Реферат: Термины и определения основных понятий по курсу "Теория резания"

Кинематическая система координат (КСК) - прямоугольная система координат с началом в рассматриваемой точке режущей кромки, ориентированная относительно направления скорости результирующего движения резания (рис. 13в и 14в). Очевидно, что КСК повернута относительно ССК на величину угла скорости резания h. Применяется для определения действительных (кинематических) углов лезвия, образующихся в процессе резания (см. рис. 27в и 28б).

Основная плоскость Рv - координатная плоскость, проведенная через рассматриваемую точку режущей кромки перпендикулярно направлению скорости главного в ССК (рис. 12, 13б и 14б) или результирующего в КСК (рис. 13в и 14в) движения резания в этой точке. В инструментальной системе координат направление скорости главного движения резания принимается: у токарных и строгальных резцов прямоугольного поперечного сечения - перпендикулярно конструкторской установочной базе резца; у долбежных резцов - параллельно базе; у дисковых токарных резцов, осевых инструментов и фрез - по касательной к траектории вращательного движения инструмента или заготовки; у протяжек - параллельно конструкторской установочной базе или оси протяжки; у долбяков - параллельно оси хвостовика или оси посадочного отверстия долбяка.

Плоскость резания Pn - координатная плоскость, касательная к режущей кромке в рассматриваемой точке и перпендикулярная основной плоскости. В плоскости резания находится вектор скорости главного движения резания в ССК (рис. 12, 13б и 14б) или вектор скорости результирующего движения резания в КСК (рис. 13 и 14в).

Главная секущая плоскость Pt - координатная плоскость, перпендикулярная линии пересечения основной плоскости и плоскости резания (рис. 12 - 14).

Нормальная секущая плоскость Pн – плоскость, перпендикулярная режущей кромке в рассматриваемой точке. Очевидно, что нормальная секущая плоскость повернута относительно главной секущей плоскости на величину угла наклона главной режущей кромки l (см. рис. 24 - 26).

Примечание. В стандартных обозначениях координатных плоскостей применяются индексы, которые отвечают системе (рис. 13, 14): „і” - в ІСК; „с” - в ССК; „к” - в КСК. Например, Pvc - основная плоскость ССК, Pvk - основная плоскость КСК. В курсе «Теория резания» и технической литературе все обозначения координатных плоскостей в статической системе координат принято применять без индекса „с”. Например, Pv - основная плоскость ССК, Pn – плоскость резания ССК и т.д.

Секущая плоскость схода стружки Pс – плоскость, проходящая через направление схода стружки и скорости резания в рассматриваемой точке режущей кромки (рис. 15).

Направление схода стружки - направление движения стружки в плоскости, касательной к передней поверхности лезвия.

Угол схода стружки n - угол в плоскости, касательной к передней поверхности лезвия, между направлением схода стружки и следом главной секущей плоскости (рис. 15).

6 ЭЛЕМЕНТЫ И ХАРАКТЕРИСТИКИ СРЕЗАЕМОГО СЛОЯ И СТРУЖКИ [6]

Коэффициент утолщения стружки Кa (коэффициент утолщения) - отношение толщины стружки ac к толщине срезаемого слоя a (рис.16).

Коэффициент уширения стружки Kb (коэффициент уширения) - отношение ширины стружки bс к ширине срезаемого слоя b (рис.16).

Коэффициент укорочения стружки Kl - отношение длины срезаемого слоя l к длине стружки lc (рис.16).

Сечение срезаемого слоя (сечение среза) - фигура, образованная при рассечении слоя материала заготовки, отделяемого лезвием за один цикл главного движения резания основной плоскостью (рис.17).

Площадь срезаемого слоя f (площадь среза) - площадь сечения срезаемого слоя.

Толщина срезаемого слоя a (толщина среза) - длина нормали к поверхности резания, проведенной через рассматриваемую точку режущей кромки, ограниченная сечением срезаемого слоя.

Ширина срезаемого слоя b (ширина среза) - длина стороны сечения срезаемого слоя, образованной поверхностью резания.

