив­ ления М ср. На поперечную кромку (перемычку) действует сила Pn, направленная вдоль оси сверла, а на ленточки действуют си­ лы P„, направленные параллельно оси сверла. Сумма сил Px, Pn и Pn определяет осе­ вую силу PQ, которую развивает меха­ низм станка. В целом действие сил на сверло в процессе обработки можно выразить осевой силой P 0 и крутящим моментом М кр • 73 PО= 2 Px + Pn + 2 Pn Po Сверло Мккр 5. Силы и мощность резания Г 5.4. С и лы резания и мощ ность при сверлении — Для расчета осевой силой Ро и крутя­ щего момента М кр пользуются эмпири­ ческими формулами Ро = Ср • D x • SG y ■К р , Н, Мкр = 10СЖ•D q •S y .K p , Н м , где Ср и См - постоянные, зависящие от вида обработки, свойств обра­ батываемого и инструментально­ го материалов; .X, y, q - показатели степени, вы­ бираемые по справочнику; D - диаметр сверла, мм; S0 - подача, мм/об; II Кр - коэффициент, учитывающий фактические условия резания. В данном случае он зависит только от обрабатываемого материала. К М •п N = — р— , кВт. е 9750 74 f < ^Х V В \к 750 J для стали м Мощность резания N e при сверлении определяется в соответствии с крутя­ щим моментом по формуле = р К М р - ( Н В 1п 1190 J для чугуна * 5. Силы и мощность резания ж . 5.5. Силы резания и мощность при фрезеровании т Рассмотрим силы резания на примере цилиндрического фрезерования фрезой с винтовым зубом. На винтовой зуб фрезы будут дейст­ вовать сила резания Pz, радиальная сила Ру и осевая сила Рп. О1 / о йн Р*о 1 1 Сила Р о действует вдоль оси фрезы. Направление ее действия зависит от на­ правления спирали зуба. Ро = 0,28Рz . tgp В сечении а равнодействующая R' сил Pz и Ру может быть разложена на горизонтальную Рх и вертикальную P V составляющие. Действие сил на фрезу при встречном фрезеровании При встречном фрезеровании (Dr и Ds направлены навстречу друг другу) при действии на фрезу сила P V направлена вниз и прижимает фрезу к заготовке, а сила Рх (сила подачи) совпадает с на­ правлением подачи. Силу Рх воспринимает механизм по­ дачи станка. 75 5. Силы и мощность резания ж . 5.5. Силы резания и мощность при фрезеровании т Действие сил на фрезу при попутном фрезеровании При попутном фрезеровании (на­ правления D r и D s совпадают) направле­ ния действия сил P V и Р х на фрезу ме­ няются на противоположные. Действие этих же сил на заготовку происходит в обратном направлении. Поэтому при встречном фрезеровании сила P V прижимает фрезу к заготовке и стремится оторвать заготовку от стола станка, а при попутном фрезеровании сила P V отжимает фрезу от заготовки и прижимает заготовку к столу станка. Силы P z , Р х , P V при встречном и по­ путном фрезеровании находятся в опре­ деленных соотношениях. 76 5. Силы и мощность резания a t . 5.5. Силы резания и мощность при фрезеровании Т Силы рассчитывают по эмпирическим формулам Силу Pz рассчитывают с помощью справочников по эмпирической форму­ ле Р = z 10С •t x •S y •B n •z р z K , Н, D q •n w Mp где Ср - постоянная, зависящая от конструкционного и инстру­ ментального материалов; t - глубина резания, мм; Sz - подача на зуб, мм/зуб; B - ширина фрезерования, мм; B D - диаметр фрезы, мм; n - число оборотов шпинделя, мм/об; К Мр - поправочный коэффи­ циент на качество обрабаты­ ваемого материала. / \ n ( HB' К = ---К = V750 у V190 у для серого чугуна для стали n - показатель степени Сталь 0,3 77 Чугун 0,1 - быстрорежущая сталь 0,55 - твердый сплав 5. Силы и мощность резания a t . 5.5. Силы резания и мощность при фрезеровании Т Эффективную мощность при цилинд­ рическом фрезеровании определяют по величине окружной силы Pz с учетом скорости резания: Ne =f(Pz; U) Р — N = — 2------ , кВт. е 1020•60 Расчетную мощность станка при фре­ зеровании определяют, учитывая расход мощности на подачу и коэффициент по­ лезного действия ц\ N = р N cm Np =f(N Cm ;n) •Л кВт. 1,15 Для осуществления процесса фрезе­ рования расчетная мощность должна быть не меньше мощности эффектив­ ной. 78 ^ > Ne ! 5. С и л ы и м о щ н о с т ь р е з а н и я /% ---------------------------------------------------- 5.6. Контроль усвоения И нст рукция Возьмите лист бумаги и запишите ответы на задания контрольного теста. Тест состоит из 11 заданий. Выполняйте их последовательно, внимательно читайте указания. Указание 1. Завершите утверждения с 1-го по 5-е, выбрав один из предла­ гаемых вариантов окончания. 1. Равнодействующая сил резания определяется по формуле: а) R = VPx + Py + Pz ; б) R = JP2 + py + P2 ; в) R = P x + Py + P z . 2. Самая большая из сил резания: а) P x ; б) P z ; в) Py . 3. С увеличением глубины резания и подачи силы резания: а) уменьшаются; б) увеличиваются; в) остаются без изменений. 4. В большей степени на изменение силы P z при прочих равных условиях влияет: а) изменение скорости резания; б) изменение подачи; в) изменение глубины резания. 5. С увеличением угла в плане ф при точении сила P x : а) увеличивается; б) уменьшается; в) остается неизменной. 79 5. С и л ы и м о щ н о сть р еза н и я Г 5.6. Контроль усвоения т!L Указание 2. Завершите утверждения с 6-го по 8-е, вписывая в пропущенные строки недостающую информацию. 6. При точении изгибающий момент на резце создают силы________ . 7. При сверлении крутящий момент создает си ла . 8. При цилиндрическом фрезеровании эффективную мощность резания рас­ считывают по величине силы . Указание 3. В заданиях с 9-го по 11-е установите соответствие информа­ ции левого и правого столбцов и заполните формы ответов. 9. Определите составляющие силы резания, действующие на режущие инст­ рументы, изображенные на схемах. СОСТАВЛЯЮЩИЕ СИЛЫ РЕЗАНИЯ ДЕЙСТВИЕ с о с т а в л я ю щ и х СИЛЫ РЕЗАНИЯ НА ИНСТРУМЕНТЫ 1) Py 2) Pz S 3) Px Ответ: 1 - _____ ; 2 - ______; 3 - 80 5. С и л ы и м о щ н о с т ь р е з а н и я /% ---------------------------------------------------- 5.6. Контроль усвоения 10. Выберите обозначение каждой составляющей силы резания. ОБОЗНАЧЕНИЯ СОСТАВЛЯЮЩИХ СИЛЫ РЕЗАНИЯ СОСТАВЛЯЮЩИЕ СИЛЫ РЕЗАНИЯ A. Ру Б. Pz B. Px 1) Осевая сила 2) Радиальная сила 3) Тангенциальная сила Ответ: 1 - ;2 - ;3- 11. Выберите формулу для расчета эффективной и расчетной мощности. МОЩНОСТЬ РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ 1) Эффективная 2) Расчетная Ответ: 1 - А. N = P z ■v Б. N = Ncm ■п ;2 - 81 6. Тепловые явления при резании металлов ж . 6.1. И сточники возникновения тепла. У равнение теплового баланса £ При резании металлов выделяется значительное количество теплоты. Теплота определяет температуру в зоне резания, которая влияет на харак­ тер образования и усадку стружки, наростообразование, силы резания, изно­ состойкость инструмента, качество и микроструктуру обработанной поверх­ ности. Поэтому изучение зависимости теп­ лового баланса в процессе резания от условий резания позволяет устанавли­ вать оптимальные геометрические па­ раметры инструмента и элементы ре­ жима резания в конкретных условиях. Экспериментально установлено, что практически вся работа резания (до 99,5%) переходит в теплоту. Основными составляющими работы резания (Арез) являются: • А деф - работа сил пластического и упругого деформирования; • А тр - работа сил трения по перед­ ней поверхности инструмента; • А тр, - работа сил трения по задней поверхности инструмента. 