О направлении схода стружки при косоугольном свободном резании пластичных металлов

Проанализированы известные способы определения угла η направления схода стружки по передней поверхности инструмента при косоугольном свободном резании пластичных металлов. Предложен способ оценки этого угла по усадке стружки, основанный на определении действительного (рабочего) переднего угла γ₀ инс...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2016
Автор:	Виноградов, А.А.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України 2016
Назва видання:	Сверхтвердые материалы
Теми:	Исследование процессов обработки
Онлайн доступ:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/143835
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	О направлении схода стружки при косоугольном свободном резании пластичных металлов / А.А. Виноградов // Сверхтвердые материалы. — 2016. — № 2. — С. 77-87. — Бібліогр.: 5 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-143835
record_format	dspace
spelling	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-1438352025-02-09T14:33:27Z О направлении схода стружки при косоугольном свободном резании пластичных металлов Виноградов, А.А. Исследование процессов обработки Проанализированы известные способы определения угла η направления схода стружки по передней поверхности инструмента при косоугольном свободном резании пластичных металлов. Предложен способ оценки этого угла по усадке стружки, основанный на определении действительного (рабочего) переднего угла γ₀ инструмента в плоскости нормальной плоскости резания и проходящей через направление движения стружки. Представлены сравнительные результаты расчета и отмечено преимущество предложенного способа по простоте и точности определения угла η. Зроблено аналіз відомих методів визначення кута η напрямку сходу стружки вздовж передньої поверхні інструменту при косокутному вільному різанні пластичних металів. Запропоновано спосіб оцінки цього кута по усадці стружки, який базується на визначенні дійсного (робочого) переднього кута γ₀ інструмента в площині, яка нормальна до площини різання та проходить через напрямок руху стружки. Наведено порівняльні результати розрахунку та відмічено перевагу запропонованого способу за простотою та точністю визначення кута η. Analysis of the known calculation methods of the angle η of the chip flow along the front surface of the instrument at the oblique-angled free cutting of plastic metals has been given. The method of this angle assessment by the chip shrinkage on the basis of the actual (working) front angle γ₀ of the instrument in the plane perpendicular to the cutting plane and crossing the direction of the chip movement has been offered. Comparative calculation results have been presented and the advantage of the offered method as to the simplicity and precision of the η angle determination have been presented. 2016 Article О направлении схода стружки при косоугольном свободном резании пластичных металлов / А.А. Виноградов // Сверхтвердые материалы. — 2016. — № 2. — С. 77-87. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. 0203-3119 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/143835 621.9.04 ru Сверхтвердые материалы application/pdf Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Исследование процессов обработки Исследование процессов обработки
spellingShingle	Исследование процессов обработки Исследование процессов обработки Виноградов, А.А. О направлении схода стружки при косоугольном свободном резании пластичных металлов Сверхтвердые материалы
description	Проанализированы известные способы определения угла η направления схода стружки по передней поверхности инструмента при косоугольном свободном резании пластичных металлов. Предложен способ оценки этого угла по усадке стружки, основанный на определении действительного (рабочего) переднего угла γ₀ инструмента в плоскости нормальной плоскости резания и проходящей через направление движения стружки. Представлены сравнительные результаты расчета и отмечено преимущество предложенного способа по простоте и точности определения угла η.
format	Article
author	Виноградов, А.А.
author_facet	Виноградов, А.А.
author_sort	Виноградов, А.А.
title	О направлении схода стружки при косоугольном свободном резании пластичных металлов
title_short	О направлении схода стружки при косоугольном свободном резании пластичных металлов
title_full	О направлении схода стружки при косоугольном свободном резании пластичных металлов
title_fullStr	О направлении схода стружки при косоугольном свободном резании пластичных металлов
title_full_unstemmed	О направлении схода стружки при косоугольном свободном резании пластичных металлов
title_sort	о направлении схода стружки при косоугольном свободном резании пластичных металлов
publisher	Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України
publishDate	2016
topic_facet	Исследование процессов обработки
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/143835
citation_txt	О направлении схода стружки при косоугольном свободном резании пластичных металлов / А.А. Виноградов // Сверхтвердые материалы. — 2016. — № 2. — С. 77-87. — Бібліогр.: 5 назв. — рос.