7 геометрические ЭЛЕМЕНТЫ ЛЕЗВИй режущих инструментов [6]

7.1 Элементы лезвий режущих инструментов (рис. 18)

На режущей части лезвийного инструмента рассматривают следующие поверхности и кромки.

Передняя поверхность Ag - поверхность лезвия инструмента, контактирующая в процессе резания со срезаемым слоем и стружкой.

Задняя поверхность Aa - поверхность инструмента, контактирующая в процессе резания с поверхностями заготовки.

Режущая кромка K - кромка лезвия инструмента, образуемая пересечением передней и задней поверхностей лезвия.

Главная режущая кромка К (режущая кромка) - часть режущей кромки, формирующая большую сторону сечения срезаемого слоя (см. рис. 1).

Вспомогательная режущая кромка K' - часть режущей кромки, формирующая меньшую сторону сечения срезаемого слоя (см. рис. 1).

Главная задняя поверхность Aa (задняя поверхность) - задняя поверхность лезвия инструмента, примыкающая к главной режущей кромке.

Примечание. Главная задняя поверхность Aa контактирует в процессе резания с поверхностью резания Rr

Вспомогательная задняя поверхность  - задняя поверхность лезвия инструмента, примыкающая к вспомогательной режущей кромке.

Примечание. Вспомогательная задняя поверхность   контактирует в процессе резания с обработанной поверхностью

Вершина лезвия (вершина) - участок режущей кромки в месте пересечения двух задних поверхностей. У проходного токарного резца вершиной является участок лезвия в месте пересечения главной и вспомогательной режущих кромок; у резьбового резца - участок лезвия, формирующий внутреннюю поверхность резьбы; у сверла - точка пересечения главной и вспомогательной режущих кромок. Вершиной лезвия резца может быть точка (рис. 19а и в) или линия – кривая (рис.19б) или прямая  при jв=0 (рис. 19г).

Примечание. Такой резец (рис. 19г) в технической литературе известен под названием „резец Колесова”

Радиус вершины rв - радиус кривизны вершины лезвия (рис.19б).

Примечание. В тех случаях, когда rв ³ S радиус вершины лезвия определяет высоту остаточного сечения среза (высоту микронеравенств Rz на обработанной поверхности) - Rz= S2/8rв (рис.20)

Радиус округления режущей кромки r - радиус кривизны режущей кромки в сечении ее нормальной секущей плоскостью (см. рис. 24).

7.2 Геометрические элементы лезвий режущих инструментов

Геометрические элементы лезвий режущих инструментов рассматривают: углы в плане - j, j1, e, jр; в секущей плоскости (Pt, Pн)- g, a, b, d; в плоскости резания Pn - l.

7.2.1 Углы в плане

Угол в плане j - угол в основной плоскости между плоскостью резания и рабочей плоскостью.

Рабочий кинематический угол в плане jр - угол между режущей кромкой и рабочей плоскостью.

7.2.2  Углы в секущих плоскостях Pt и Pн

Передний угол g - угол в секущей плоскости между передней поверхностью лезвия и основной плоскостью.

Примечание. Передний угол может быть положительным (рис. 21а), отрицательным (рис. 21б) и равным 0 (рис. 21в)

Задний угол a - угол в секущей плоскости между задней поверхностью лезвия и плоскостью резания.

Примечание. Задний угол может быть положительным  и равным 0

Угол заострения b - угол в секущей плоскости между передней и задней поверхностями лезвия.

7.2.3 Углы в плоскости резания Pn

Угол наклона кромки l - угол в плоскости резания между режущей кромкой и основной плоскостью.

Примечания:

1 Угол наклона кромки l может быть отрицательным, равным 0 или положительным, что определяет направление схода стружки (рис. 22) и соответственно положения секущей плоскость схода стружки Рс (см. рис. 15).

2 В «Теории резания», кроме указанных стандартизованных геометрических параметров лезвий рассматривают:

- угол резания d - угол в секущей плоскости между передней поверхностью и плоскостью резания ();

- вспомогательный угол в плане j1 - угол между проекцией вспомогательной режущей кромки на основную плоскость и рабочей плоскостью;

- угол при вершине e - угол в основной плоскости между плоскостью резания и проекцией вспомогательной режущей кромки на основную плоскость.