82 6. Тепловые явления при резании металлов 6.1. И сточники возникновения тепла. У равнение теплового баланса г Соответственно составляющим рабо­ ты резания различают следующие очаги выделения теплоты: • Q1 - теплота, образующаяся в ре­ зультате работы сил пластической де­ формации; • Q2 - теплота, образующаяся в ре­ зультате работы сил трения по передней поверхности инструмента; • Q3 - теплота, образующаяся в ре­ зультате работы сил трения по задней поверхности инструмента. Таким образом, общее количество выделяющейся теплоты (Q) складыва­ ется из трех составляющих: Q1, Q2 и Q3. Выделяющаяся теплота отводится стружкой (q1), резцом (q2), заготовкой (q3) и окружающей средой (q4). Возникает тепловой баланс между выделяющейся теплотой и отводимой, который описывается уравнением теп­ лового баланса. Температура резания (в) - результат теплового баланса в зоне резания. Она зависит от количества образующегося и отводимого тепла. Теплота, возникающая в зоне резания, согласно уравнению теплового баланса нагревает стружку, обрабатываемую за­ готовку и режущий инструмент. 83 Уравнение теплового баланса Q 1+ Q2 + Q3 - q 1+q 2+q 3+q 4 Температура резания в = f( Q , q) 6. Тепловые явления при резании металлов ж . 6.2. Температура в зоне резания т Температура на контактных площадках распределяется в соответствии с величи­ ной и направлением тепловых потоков. Различные слои стружки, режущего инструмента и обрабатываемой заготовки нагреваются неравномерно. В стружке наибольшее количество теплоты концентрируется в тонких слоях, прилегающих к передней поверхности режущего инструмента. У режущего инструмента больше всего разогрет участок передней поверхности, расположенный в середине длины пло­ щади контакта со стружкой. Температура обрабатываемого мате­ риала, лежащего ниже поверхности реза­ ния, значительно меньше. В процессе обработки происходит на­ копление теплоты в заготовке и резце, приводящее к повышению средней тем­ пературы резания. Количественные оценки тепловых яв­ лений, происходящих в зоне стружкообразования, производят различными мето­ дами. Наиболее распространено измере­ ние температуры, а не количества тепло­ ты. Когда нет необходимости в изучении законов распределения температур на контактных площадках или в теле инструмента и детали, наиболее удобным по­ казателем тепловой напряженности про­ цесса резания является средняя темпера­ тура резания на поверхности контакта инструмента, стружки и детали. 84 Средняя температура резания - показатель 6. Тепловые явления при резании металлов ж . 6.3. Зависимость температуры от условий резания т На величину температуры резания (в) влияют следующие условия резания: свойства обрабатываемого материала, элементы реж има резания, геометрия режущего клина. Чем выше предел прочности или твердость материала заготовки, тем большую работу необходимо затратить на срезание стружки и тем больше вы­ деляется теплоты. С другой стороны, при увеличении твердости материала за­ готовки несколько уменьшается пло­ щадь контакта стружки с передней по­ верхностью резца. В результате темпе­ ратура резания повышается. Кроме того, чем ниже теплопровод­ ность (р) обрабатываемого материала, тем менее интенсивен отвод тепла от зон его выделения в заготовку и струж­ ку и тем выше температура резания. Увеличение значений элементов р е ­ жима резания приводит к увеличению значения температуры резания. Но ин­ тенсивность изменения температуры ре­ зания в зависимости от изменения каж­ дого элемента режима резания различна. 85 О = f (УР) Свойства обрабатываемого материала ав Т ^ ОТ нв Т ^ оТ p i^ o T 6. Тепловые явления при резании металлов Г 6.3. Зависимость температуры от условий резания Т ’ в" сл“ ^ ь — Скорость резания. С ростом скорости резания увеличивается количество выде­ ляющейся теплоты. При этом возрастает и температура резания, так как условия теплоотвода остаются практически неиз­ менными. v t^ - Qt ^ e t Однако прирост температуры отстает от увеличения скорости резания. Это объясняется тем, что с увеличением ско­ рости резания несколько снижается вели­ чина силы P z , а также коэффициент тре­ ния (в определенном диапазоне скоро­ стей резания), большее количество тепла отводится стружкой. Частное уравнение зависимости температуры от скорости резания: 0 =C u z, где С1 - коэффициент, учитывающий влияние на температуру резания всех осталь­ ных условий, кроме скорости резания; z - показатель степени, характеризующий интенсивность прироста температуры с увеличением скорости резания (в зависимо­ сти от конкретных условий обработки обычно z = 0,26 - 0,72). 86 6. Тепловые явления при резании металлов Г 6.3. Зависимость температуры от условий резания Т ’ в" сл” ^ ь — Подача. С увеличением подачи возрас­ тают сила резания и, следовательно, ко­ личество выделившейся теплоты. Сила Pz возрастает в меньшей степени, чем увеличивается подача, поэтому при­ рост количества теплоты отстает от роста подачи. S Pz Аре, Qt ^ 6 t Кроме того, с увеличением подачи центр давления стружки на резец отдаляется от режущего лезвия и увеличивается пло­ щадь соприкосновения стружки с резцом, в результате чего улучшаются условия теплоотвода. Температура резания по­ вышается значительно медленнее увели­ чения подачи. Частное уравнение зависимости температуры от подачи: 6 = с •S x , где С2 - коэффициент, зависящий от прочих условий обработки, кроме подачи; х - пока­ затель степени, характеризующий интенсивность прироста температуры с увеличением подачи. При точении сталей х = 0,20 - 0,45 (в зависимости от условий обработки). 87 6. Тепловые явления при резании металлов Г 6.3. Зависимость тем пературы от условий резания -------------------------- t Т ^ Pz Т ^ Арез Т ^ Q Т ^ О Т Г лубина резания. С увеличением глу­ бины резания возрастает общее количе­ ство теплоты, так как увеличиваются си­ ла и работа резания. Однако при этом возрастает и длина активного участка режущего лезвия, от­ водящего теплоту в тело резца, поэтому прирост температуры резания становится незначительным. в в =f(t) t Частное уравн ени е зависим ост и т ем перат уры от глубины резан ия: О = С3•t y, где С3- коэффициент, зависящий от прочих условий обработки, кроме глубины резания; у - показатель степени, характеризующий интенсивность прироста температуры с увеличе­ нием глубины резания. При точении у = 0,3 - 0,10 (в зависимости от условий обработки). О бщ ее уравн ени е зависим ост и т ем перат уры резан ия от элем ент ов р е ­ ж им а резания: О = С •и2 •S x •ty, где СО- общий коэффициент, характеризующий условия обработки, не вошедшие в фор­ мулу в явном виде; V - скорость резания, м/мин; S - подача, мм/об; t - глубина резания, мм; z, x, у - показатели степеней, характеризующие интенсивность прироста температуры с увеличением скорости, подачи и глубины резания. 