|
ФPAГMEHT УЧЕБНИКА (...) Смазочно-охлаждающая жидкость подается в зону резания обычно на стружку свободной струей со стороны передней поверхности резца. Расход жидкости должен быть не меньше 10-f-l5 лмин. При прерывистом поступлении жидкости возможно резкое охлаждение нагревшегося резца, что часто служит причиной его разрушения. Указанное явление часто происходит при работе с охлаждением твердосплавными инструментами. Именно поэтому при использовании таких резцов охлаждение применяется редко.
В последнее время находит себе применение так называемое высоконапорное охлаждение. В данном случае жидкость подается со стороны задней поверхности резца под давлением до 30 ати. Диаметр выходной части трубки, по которой поступает жидкость, не более 1 мм. Охлаждающее действие жидкости в этом случае в несколько раз интенсивнее, чем при безнапорном охлаждении, причем расход жидкости значительно уменьшается. Этот способ особенно эффективен при обтачивании быстрорежущими резцами труднообрабатываемых сталей. Поэтому он рассматривается подробнее в главе тринадцатой Справочника.
ОСНОВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ ПРИ ВЫСОКОЙ СКОРОСТИ
По закону теплопередачи количество теплоты, протекающее через единицу поверхности соприкосновения двух тел с разными температурами, тем меньше, чем меньшее количество времени эти тела находились в соприкосновении. Поэтому каждая частица стружки тем меньше своей теплоты от-даег резцу, чем больше скорость ее перемещения по передней поверхности резца, т. е. чем выше скорость резания. При увеличении скорости резания уменьшается и количество теплоты, переходящей из стружки в обрабатываемую деталь. Таким образом, в стружке, образовавшейся при более высокой скорости резания, остается теплоты больше, чем в стружке, образованной при сравнительно низкой скорости.
Вследствие этого при более высокой скорости резания температура в зоне стружкообразования повышается, что, в свою очередь, при обработке стали несколько понижает сопротивление последней деформированию. В результате, как показывает опыт, силы резания при более высоких скоростях резания оказываются даже несколько меньшими, чем при у\герен-ных скоростях.
Несмотря на все сказанное выше о положительном значении повышения скорости резания, условия работы режущей кромки при этом тяжелее, чем при менее высокой скорости. В этом случае общее количество теплоты, поступившей в резец, вследствие более высокой скорости перемещения стружки по резцу (а следовательно и большего количества элементов стружки, отдавших резцу часть своей теплоты) будет больше, чем при сравнительно низкой скорости. Поэтому температура части резца, находящейся в сильно нагретой зоне, оказывается значительно более высокой, чем при умеренных скоростях.
Одним из способов повышения прочности и стойкости твердосплавных резцов, используемых в указанных условиях, является применение отрицательного переднего угла, при котором не происходит выкрашивания твердосплавной пластинки, ограничивающего использование твердосплавных резцов при обтачивании закаленных сталей и при работе с ударной нагрузкой (прерывистое точение с неравномерными припусками, при значительном биении детали и т. д.).
Резцы с отрицательным передним углом обладают следующими достоинствами:
1) при точении резцами с отрицательным передним углом (—у) направление действующих сил Р обусловливает сжатие (фиг. 11, а) и обеспе-
чивает более благоприятные условия работы пластинки твердого сплава в сравнении с условиями работы резца с положительным (+ у) передним углом (фиг. 11, б);
2) при отрицательном переднем угле и одновременно с этим при положительном угле наклона режущей кромки (X) вершина резца предохранена от ударов при обтачивании прерывистых поверхностей.
Наряду с достоинствами резцы с отрицательным передним углом имеют ряд существенных недостатком, а именно:
1) при точении резцами с отрицательным передним углом возрастает сила трения стружки о резец, вследствие чего увеличивается и потребная мощность. Поэтому при работе на недостаточно лгощных станках приходится уменьшать скорость резания, а вместе с ней и производительность;
2) при работе рассматриваемыми резцами возрастает радиальная сила Рц, что приводит к искажению формы обрабатываемой детали (при ее недостаточной жесткости), вибрациям и т. д.
Поэтому резцы с отрицательным передним углом применяются лишь при обработке стали с повышенной и высокой прочностью при резании с ударной нагрузкой и при обработке заготовок с очень твердым поверхностным слоем. Следует отметить, что в последнее время стремятся и в таких случаях пользоваться резцами с положительным передним углом.
ОСОБЕННОСТИ ТОЧЕНИЯ С БОЛЬШИМИ ПОДАЧАМИ
Возможность повышения производительности обычного токарного станка за счет увеличения скорости резания часто ограничивается недостаточно большим предельным числом оборотов шпинделя. Повышение производительности станка путем увеличения подачи при обтачивании проходными резцами с обычной геометрией также часто ограничено. В этом случае шероховатость поверхности (гребешки) настолько возрастает, что часто оказывается необходимым последующее чистовое обтачивание детали с небольшой подачей; это, в свою очередь, сводит на нет повышение производительности, достигнутое работой с большой подачей при черновом обтачивании.
Повышение производительности при чистовом обтачивании посредством использования резца, установленного таким образом, что режущая кромка его параллельна направлению подачи или расположена под некоторым углом к ней (подробнее о таких резцах см. ниже, стр. 253), получается иногда весьма существенным. Но такие резцы могут работать без вибраций лишь при сравнительно небольших глубинах резания, что, очевидно. является фактором, снижающим производительность процесса резания.
Указанные выше ограничения не имеют места при использовании резца с дополнительной режущей кромкой, параллельной направлению подачи, т. е. при ф1 = 0. Такой резец предложен токарем-новатором В. А. Колесовым; пользуясь этим резцом можно совмещать черновое и чистовое обтачивание в одном проходе.
Резец конструкции В. А. Колесова имеет три режущие кромки (фиг. 12).
Первая режущая кромка А с углом в плане 45° выполняет работу обычного проходного резца; вторая режущая кромка В с углом в плане 20 язляется переходной; третья режущая кромка С с углом в плане 0°, т. е. параллельная направлению подачи, выполняет задачу чистового резца, используемого при больших подачах (см. ниже, стр. 252).
Резцами В. А. Колесова можно производить обработку деталей даже при сравнительно большой глубине резания и подаче, получая при этом чистоту обрабатываемой поверхности 4-f-6-ro класса.
Наиболее значительным источником резкого повышения производительности при работе резцом В. А. Колесова является совмещение чернового и чистового переходов при одновременном увеличении подачи.
Практика применения резцов В. А. Колесова показала, что они обладают повышенной по сравнению с обычными резцами стойкостью. Это объясняется тем, что при обработке одной и той же детали длина пути, проходимого резцом В. А. Колесова по поверхности детали, меньше длины пути, который проходит обыкновенный резец, во столько же раз, во сколько подача при резце В. А. Колесова больше, челг при обыкновенном резце.
Работая на модернизированном станке ДИП-300, В. А. Колесов производил обтачивание пинолей задней бабки токарного станка при скорости резания 150 м/мин, глубине резания 1,7ч-2 мм и подаче 2,7 мм/об, вместо применявшейся ранее 0,3-г-0,5 мм!об. Машинное время обработки было снижено при этом почти в 10 раз. |