3 Если поверхности и кромки кривые, то требуемый угол определяется как угол между касательной к поверхности (кромке) в рассматриваемой точке и соответствующей плоскостью.

4 Углы в плане j  и j1 так же, как глубина резания и подача, определяют значение соответственно ширины среза, толщины среза (рис. 23а) и при rв < S высоты (КD) остаточного сечения (ВС D) среза (высоты микронеровностей Rz) (рис. 23б):

; ; 

7.3 Геометрические элементы лезвий режущих инструментов в статической системе координат (рис. 24 – 26 и 27а)

7.3.1 Углы в статической  основной плоскости Рvс

Статический угол в плане jс - угол в статической основной плоскости между статической плоскостью резания и рабочей плоскостью.

7.3.2 Углы в статической главной секущей плоскости Ptс

Статический главный передний угол gс - угол в статической главной секущей плоскости между передней поверхностью лезвия и статической основной плоскостью.

Статический главный задний угол aс - угол в статической главной секущей плоскости между задней поверхностью лезвия и статической плоскостью резания.

Статический главный угол заострения bс - угол в статической главной секущей плоскости между передней и задней поверхностями лезвия.

7.3.3 Углы в статической плоскости резания Pnс

Статический угол наклона кромки lс - угол в статической плоскости резания между режущей кромкой и статической основной плоскостью.

7.3.4 Углы в статической нормальной секущей плоскости Pнс

Нормальный передний угол gн - передний угол в нормальной секущей плоскости.

Нормальный задний угол aн - задний угол в нормальной секущей плоскости.

Нормальный угол заострения bн - угол в нормальной секущей плоскости.

7.4 Геометрические элементы лезвий режущих инструментов в инструментальной системе координат

7.4.1 Углы в инструментальной основной плоскости Рvи.

Инструментальный угол в плане jи - угол в инструментальной основной плоскости между инструментальной плоскостью резания и рабочей плоскостью.

7.4.2 Углы в инструментальной главной секущей плоскости Ptи (рис. 27б)

Инструментальный главный передний угол gи - угол в инструментальной главной секущей плоскости между передней поверхностью лезвия и инструментальной основной плоскостью.

Инструментальный главный задний угол aи - угол в инструментальной главной секущей плоскости между задней поверхностью лезвия и инструментальной плоскостью резания.

Инструментальный главный угол заострения bи - угол в инструментальной главной секущей плоскости между передней и задней поверхностями лезвия.

Примечание. В случае принятия задней поверхности лезвия за базу (рис. 27б) инструментальный главный задний угол aи=0, а инструментальный главный передний угол gи = gс+aс.

7.4.3 Углы в инструментальной плоскости резания Pnи

Инструментальный угол наклона кромки lи - угол в инструментальной плоскости резания между режущей кромкой и инструментальной основной плоскостью.

7.5 Геометрические элементы лезвий режущих инструментов в кинематической системе координат

7.5.1 Углы в кинематической основной плоскости Рvк (рис.28а)

Кинематический угол в плане jк - угол в кинематической основной плоскости между кинематической плоскостью резания и рабочей плоскостью.

7.5.2 Углы в кинематической главной секущей плоскости Ptк (рис. 27в и 28а)

Кинематический главный передний угол gк - угол в кинематической главной секущей плоскости между передней поверхностью лезвия и кинематической основной плоскостью ().

Кинематический главный задний угол aк - угол в кинематической главной секущей плоскости между задней поверхностью лезвия и кинематической плоскостью резания ().

Кинематический главный угол заострения bк - угол в кинематической главной секущей плоскости между передней и задней поверхностями лезвия.

7.5.3 Углы в кинематической плоскости резания Pnк

Кинематический угол наклона кромки lк - угол в кинематической плоскости резания между режущей кромкой и кинематической основной плоскостью.

Примечания:

1 В стандартных обозначениях координатных плоскостей и элементов лезвия применяются индексы, соответствующие системе: „и” - в ИСК, „с” - в ССК, „к” - в КСК. Например, Pvc - основная плоскость ССК; Pvk - основная плоскость КСК; gс- передний угол в ССК; gк - передний угол в КСК; gи- передний угол в ИСК. В курсе «Теория резания» и технической литературе все обозначения координатных плоскостей и элементов лезвий в статической системе координат применяются без индекса „с”. Например Pv - основная плоскость ССК; Pn – плоскость резания ССК; g- передний угол в ССК; a - задний угол в ССК и т.п.