88 6. Тепловые явления при резании металлов ж . 6.3. Зависимость температуры от условий резания т Изменение переднего угла (у) инстру­ мента изменяет условия подвода и отвода тепла и, следовательно, температуру ре­ зания. Ув ели че ни е угл а у д о оптим аль н ого значения (уо) приводит к уменьшению силы P z и работы резания (Ар е з ), поэтому количество выделившейся теплоты (Q) ст ан ов ится м ен ьш е. Но при этом уху д шаются условия отвода тепла (ОТ), так как с увеличением угла (уо ) больше опти­ мального значения уменьшается массив­ ность режущего клина (МРК), что приво­ дит к росту температуры резания. С увеличением главного угла в плане (ф) сила и работа резания, а следователь­ но, тепловыделение несколько уменьша­ ются, так как возрастает толщина струж­ ки и сокращается ее ширина. Но при этом уменьшается длина активной части (1а) режущего лезвия, что ухудшает условия отвода тепла и приводит к возрастанию температуры резания. 89 Геометрия режущего клина Если у < уо У Pz l ^ a рез l ^ q l ^ e l Если у > уо У м рк ia l ^ l ^ от l ^ e t от l^ e t 6. Тепловые явления при резании металлов ж . 6.4. Методы определения температуры т Для определения температуры реза­ ния используется различные методы. На практике применяются калориметриче­ ский, термоэлектрические, оптический, микроструктурный и другие методы Весьма распространенными являются методы, действие которых основано на термоэлектричестве. Суть явления т ерм оэлект ричест ва заключается в том, что если нагреть ме­ сто спая (МС) двух проводников из раз­ нородных металлов (А и Б), а свободные концы оставить при более низкой тем­ пературе, то на последних возникнет термо-ЭДС. Термо-ЭДС зависит от разности тем­ ператур места спая и холодных концов. Возникшую термо-ЭДС можно заме­ рить, замкнув цепь через милливольт­ метр (m V ). Такая цепь называется т ер­ м оэлект рической , а возникший в ней ток - т ерм от оком . Явление термоэлектричества лежит в основе методов искусст венной, полуискусст венной и ест ест венной т ермопар. 90 Методы определения температуры резания 6. Тепловые явления при резании металлов (* . 6.4. Методы определения температуры Т М ет од искусст венной т ерм опары впервые был применён в 1912 - 1914 гг. Я.Г. Усачевым для измерения температу­ ры рабочей части резца. Для измерения температуры в резце просверливается отверстие малого диа­ метра (1,5 -2 мм), не доходящее до перед­ ней поверхности на 0,5 мм. В отверстие вводится изолированная термопара (на­ пример, медь - константан). Тепло, попа­ дающее в резец, нагревает место спая тер­ мопары. Возникает термоток, который ре­ гистрируется миллиамперметром. Метод искусственной термопары Место спая Термопара заранее тарируется. При по­ мощи тарировочного графика показания миллиамперметра переводятся в показа­ ния температуры. К недостаткам метода относятся: • сложность экспериментального уст­ ройства; • замер не наивысшей температуры на контактных поверхностях резца, а не­ сколько более низкой температуры ниже­ лежащих слоев инструмента; • сложность исследования зависимости температуры от условий резания. 91 Недостатки метода искусственной термопары 6. Тепловые явления при резании металлов ж . 6.4. Методы определения температуры Т Метод полуискусственной термопары, предложенный также Я.Г.Усачевым, за­ ключается в том, что одним из элементов термопары служит сам инструмент (ре­ зец). В просверленное в резце отверстие вводится второй элемент стандартной термопары (например, константановая проволочка) и расклепывается на перед­ ней или задней поверхности. Проволочка в отверстии изолируется. Измерение температуры происходит так же, как и в предыдущем методе. Метод полуискусственной термопары Недостатки метода примерно те же, что и у метода искусственной термопары, а преимуществами можно считать более надежные результаты и менее сложную подготовку экспериментального устрой­ ства Метод естественной термопары от­ личается тем, что элементами термопары служат деталь и инструмент, материалы которых электрически разнородны. Местом спая является место контакта резца со стружкой и деталью. Температу­ ра указанного места спая значительно выше температуры концов детали и рез­ ца. Поэтому, если эти «холодные» концы соединить, образовав электрическую цепь, в ней появится термоток. Включив в созданную электрическую цепь милливольтметр или миллиампер­ метр, можно замерить напряжение или силу тока, пропорциональные разнице температур. 92 Метод естественной термопары Dr 6. Тепловые явления при резании металлов ж . 6.4. Методы определения температуры Т Достоинством метода естественной термопары является то, что при опреде­ лении температуры в зоне резания нет необходимости в применении специаль­ ного резца с установленной в нем термо­ парой. Метод позволяет определять только среднюю температуру на контактных поверхностях резца и обрабатываемой детали, но дает возможность вести экс­ перименты по установлению зависимо­ сти температуры резания от условий ре­ зания. К основным недостаткам метода есте­ ственной термопары относятся: • невозможность исследования температурного поля на режущем инструменте и заготовке; • сложность тарирования термопары, которое необходимо проводить для каж­ дого сочетания обрабатываемого и инст­ рументального материала. Одним из методов, позволяющих полу­ чить данные о распределении температу­ ры нагрева в различных точках стружки, инструмента, обрабатываемой заготовки, является оптический метод. 93 Достоинства и возможности метода естественной термопары Недостатки метода естественной термопары 4 ^ 6. Тепловые явления при резании металлов ^ Г 6.4. М етоды определения тем пературы Оптический метод основан на фокуси„ ровании тепловых лучей, исходящих от нагретых точек стружки, инструмента, обрабатываемой заготовки. Через систему линз тепловые инфра­ красные лучи фокусируются на термо­ элементе, включенном в электрическую цепь, который меняет свое сопротивле­ ние в зависимости от интенсивности теп­ лового потока. В цепи подключен заранее протарированный миллиамперметр или милливольтметр, показания которого с помощью тарировочного графика пере­ водят в показания температуры. Недостатками оптического метода яв­ ляются: • сложность прибора; • трудность тарирования прибора; • неудобство крепления прибора на станке; • влияние на точность показания при­ бора внешних факторов (тонкие окислы на исследуемых поверхностях и др.). Отмеченные недостатки ограничивают применение метода. 94 , Термоэлемент ■ Недостатки оптического метода 6. Тепловые явления при резании металлов ж . 