series	Сверхтвердые материалы
work_keys_str_mv	AT vinogradovaa onapravleniishodastružkiprikosougolʹnomsvobodnomrezaniiplastičnyhmetallov
first_indexed	2025-11-26T21:34:04Z
last_indexed	2025-11-26T21:34:04Z
_version_	1849890277763842048
fulltext	ISSN 0203-3119. Сверхтвердые материалы, 2016, № 2 77 УДК 621.9.04 А. А. Виноградов Институт сверхтвердых материалов им. В. Н. Бакуля НАН Украины, г. Киев, Украина almavin@meta.ua О направлении схода стружки при косоугольном свободном резании пластичных металлов Проанализированы известные способы определения угла η на- правления схода стружки по передней поверхности инструмента при косоуголь- ном свободном резании пластичных металлов. Предложен способ оценки этого угла по усадке стружки, основанный на определении действительного (рабочего) переднего угла γд инструмента в плоскости нормальной плоскости резания и проходящей через направление движения стружки. Представлены сравнитель- ные результаты расчета и отмечено преимущество предложенного способа по простоте и точности определения угла η. Ключевые слова: косоугольное резание, лезвийный инструмент, механизм стружкообразования, направление схода стружки. Одним из вопросов механики стружкообразования при косо- угольном свободном резании, имеющем практическое и теоретическое зна- чение, является оценка направления схода стружки на передней поверхности инструмента. Принято оценивать его углом ее схода по отношению к норма- ли к режущей кромке, обозначаемом в известных работах по этому виду ре- зания символом ρ или η. В данной работе этот угол обозначается символом η. Главным образом этот угол определяют на основании измерения технологи- ческих составляющих сил резания Px, Py, Pz, позволяющих рассчитать силы трения, действующие на передней поверхности инструмента вдоль его режу- щей кромки – Fl и нормально к ней – FN. Соотношение этих сил и определяет направление схода стружки относительно нормали к режущей кромке: η = arctg(Fl /FN). (1) Однако этот способ определения направления схода стружки, как будет показано ниже, имеет существенный недостаток, влияющий на точность оценки этого угла. В [1] и [2] предложены соотношения для расчета угла η по усадке K стружки, т. е. без проведения трудоемких и затратных экспериментов по из- мерению составляющих сил силы стружкообразования. В данной работе представлены результаты анализа указанных соотноше- ний и предложенного автором статьи способа оценки угла η по усадке струж- ки и углу φ условной плоскости сдвига. Представлены сравнительные резуль- таты расчета этого угла по экспериментальным данным измерения сил реза- ния и усадок стружки, заимствованных из [1] и [2]. На рис. 1 дана геометрическая модель (схема) для определения передних углов инструмента в направлении скорости резания – γv и в направлении схо- © А. А. ВИНОГРАДОВ, 2016 www.ism.kiev.ua/stm 78 да стружки – γη, зависящих при косоугольном резании от угла λ наклона ре- жущей кромки относительно ее нормали и переднего угла γN заточки в плос- кости нормальной к режущей кромке и к плоскости резания. D F O h Bn e C M K v λ l A N d η η λ η γ N γ v γ η Рис. 1. Геометрическая модель (схема) для определения передних углов инструмента с наклонной режущей кромкой под углом λ: γN (NOn) – в плоскости нормальной к режущей кромке FD; γv (NOB) – в плоскости вектора скорости резания; γη (NOC) – в плоскости, проходящей через направление ОС схода стружки по передней поверхности FelD инстру- мента и нормальной плоскости FMhD резания. Плоскость FMhD является плоскостью резания, а плоскость FelD – перед- ней поверхностью инструмента. Точка О на режущей кромке FD – точка пе- ресечения вектора v скорости резания (линия ОА), вектора ОС движения стружки по передней поверхности и проекции его на плоскость резания (ли- ния Od), линия ОK – нормаль к режущей кромке FD, линии On и OB проек- ции нормали ОK и вектора