2 В курсе «Теория резания» и технической литературе статический главный передний угол gс, статический главный задний угол aс и статический главный угол заострения bс принято называть соответственно передним углом g, задним углом a и углом заострения b

8 СИЛА РЕЗАНИЯ

Сила резания Р – равнодействующая сил на режущий инструмент при обработке резанием (рис. 29).

Главная составляющая силы резания Рz – составляющая силы резания, совпадающая по направлению со скоростью главного движения резания в вершине лезвия.

Касательная составляющая силы резания (Ндп. Тангенциальная составляющая силы резания) – главная составляющая силы резания при вращательном главном движении резания.

Осевая составляющая силы резания Рx - составляющая силы резания, параллельная оси главного вращательного движения резания.

Радиальная составляющая силы резания Рy - составляющая силы резания, направленная по радиусу главного вращательного движения резания в вершине лезвия.

9 РАБОТОСПОСОБНОСТЬ И НАДЕЖНОСТЬ РЕЖУЩИХ ИНСТРУМЕНТОВ [4]

Работоспособное состояние режущего инструмента (лезвия) - работоспособность - характеризуется таким состоянием, при котором он способен выполнять обработку резанием при установленных в нормативно-технической документации (НТД) условиях с установленными требованиями. При этом состояние режущего инструмента характеризуют совокупностью значений его параметров (например, значениями заднего и переднего углов, износа по задней поверхности лезвия и др.) в данный момент. К условиям обработки относят, например, обрабатываемый материал, технологическое оборудование, режим резания, порядок технического обслуживания, восстановления и ремонта. К требованиям обработки относят, например, допуски размеров, формы и расположения обработанных поверхностей, параметры шероховатости, производительность обработки резанием, удельные приведенные затраты на обработку и др.

Нарушением работоспособного состояния (неработоспособность) режущего инструмента может быть отклонение от установленных значений хотя бы одного из параметров режущего инструмента, требований или характеристик обработки, выполняемой этим инструментом. К характеристикам обработки относят: силу резания, температуру резания, уро­вень вибраций, шероховатость поверхности, точность размера и формы и др. Характеристиками неработоспособного состояния режущего инструмента (лезвия) являются «Отказ режущего инструмента» (Отказ), «Внезапный отказ режуще­го инструмента» (Внезапный отказ) и «Постепенный отказ режущего инструмента» (Постепенный отказ). Внезапный отказ режущего инструмента, как правило, наступает вследствие его разрушения. Постепенный отказ режущего инструмента наступает после достижения постепенно изменяющимся значением хотя бы одного из его установленных параметров, требований или характеристик обработки критерия отказа.

Критерий отказа режущего инструмента (лезвия) определяется в зависимости от требований к обработке при выполнении конкретной технологической операции. Например, на операциях предварительной обработки с невысокими требованиями к шероховатости поверхности и точности размеров критериями отказа могут быть приняты предельно допустимые значения износа инструмента по задней поверхности лезвия, определенные по условию его рациональной эксплуатации, значения силы резания. На операциях окончательной обработки режущим инструментом, где основными требованиями к обработке являются допуски размеров, формы и расположения обработанных поверхностей, критерием отказа может быть принято их предельно допустимое значение. Частным случаем критерия отказа является критерий затупления режущего инструмента (лезвия) (Критерий затупления). Это критерий отказа режущего инструмента (лезвия), характеризуемый максимально допустимым значением износа режущего инструмента, преимущественно по задней поверхности лезвия, после достижения которого наступает его отказ.

Примечание. Под износом понимают величину, характеризующую изменение формы и размеров режущего инструмента (лезвия) вследствие изнашивания при резании

После достижения режущим инструментом (лезвием) критерия затупления наступает постепенный отказ. Постепенный отказ режущего инструмента (лезвия), наступающий после достижения размером, формой или расположением обработанной поверхности предела поля допуска, называется точностным отказом режущего инструмента (лезвия).