6.4. Методы определения температуры Т Метод микроструктурного анализа ос­ нован на исследовании фазовых и микроструктурных изменений, происходящих в поверхностных слоях рабочих поверхно­ стей инструмента под действием темпера­ туры резания. Изменения микроструктуры и твердости, определяемые при помощи металлографического микроскопа и твер­ домера, позволяют судить о температуре в исследуемых точках поверхностных слоев инструмента. Для этого пользуются из­ вестными данными о микроструктуре, фа­ зовом состоянии и твердости, соответст­ вующими той или иной температуре на­ грева конкретного инструментального ма­ териала. Недостатками метода микроструктурного анализа являются: • сложность оборудования для ведения исследований; • ограничение исследований тем кру­ гом инструментальных материалов, за­ висимость свойств которых от темпера­ турных воздействий хорошо изучена. 95 Метод микроструктурного анализа Недостатки метода ^ ^ микржтруктурного т т т а 6. Т е п л о в ы е я в л е н и я п р и р е з а н и и м е т а л л о в /% ------------------------------------------------------------------------------------- 6.5. Контроль усвоения И нст рукция Возьмите лист бумаги и запишите ответы на задания контрольного теста. Тест состоит из 9 заданий. Выполняйте их последовательно, внимательно читайте указания. Указание 1. Заверш ит е ут верж ден ия с 1-го по 5-е, вы б рав один из п редла­ гаем ы х вариант ов окончания. 1. Тепловой баланс при резании металлов между выделяющейся теплотой и отводимой выражается уравнением: а) Qi+ Q2+ q 3 = qi+q2+q3; б) Q i + Q2= q i + q 2+ q 3+ q 4, в) Q i + Q2 + Q3 = qi+q2+q3+q4. 2. На температуру в зоне резания в большей степени влияет: а) глубина резания; б) скорость резания; в) подача. 3. С увеличением глубины резания, подачи и скорости резания температура резания: а) уменьшается; б) увеличивается; в) остается без изменений. 4. При обработке материалов с более высокой теплопроводностью при про­ чих равных условиях температура резания будет: а) увеличиваться; б) уменьшаться; в) оставаться без изменений. 5. С увеличением угла в плане (ф) у резца температура резания: а) увеличится; б) уменьшится;; в) останется без изменений. 96 6. Тепловые явления при резании металлов 6.5. Контроль усвоения Указание 2. Заверш ит е ут верж ден ия с 6-го по 8-е, вписывая в пропущ енны е ст роки недост аю щ ую информацию. 6. Источниками возникновения теплоты в процессе резания являются: • * ? • * ? 7. Температуру ограниченных участков зоны резания измеряют следующими методами:_______________________________________________________________ 8. Возникшая в процессе резания теплота распределяется между Указание 3. В задании 9 уст ан овит е соот вет ст вие информации л ево го и п равого ст олбцов и заполнит е ф орм у ответа. 9. Для каждого метода измерения температуры резания определите элементы соответствующей термопары. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ РЕЗАНИЯ ЭЛЕМЕНТЫ ТЕРМОПАРЫ 1) Метод искусственной тер­ мопары 2) Метод полуискусственной термопары 3) Метод естественной тер­ мопары A. Режущий инструмент и обрабатываемая деталь Б. Два разнородных про­ водника B. Инструмент и проводник Ответ: 1 - ___; 2 - ____ ; 3 - 97 7. Износ и стойкость режущего инструмента ж . 7.1. Виды и внешние признаки износа режущего инструмента т В процессе резания в результате ра­ боты сил трения по передней и задней поверхностям режущего клина кон­ тактные площадки непрерывно изна­ шиваются. В результате в общем случае на пе­ редней поверхности образуется лунка шириной В и длиной l, а на задней по­ верхности - фаска размером h3. В зависимости от условий резания износ может наблюдаться: • только по задней поверхности, ес­ ли обрабатываются твердые и хрупкие металлы (серый чугун) и пластичные материалы (стали) на низких скоростях резания с малыми толщинами среза (а < 0,1 мм). Например, такой вид изно­ са наблюдается при работе метчиков, протяжек, фасонных резцов, цилиндри­ ческих фрез; • только по передней поверхности, если обрабатываются пластичные мате­ риалы с высокой скоростью резания и с большой толщиной среза (а > 0,2 мм), без охлаждения. Например, такой вид износа наблюдается при работе резцов, сверл, торцевых фрез; 98 7. Износ и стойкость режущего инструмента Г 7.1. Виды и внеш ние признаки износа режущего инструмента -------------------------- • по передней и задней поверхностям одновременно, если обрабатываются пластичные металлы с толщиной среза более 0,1 мм на средних скоростях реза­ ния, с охлаждением. Такой вид износа можно наблюдать при работе осевых инструментов, резцов, торцевых фрез и головок. Кроме параметров линейного износа режущих инструментов, мерой затупле­ ния может служить износ по массе, рав­ ный массе инструментального материа­ ла, удаляемого с контактных площадок инструмента (m) за время его работы. Удельный износ (J) определяется как отношение оптимального износа (h3) к длине пути резания (L). h 3 , мм // м Jг = — L Длина пути резания L зависит от ме­ тода обработки, определяется в зависи­ мости от диаметра заготовки D, длины обработанной поверхности l и подачи Sa . Интенсивность износа зависит от времени работы инструмента. Г рафическое изображение законо­ мерности нарастания величины износа за время работы инструмента называет­ ся кривой износа. 99 Ьз, 7. Износ и стойкость режущего инструмента ж . 7.1. Виды и внешние признаки износа режущего инструмента т Характерная кривая износа инстру­ мента по передней и задней поверхно­ стям одновременно может быть поделе­ на на три участка, где наблюдается раз­ личная интенсивность прироста износа во времени. 1-й участок - п ериод приработ ки. Наблюдается в начальный период ра­ боты инструмента. За короткое время происходит бы ст рое увеличение разме­ ров износа. Чем менее шероховата поверхность инструмента, тем менее резко будет возрастать износ. 2-й участок - период норм ального р а ­ боч его и зноса . Износ пост епенно возраст ает с те­ чением времени. 3-й участок - период инт енсивного и зноса , переходящего в катастрофиче­ ский. При достижении определенного изно­ са (в точке в) начинает быстро повы­ шаться температура в зоне резания из-за изменения геометрии изношенного кли­ на. В связи с этим р е зк о возраст ает ин­ тенсивность износа. Если не прекратить в этот момент процесс резания, то это приведет к бы­ строму и непроизводительному истира­ нию значительной части режущего кли­ на. 100 7. Износ и стойкость режущего инструмента ж . 7.2. Критерии износа режущего инструмента т К Величина h3, при которой даль­ нейшая работа инструмента долж­ на быть прекращена, называется допустимой или критериальной величиной износа (точка Ъ). Допустимая величина износа имеет разные значения в зависимости от типа инструмента, обрабатываемого мате­ риала, наличия охлаждения. Приведем для примера средние дан­ ные допустимого износа при работе разных инструментов. Проходные резцы из быстрорежущей стали при обработке стали и ковкого чу­ гуна с охлаждением имеют допустимую величину износа h от 1,5 до 2,0 мм, а при работе без охлаждения - от 0,3 до 0,5 мм. Проходные резцы с твердосплавными пластинами имеют hз доп при обработке * * стали от 0,8 до 1,0 мм. 101 Допустимая величина износа Работу инструмента следует остановить 7. Износ и стойкость режущего инструмента ж . 7.2. Критерии износа режущего инструмента т Сверло из быстрорежущей ста­ ли при обработке стали имеет h доп от 1,0 до 1,2 мм. При сверлении сталей сверлами с пластинами из твердого сплава диаметрами от 10 до 12 мм; от 13 до 18 мм; от 19 до 25 мм; от 26 до 30 мм h4 соответственно составз доп ляет 0,4 мм; 0,6 мм; 1,0 мм; 1,3 мм. Зуб фрезы Для цилиндрических фрез: • при черновой обработке h^ составляет от 0,4 до 0,6 мм; • при получистовой обработке hз доп составляет от 0,15 до 0,25 мм. Допустимые величины износа для инструментов, работающих в разных условиях резания, приво­ дятся в справочниках. 102 7. Износ и стойкость режущего инструмента ж . 7.2. Критерии износа режущего инструмента т Для того чтобы износ инстру­ мента не превысил допустимого значения, необходимо знать, когда следует остановить работу инст­ румента. Когда остановить работу инструмента? Для этого используют критерии (признаки) затупления инструмен­ та. К ним относятся: Применять критерии износа • критерий «блестящей полос­ ки». На поверхности резания заго­ товки при работе изношенным бы­ строрежущим инструментом при обработке стали появляется бле­ стящая полоска, а при обработке чугуна - темные пятна. Это соот­ ветствует началу третьего периода износа. При дальнейшей работе в течение от 1 до 2 мин произойдет полное разрушение режущей кромки. Dr Этот критерий не применяют для чистовых операций и при ра­ боте сложным и дорогим инстру­ ментом; Цвет стружки • изменение цвета стружки. При нормальном износе цвет стружки желтоватый, а при до­ стижении катастрофического из­ носа - сиренево-фиолетовый; 103 7. И з н о с и с т о й к о с т ь р е ж у щ е г о и н с т р у м е н т а ж . 7.2. Критерии износа режущего инструмента т • силовой критерий. При рабо­ те изношенным инструментом на­ блюдается увеличение сил Ру и Рх. Для регистрации их значений на станках должны присутствовать приборы, что возможно на совре­ менных обрабатывающих центрах; • технологический критерий. Признаком износа инструмента служит вдруг наступающее несо­ ответствие точности и шерохова­ тости детали заданным на черте­ же. Несоответствие точности, шероховатости Этим критерием пользуются на чистовых операциях. Согласно данному критерию работу инст­ румента останавливают до насту­ пления конца 2-го периода износа. 104 7. И з н о с и с т о й к о с т ь р е ж у щ е г о и н с т р у м е н т а ж . 7.3. П ричины износа режущего инструмента т На контактных площадках инст­ румента при резании протекают сложные физико-химические и фи­ зико-механические явления. Зона сложных физико­ химических и физико­ механических явлений Физическая природа изнашивания поверхностей режущего инструмен­ та до настоящего времени полно­ стью не изучена из-за недо­ ступности непосредственных на­ блюдений за процессом износа. Отечественные и зарубежные ученые предложили ряд гипотез, объясняющих природу и причины износа инструмента. Основными являются гипотезы: • о механической природе изно­ са; • об абразивном изнашивании; • об окислительной природе из­ носа; • об адгезионном изнашивании; • о диффузионной природе изно- 105 7. Износ и стойкость режущего инструмента ж . 7.3. Причины износа режущего инструмента т Гипот еза о м еханической природе износа Трущиеся поверхности режущего клина, стружки и обрабатываемой поверхности имеют макро- и микро­ неровности. При резании в процессе взаимного скольжения выступы не­ ровностей обрабатываемого металла и стружки, располагаясь во впади­ нах неровностей поверхностей ре­ жущего клина, разрушают послед­ ний. Эта гипотеза не нашла широкого признания, так как недостаточно учитывает различия в твердости и прочих механических свойствах контактирующих поверхностей. Возникает механическое сцепление между микронеровностями тру­ щихся поверхностей режущего кли­ на, стружки и поверхности резания заготовки Гипот еза об абразивном изнаш ивании Обрабатываемые промышленные материалы имеют в поверхностном слое твердые включения: карбиды и окислы железа и кремния у чугунов; зерна сложных карбидов и цементи­ та у сталей; интерметаллиды у жа­ ропрочных сталей. При контактном взаимодействии эти твердые вклю­ чения разрушают поверхности ре­ жущего клина микроцарапаньем. Данная гипотеза хорошо согласу­ ется с практикой черновой обработ­ ки металлов инструментом из быст­ рорежущих сталей. В остальных случаях эта гипотеза не может объяснить природу износа. 106 7. Износ и стойкость режущего инструмента ж . 7.3. Причины износа режущего инструмента т Гипот еза об окислит ельной природе износа Между контактными поверхно­ стями инструмента со стружкой и с поверхностью резания проникает га­ зовая или жидкая среда, содержащая кислород. В условиях высокой температуры в зоне резания кислород вступает в окислительную реакцию с поверх­ ностным слоем инструментального материала. Образуются оксиды, которые ме­ нее прочны, чем инструментальный материал. Слой оксидов разрушает­ ся силами трения. Менее интенсивно окисляются быстрорежущие стали. Окисление твердых сплавов зави­ сит от их химического состава, ско­ рости резания и охлаждающей сре­ ды. Износ инструмента от окисления кислородом до конца не изучен и нуждается в дальнейших исследова­ ниях. Кислород вступает в реакцию с ин­ струментальным материалом 107 7. Износ и стойкость режущего инструмента ж . 7.3. Причины износа режущего инструмента т Гипот еза об адгезионном износе На контактных поверхностях режущего клина наблюдаются высокие температура и давление, ювенильное состояние тру­ щихся поверхностей. В результате пластичные слои в отдель­ ных точках контакта схватываются (воз­ никают силы сцепления). Поскольку контакт стружки, поверхно­ стей клина и заготовки подвижен, проис­ ходит «вырывание» частиц материала в схватившихся точках. Если «вырываются» частицы инстру­ ментального материала, то они представ­ ляют собой продукты износа режущего клина, если «вырываются» частицы обра­ батываемого материала, они остаются на режущем клине в виде налипов. Гипотеза согласуется с результатами микрорентгеноспектрального анализа продуктов износа режущих лезвий инст­ румента. Гипот еза о диффузионном износе Предполагается, что в процессе резания происходит постоянный диффузионный перенос углерода и вольфрама из пригра­ ничного слоя инструментального мате­ риала лезвия в контактирующий с ним слой обрабатываемого металла. Поскольку процесс переноса инстру­ ментального материала в обрабатываемый и наоборот равновероятен, гипотеза нуж­ дается в дальнейших экспериментальных и теоретических исследованиях и доказа­ тельствах. 