Приведение после отказа рабочей части режущего инструмента (лезвия) в работоспособное состояние называют восстановлением режущего инструмента (лезвия).

Примечание. Восстановление режущего инструмента (лезвия) осуществ­ляется заточкой, заменой отказавшего лезвия и т. п.

 Периодичность восстановления инструментов (Назначенная периодичность восстановления режущего инструмента (лезвия)) определяется с учетом их функционального назначения, конструктивного исполнения, приспособленности к восстановлению, а также ограничений условий технологической операции, например, обеспечением наибольшей производительности или наименьших приведенных затрат на обработку. Восстанавливаемость режущего инструмента (лезвия) - свойство режущего инструмента (лезвия), заключающееся в приспособленности его рабочей части (лезвия), к восстановлению, например, путем заточки. Восстановление режущего инструмента осуществляется: при отказе или по назначенной периодичности.

Объем работы режущего инструмента («Наработка режущего инструмента», «Наработка между отказами режущего инструмента», «Наработка до отказа режущего инструмента (лезвия)») может быть выражен ин­тервалом времени, массой или объемом снятого материала, длиной пути реза­ния, площадью обработанной поверхности или числом обработанных заготовок. В зависимости от величин, выражающих наработку режущего инструмента, раз­личают следующие наработки: временную, массовую, объемную, путевую, поверхностную и штучную. Временная наработка между отказами режущего инструмента может выражаться временем резания, машинным временем, продолжительностью цикла работы автоматического оборудования (автоматической линии) и т. д. Частным случаем временной наработки до отказа и между отказами, когда наработка выражена временем резания, является период стойкости - время резания новым или восстановлен­ным режущим инструментом (лезвием) от начала резания до отказа.

Примечание. Под временем реза­ния понимают интервал времени, в течение которого инструмент находится в не­посредственном контакте с обрабатываемой поверхностью, сопровождающемся снятием стружки

Полный период стойкости режущего инструмента (лезвия) - полный период стойкости (Ндп. Срок службы) - сумма периодов стойкости режущего инструмента (лезвия) от начала резания новым инструментом (лезвием) до достижения предельного состояния.

Существует связь между периодом  стойкости  и  наработкой  между  отказами.  Например,    временная  нара­ботка между отказами, выраженная машинным временем Тм, и период стойкости   Т  связаны   зависимостью

 

где lр.х и tр.х  - соответственно длина и время рабочего хода инструмента; lр и tр, - соответственно длина и время резания.

Путевая наработка между отказами l и период стойкости  Т связаны    зависи­мостью

1=Т× v,

где v — скорость резания, м/мин.

Одним из совокупности свойств, обусловливающих его качество режущего инструмента, является «Надежность режущего инструмента». Надежность является комплексным свойством, которое может включать безотказность, долговечность, восстанавливаемость и ремонтопригодность режущего инструмента, как в отдельности, так и в определенном сочетании этих свойств. Эти свойства обеспечивают при проектировании, изготовлении и эксплуатации инструмента. Безотказность является основным свойством, определяющим надежность режущих инструментов, непрерывное сохранение работоспособности которых необходимо для завершения обработки. Долговечность как свойство, определяющее, главным образом, эффективность использования инструмента, является наиболее значимым для сложных дорогостоящих режущих инструментов, например, червячных фрез, долбяков, протяжек и др. В зависимости от принципа ограничения наработки, а также последствий отказа, надежность режущего инструмента может оцениваться одним или несколькими показателями, характеризующим одно или несколько ее свойств.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. ГОСТ 25751-83. Инструменты режущие. Термины и определения общих понятий.

2. ГОСТ 25761-83. Виды обработки резанием. Термины и определения общих понятий.

3. ГОСТ 25762-83. Обработка резанием. Термины, определения и обозначения общих понятий.

4. ГОСТ 3.1109-82. Единая система технологической документации. Термины и определения основных понятий.

5. ГОСТ 23505 – 79. Абразивная обработка. Термины и определения.

6. ГОСТ 21445-84. Материалы и инструменты абразивные. Термины и определения.