108 Возникает точечное схватывание на площадках контакта режущего клина со стружкой и поверхно­ стью резания заготовки Происходит диффузионный перенос атомов углерода и вольфрама из ин­ струментального материала в обра­ батываемый материал на контакт­ ных площадках 7. И з н о с и с т о й к о с т ь р е ж у щ е г о и н с т р у м е н т а 7.4. С тойкость режущего инструмента и ее зависимость от скорости резания 4JL р Под стойкостью режущего инструмен­ та понимается его способность сохранять режущие свойства до критериального из­ носа. Время работы режущего инструмента до критериального износа называется пе­ риодом стойкости (Т) и измеряется в ми­ нутах. В современном производстве оптималь­ ная скорость резания предполагает ком­ промисс между производительностью (П) и периодом стойкости инструмента. Экспериментально установлено, что по­ вышение скорости резания приводит к снижению периода стойкости и увеличе­ нию расходов на режущий инструмент, и наоборот. Для вывода математической зависимо­ сти T = f(U ) существует несколько экспе­ риментальных методов. 109 T =f(u) 7. Износ и стойкость режущего инструмента ж . 7.4. Стойкость режущего инструмента и ее зависимость от скорости резания £ Наиболее широко применяемым являет­ ся метод графического логарифмирования. Для построения графической зависимо­ сти T - U в простых координатах прово­ дят серии опытов с изменением величины скорости резания, сохраняя постоянными прочие условия резания. Обработка ведется до затупления инст­ румента, т.е. до предельного износа, когда h3 = А. По полученным данным строят графики зависимости T - U • сначала в простых координатах (график выражается кривой, предпола­ гающей степенную функцию); • затем в двойных логарифмических координатах (график преобразуется с оп­ ределенными погрешностями в прямую линию). 110 Метод графического логарифмирования 7. И з н о с и с т о й к о с т ь р е ж у щ е г о и н с т р у м е н т а 4JL у 7.4. Стойкость режущего инструмента и ее зависимость от скорости резания В логарифмических координатах за­ висимость между стойкостью и скоро­ стью резания выражается уравнением прямой с углом наклона а : lgT = lgC - tga ■lg U lgT = lgC - tga ■lg U, где с - постоянная величина, зависящая от условий резания; а - угол наклона прямой, который можно определить из формулы b а = arctg—. a При потенцировании логарифмического уравнения получаем формулу, выражаю­ щую степенную зависимость между пе­ риодом стойкости инструмента и скоро­ стью резания: т C и Ща Преобразовав эту формулу относитель­ но скорости резания, получаем и C T 1 / tg a 5 где —— = m (m - показатель относительtg a ной стойкости). 111 b tg a = — a 7. И з н о с и с т о й к о с т ь р е ж у щ е г о и н с т р у м е н т а 4JL у 7.4. Стойкость режущего инструмента и ее зависимость от скорости резания Показатель относительной стойкости m характеризует степень (интенсивность) изменения периода стойкости с изменени­ ем скорости резания. U 1 U t Величина m зависит от типа инструмен­ та, обрабатываемого и инструментального материалов и других условий резания. Для проходных и расточных резцов из быстрорежущей стали при обработке уг­ леродистой конструкционной стали и ков­ кого чугуна с охлаждением m = 0,125, а при обработке серого чугуна m = 0,1. Для резцов, оснащенных пластинами из твердых сплавов, при обработке углероди­ стой конструкционной стали и ковкого чу­ гуна m = 0,2, а при обработке серого чугуна и закален­ ных сталей m = 0,1. Из формулы и ■ следует: u -T m = C ; иu i -T Tin U ' T™ = const. 112 —► m t + m\ Проходные и расточные резцы Инструмен­ тальный материал Обрабатываемый материал Сталь и Серый ковкий чугун чугун Быстроре­ жущая сталь m = 0,125 m = 0,1 Твердый сплав m = 0,2 m = 0,1 7. И з н о с и с т о й к о с т ь р е ж у щ е г о и н с т р у м е н т а 4JL у 7.4. Стойкость режущего инструмента и ее зависимость от скорости резания II Е-Г Е~-Г Таким образом, зная стойкость Т1 при скорости U1 в конкретных условиях обра­ ботки, можно определить, как изменится период стойкости Т2, если скорость реза­ ния изменить до U2 или определить ско­ рость резания U2 при известном измене­ нии Т2. 1 Г \m ц_ К° 2 у m T1 Л T V T2 ( т и2 = ц Малые значения Приведенные эмпирические формулы могут дать неправильные результаты при пересчете скорости резания с малых зна­ чений периода стойкости на очень боль­ шие (Т > 500 мин), т.е. при переходе на малые скорости резания. Т > 500 мин Внимание! Может быть неправильный результат! 113 7. Износ и стойкость режущего инструмента 7.5. Контроль усвоения И нст рукция Возьмите лист бумаги и запишите ответы на задания контрольного теста. Тест состоит из 10 заданий. Выполняйте их последовательно, внимательно читайте указания. Указание 1. Заверш ит е ут верж ден ия с 1-го по 7-е, вписывая в пропущ енны е ст роки недост аю щ ую информацию. 1. стях В процессе резания контактные площадки на передней и задней поверхно­ режущего клина непрерывно изнашиваются в результате работы 2. Износ режущего клина выражается в том, что на передней поверхности образуется________________ , а на задней - ______________. 3. Кроме параметров линейного износа режущих инструментов мерой затуп­ ления может служить_______________________________ . 4. Время работы инструмента до критериального (допустимого) износа назы­ вается ______________________________ и измеряется в _____________. 5. Зависимость скорости резания и периода стойкости выражается формулой 6. Если известна стойкость Т1 при скорости U1 в конкретных условиях обра­ ботки, то определить период стойкости Т2 при изменении скорости резания до U2 можно по формуле_______________________ . 7. Величина h3, при которой дальнейшая работа инструмента должна быть прекращена, называется______________________________________ . 114 7. Износ и стойкость режущего инструмента 7.5. Контроль усвоения Указание 2. В заданиях с 8 -го по 10-е уст ан овит е соот вет ст вие инф орм а­ ции л ево го и п равого ст олбцов и заполнит е ф орм у ответа. 8. Определите соответствие участков кривой износа и периодов износа. ПЕРИОДЫ ИЗНОСА УЧАСТКИ к р и в о й и зн о са 1) Период рабочего износа 2) Период интенсивного износа 3) Период приработки Ответ: 1 - ;2 - ;3- 9. Определите условия резания, при которых наблюдается каждый вид износа инструмента ВИДЫ ИЗНОСА УСЛОВИЯ РЕЗАНИЯ 1) Износ только по задней по­ верхности A. Инструменты работают на боль­ шой скорости резания при большой толщине среза (а > 0,2 мм) без охла­ ждения Б. Инструменты работают на сред­ них скоростях резания при средней толщине среза (а > 0,2 мм) с охлаж­ дением B. Инструменты работают на низких скоростях резания с малыми толщи­ нами среза (а < 0,2 мм) 2) Износ только по передней по­ верхности 3) Износ по передней и задней поверхностям одновременно Ответ: 1 - ;2 - ;3- 115 10. Выберите для каждой гипотезы соответствующее объяснение природы износа. ОБЪЯСНЕНИЕ ПРИРОДЫ ИЗНОСА ГИПОТЕЗЫ ИЗНОСА 1) О механической природе износа A. Твердые включения в поверхно­ стном слое обрабатываемого мате­ риала разрушают поверхности ре­ жущего клина 2) Об абразивном изнашивании Б. Возникает точечное схватывание на площадках контакта режущего клина со стружкой и поверхностью резания заготовки 3) Об окислительной природе износа B. Происходит диффузионный пере­ нос атомов углерода и вольфрама из инструментального материала в об­ рабатываемый материал на контакт­ ных площадках 4) Об адгезионном изнашивании Г. Кислород вступает в реакцию с инструментальным материалом 5) О диффузионной природе износа Д. Возникает механическое сцепле­ ние между микронеровностями тру­ щихся поверхностей режущего кли­ на, стружки и поверхности резания заготовки Ответ: 1 - ;2 - ;3- ;4 - ;5- 116 8. Скорость резания, допускаемая режущими свойствами инструмента £ *г 8.1. Технологическая скорость резания Скорость резания, определяемая л - D •n по формуле и = ---------- , является 1000 чисто кинематической величиной. В технологических расчетах исполь­ зуется скорость резания, допускаемая режущими свойствами инструмента, т.е. скорость при заданном периоде стойко­ сти режущего инструмента - UT. Чем большую скорость UT допускает режущий инструмент при одном и том же периоде стойкости, тем выше его режущие свойства, тем более он произ­ водителен. На скорость UT оказывают влияние следующие основные факторы: 1) период стойкости инструмента; 2) глубина резания и подача; 3) физико-механические свойства об­ рабатываемого материала (ОМ); 4) материал режущей части инстру­ мента (ИМ); 5) конструктивные и геометрические параметры инструмента; 6) смазывающе-охлаждающие среды. С учетом указанных выше факторов эмпирически выведены формулы расче­ та UT для различных методов обработ­ ки. 117 8. Скорость резания, допускаемая режущими свойствами инструмента & кг8.2. Скорость резания, допускаемая резцом при точении Т Скорость резания, допускаемая резцом при точении, равна и, С., T m-tx - S оy •K , м/мин, где Си - постоянная, зависящая от условий обработки; Т - период стойкости резца, мин; t - глубина резания, мм; S0 - подача на оборот, мм/об; К у - общий поправочный ко­ эффициент, учитывающий ус­ ловия резания, не вошедшие в формулу в явном виде. Показатель степени х всегда меньше показателя степени у, что отражает большее влияние подачи на ЮТ. x <у 118 8. С к о р о с т ь р е з а н и я , д о п у с к а е м а я р е ж у щ и м и с в о й с т в а м и инструм ента Г 8.2 Скорость резания, допускаемая резцом при точении -------------------------------------------------------- т Общий поправочный коэффициент K v является произведением частных попра­ вочных коэффициентов: тт тт тт тт К „ - К М. •К п. • тт тт ! / '! / ' ТУ •К Т •К Т •К ч ' К ччч •К Г, Учитывают при работе одним резцом и многоинструментальной обработке где К м^ - коэффициент, учитываю­ щий влияние материала заго­ товки; К - коэффициент, учитываю­ щий состояние поверхности за­ готовки; К - коэффициент, учитываю­ щий материал режущей части резца; К - коэффициент изменения стойкости в зависимости от чис­ ла одновременно работающих инструментов; К - коэффициент изменения Учитывают только при многоинструментальной обработке стойкости в зависимости от чис­ ла одновременно обслуживае­ мых станков; Кф - коэффициент, учитываю­ щий величину угла ф; К ч - коэффициент, учитываю­ щий влияние угла ф1; Kr - коэффициент, учитываю­ щий радиус закругления при вершине резцов. 119 8. С к о р о с т ь р е з а н и я , д о п у с к а е м а я р е ж у щ и м и с в о й с т в а м и инструм ента Г 8.2 Скорость резания, допускаемая резцом при точении ---------------------------------------------------- т С повышением прочности и твер­ дости обрабатываемого материала по­ следний сильнее сопротивляется ре­ занию, больше выделяет теплоты, что приводит к более интенсивному изно­ су резца. Поэтому необходимо сни­ зить UT. Это выполняет коэффициент К М,- Коэффициент К м^ рассчитывается в зависимости от обрабатываемого мате­ риала: / \п 750 • для стали К М \& в У п ^190 Л для серого чугуна К м = v НВ у ,, 120 Для стали Для серого чугуна 8. Скорость резания, допускаемая режущими свойствами инструмента ж . , 8.3. Допускаемая скорость резания при сверлении, зенкеровании, разверты вании Г Условия резания при сверлении менее благоприятны, чем при точе­ нии. Затруднен отвод стружки, так как он ограничен стенками отверстия и винтовыми канавками сверла. С увеличением глубины отверстия I ухудшаются условия стружкообразования, возрастают силы трения, де­ формация обрабатываемого металла, температура резания. Смазочно-охлаждающая среда дей­ ствует менее эффективно, чем при то­ чении, так как ее подвод в зону реза­ ния затруднен. Поэтому VT при сверлении с одина­ ковой толщиной и шириной среза меньше, чем при точении. Кроме общих факторов на VT при сверлении влияют диаметр сверла и глубина сверления. 121 Ds Dr Ж % I Т ^ О св Ftp Т; п < Сверление Т; ° Т О Точение 8. С к о р о с т ь р е з а н и я , д о п у с к а е м а я р е ж у щ и м и с в о й с т в а м и инструм ента ж . , 8.3. Допускаемая скорость резания при сверлении, зенкеровании, разверты вании Г Д опускаемая скорость резания при сверлении рассчитывается по эмпирической формуле C ■D q ит = — K ,,, м/мин, Тm S Си — 3,5+9,8 где Сю - постоянный коэффициент, зависящий от обрабатываемого и инструментального материалов и условий сверления; 3~Е Для стали D - диаметр сверла, мм. Харак­ терной особенностью формулы является наличие в числителе диаметра. С увеличением D по­ вышается прочность и жесткость сверла, улучшается теплоотвод, что позволяет повысить скорость резания; Т - период стойкости сверла, за­ висящий от его диаметра, обра­ батываемого и инструментально­ го материалов, мин; Си ——14+34 Для серого чугуна D — 5,0+60 мм D | — Ют| Материал режущей части сверла Быстрорежущая сталь Твердый сплав Т, мин Для серого Для стали чугуна 15+110 20+170 15+90 D S0 - подача, выбираемая в зави­ симости от диаметра сверла и свойств обрабатываемого мате­ риала; HB - const, D t — So t D - const, HB t — S01 \ ____________________ 9 К ю- общий поправочный коэф­ фициент, учитывающий факти­ ческие условия резания. Учитывает фактические условия резания 122 8. С корость резан и я, доп ускаем ая реж ущ им и свой ствам и инструм ента ж , г 8.3. Допускаемая скорость резания при сверлении, зенкеровании, разверты вании Г Общий поправочный коэффициент Kv, учитывающий фактические усло­ вия резания, можно найти по формуле К = к „ •К , • к , где К м - коэффициент, учитываю­ K Mv - обрабатываемый материал щий свойства обрабатываемого материала; К и- коэффициент, учитываю­ К - инструментальный материал щий свойства инструментального материала; К о - коэффициент, учитываю­ щий глубину сверления. Зависит от отношения глубины обраба­ тываемого отверстия к диаметру сверла. К о - глубина сверления Допускаемая скорость резания при зенкеровании и развертывании опре­ деляется по эмпирической формуле от = C -D q К , м/мин. T m • Г •S Эта формула отличается от анало­ гичной для сверления только наличи­ ем в знаменателе глубины резания в степени х . Показатель степени х при глубине резания меньше показателя степени у при подаче. 123 x <у 1,0 +0,6 8. Скорость резания, допускаемая режущими свойствами инструмента 8.4. Допускаемая скорость резания при фрезеровании Экспериментальные исследования показывают, что в общем случае ско­ рость резания, допускаемую режущими свойствами фрезы, можно рассчитать по формуле vT - T m ■t x ■S y ■B u ■Z ^ - a ■K ,, м/мин, где Си - постоянный коэффициент, учитывающий свойства обраба­ тываемого и инструментального материалов и условия фрезеро­ вания; I Си ^ Для цилиндрического фрезерования 390+700 Фрезы, оснащенные твердым сплавом Си ^ 35+55 Фрезы из быстроре­ жущей стали Для цилиндрической фрезы j D - диаметр фрезы, мм; D^ Т - период стойкости, мин. Зави­ сит от типа фрезы (цилиндриче­ ская, торцевая, дисковая, конце­ вая), диаметра и конструктивных особенностей фрезы; 40+200 мм Для цилиндрической фрезы Т^ t - глубина резания, мм; 124 120+240 мин 8. Скорость резания, допускаемая режущими свойствами инструмента 8.4. Допускаемая скорость резания при фрезеровании Т SZ - подача на один зуб, мм/зуб. SZ выбирается в зависимости от мощности станка, типа и конст­ рукции фрезы, обрабатываемого и инструментального материа­ лов, вида фрезерования, жестко­ сти системы СПИД; В - ширина фрезерования, мм. Измеряют в направлении, парал­ лельном оси фрезы; Z - число зубьев фрезы; ш - угол наклона зуба фрезы (или винтовой канавки для вы­ хода стружки); R v - общий поправочный коэф­ фициент, учитывающий условия фрезерования. Kv 125 Учитывает фактические условия резания 8. Скорость резания, допускаемая режущими свойствами инструмента 8.4. Допускаемая скорость резания при фрезеровании Т Общий поправочный коэффициент Kv, учитывающий фактические усло­ вия фрезерования, вычисляют по формуле к и =к где к м 10 -к„пп0 • к и „ - коэффициент, учитываю­ К м - обрабатываемый материал щий свойства обрабатываемого материала; к - коэффициент, учитываю­ К - состояние поверхности заготовки щий состояние поверхности заго­ товки; К и^ - коэффициент, учитываю­ щий свойства инструментального материала. 126 К - инструментальный материал 8. Скорость резания, допускаемая режущими свойствами инструмента 8.5. Контроль усвоения И нст рукция Возьмите лист бумаги и запишите ответы на задания контрольного теста. Тест состоит из 6 заданий. Выполняйте их последовательно, внимательно читайте указания. Указание 1. Заверш ит е ут верж ден ия с 1-го по 4-е, вписывая в пропущ енны е ст роки недост аю щ ую информацию. 1. В технологических расчетах используется скорость резания, допускаемая _______________________________________________ , т.е. скорость при заданном периоде стойкости режущего инструмента (V T). 2. Чем большую скорость VT допускает режущий инструмент при одном и том же периоде стойкости, тем его производительность____________ . 3. На скорость VT оказывают влияние следующие основные факторы: 1) 2) 3 ) ___________________________________ 4 ) ___________________________________ 5 ) ___________________________________ 6 ) ___________________________________ ; ; ; ; ; . 4. Общий поправочный коэффициент (Ки) в формулах расчета скорости ре­ зания при заданной стойкости для точения и фрезерования включает коэффи­ циенты поправки: 1 )___________________________________ ; 2) ; 3) . 127 8. Скорость резания, допускаемая режущими свойствами инструмента 8.5. Контроль усвоения Указание 2. В заданиях 5 и 6 установите соответствие информации левого и правого столбцов и заполните форму ответа. 5. Выберите формулу для расчета коэффициента К м в зависимости от обра­ батываемого материала. обра ба ты ва ем ы й ФОРМУЛА ДЛЯ РАСЧЕТА К м МАТЕРИАЛ „ 1) Углеродистая сталь ^190 л А . КМ„ = Б. К М„ Ответ: 1 - v НВ , / 2) Серый чугун п \п 750 \& в J ;2 - 6. Выберите для каждого метода обработки формулу для расчета скорости резания, допускаемой режущими свойствами инструмента. ФОРМУЛЫ СКОРОСТИ РЕЗАНИЯ, ДОПУСКАЕМОЙ РЕЖУЩИМИ СВОЙСТВАМИ ИНСТРУМЕНТА МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ C ■D q ■K. rj~im■t x ■s y 1) Точение 2) Сверление Б. щ Cv m■t x ■ sy v q Сщ В. щ = fj-im ■t x ■sy ■ и . Dq С ■ Г. щ = r p m ^ у ■K V 3) Зенкерование 4) Фрезерование Ответ: 1 - ;2 - ;3- ;4 - 128 п ■K. Заключение Содержание конспекта лекций отбиралось в соответствии с программой дисциплины «Теория резания металлов» для подготовки студентов профессио­ нально-педагогического вуза машиностроительных специализаций. В последние годы появились новые учебники по дисциплине «Теория ре­ зания металлов», предназначенные для студентов технических университетов. Специфика подготовки педагогов профессионального обучения требует не­ сколько иного отбора содержания учебного материала, а также изложения его с учетом сочетания принципов научности, доступности и наглядности, что и отражено в данном пособии. Логика формирования прочных знаний предпола­ гает самостоятельную работу студента с изучаемым материалом. Первые дей­ ствия в этом направлении связаны с этапом самоконтроля, для обеспечения ко­ торого в конце каждого раздела конспекта лекций приведены дидактические тесты. Содержание конспекта лекций поможет студентам при подготовке к прак­ тическим и лабораторным занятиям, а также будет полезно при прохождении педагогических практик в процессе подготовки к занятиям по соответствую­ щим учебным дисциплинам, так как представляет собой систематизированную выборку из большого объема материала по вопросам теории резания металлов, содержащегося в различных изданиях технической литературы, и адаптировано к целям и специфике подготовки педагогов профессионального обучения. 129 Библиографический список Б алаш ов В .М . Обработка резанием в машиностроении [Текст]: учеб. пособие для студентов вузов / В.М.Балашов, В.В.Мешков, С.П.Рыков. - Тверь: Изд-во Твер. гос. техн. ун-та, 2004. - 198 с. Б о б р о в В.Ф. Основы резания металлов [Текст] / В.Ф.Бобров. - М.: Машино­ строение, 1975. - 344 с. Г О С Т 25762-83. Обработка резанием. Термины, определения и обозначения общих понятий [Текст]. - М.: Изд-во стандартов, 1985. - 41 с. Грановский Г.И. Резание металлов [Текст]: учеб. для машиностроит. и при- боростроит. вузов / Г.И.Грановский, В.Г.Грановский. - М.: Высш.шк., 1985. 301 с. К и ш уров В .М . Резание материалов. Режущий инструмент [Текст]: учеб. по­ собие для студентов вузов / В.М.Кишуров. - М.: Машиностроение, 2009. 492 с. Клушин М .И . Резание металлов [Текст] / М.И.Клушин. - М.: Машгиз, 1953. - 432 с. Ры ж кин А.А. Обработка материалов резанием [Текст]: учеб. пособие / А.А.Рыжкин, К.Г.Шучев, М.М. Климов. - Ростов н/Д: Феникс, 2008. - 411 с. Справочник технолога-машиностроителя [Текст]: в 2 т. Т.2 / под ред. А.Г.Косиловой, Р.К. Мещерякова. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машино­ строение, 1985. - 496 с. Трент Е.М. Резание металлов [Текст] / Е.М.Трент; пер. с англ. Г.И. Ай- зенштока. - М.: Машиностроение, 1980. - 263 с. Ящ ерицин П.И. Теория резания [Текст]: учебник / П.И. Ящерицин, Е.Э. Фельдштейн, М.А. Корниевич. - Минск: Новое знание, 2005. - 512 с. 130