скорости резания соответственно на переднюю поверхность инструмента, ON – нормаль к плоскости резания. Угол KОА – угол λ наклона режущей кромки, угол KOd – угол η, определяющий направ- ление схода стружки на передней поверхности инструмента, угол nOC – его проекция на эту поверхность. Стороны Nn, nC, NC параллельны поверхности резания. Угол NOn – передний угол γN в нормальной плоскости к режущей кромке, угол NOB – угол γv в плоскости, проходящей через вектор скорости резания. Угол NOC – передний угол γη в плоскости нормальной к плоскости резания, проходящей через направление движения стружки по передней по- верхности инструмента. Этот угол называется действительным (рабочим) передним углом инструмента и в дальнейшем обозначается символом γд. Из фигуры ONnc Nn = ONtgγN, Nn = NCcosη; ONtgγN = NCcosη; NC = ONtgγд; ONtgγN = ONtgγд cosη, Следовательно cosη = tgγN/tgγд, ISSN 0203-3119. Сверхтвердые материалы, 2016, № 2 79 т. е. угол, определяющий направление схода стружки по передней поверхно- сти инструмента равен η = arcos(tgγN/tgγд). (2) Действительный передний угол γд определяется по предложенному ранее в [4] соотношению, которое представлено здесь в упрощенном виде: B БBA −±=γ arcsinд , (3) где A = Ktg2φ, Б = K2tg2φ, В =1 + tg2φ; K – усадка стружки; φ – угол условной плоскости сдвига. Усадка стружки определяется экспериментально, а угол φ – по усадке стружки и переднему углу, измеренному в плоскости вектора ско- рости резания, рассчитанному по соотношению γv = arctg(tgγN/cosλ), (4) по известной зависимости v v K γ− γ=φ sin cosarctg . (5) Угол φ принят соответствующим действительному переднему углу γд, правомерность чего подтверждается приведенными ниже данными сравнения рассчитанных по (2), (3) значений угла η с измеренными экспериментально. Автором [2] с целью подтверждения вывода, сделанного им на основании расчета угла η направления схода стружки по измеренным экспериментально силам резания при чистовом точении с большими подачами нержавеющей стали 0Х18Н10Т, что этот угол значительно меньше угла λ наклона режущей кромки инструмента, предложил для его определения по усадке K стружки зависимость NK K γ− ρ−λ=η tgtgtg , (6) где символом ρ обозначен “угол расположения” стружки на передней по- верхности инструмента относительно нормали к его режущей кромке. Зави- симость (6) выведена на основании следующей модели. Образец шириной а расположен под углом λ относительно режущей кромки инструмента. Среза- ние стружки осуществляется в направлении расположения образца, т. е. под углом λ. Пройдя некоторое расстояние χ, измеряемое по нормали к режущей кромке, движение резца останавливается. Срезанная стружка, получив усад- ку, отклоняется от нормали к режущей кромке на угол ρ. Угол η, рассчитан- ный по (6), является углом между нормалью к первоначальному расположе- нию режущей кромки – линией, проведенной от крайней точки образца, и линией, соединяющей эту точку с соответствующей точкой на отклоненной в результате усадки снятой стружки, располагающейся на передней поверхно- сти инструмента. Этот угол обозначен символом η и назван углом отклоне- ния стружки. То есть этот угол представляет собой совершенно другой пара- метр стружкообразования и его не следовало бы отожествлять с параметром, отражающим направление схода стружки, и сопоставлять с ним. Угол ρ, на- званный автором [2] углом “расположения стружки” фактически и является углом, определяющим направление схода стружки, который во всех извест- www.ism.kiev.ua/stm 80 ных работах по исследованию стружкообразования при косоугольном реза- нии является предметом определения. А в зависимости (6) он входит в каче- стве аргумента. Как он определяется при расчете по (6) в случае чистового точения автором работы не указано. Зависимость для определения угла η по усадке стружки предложена и в [1]: λω=η tgtg K vl l , (7) где ωl – скорость перемещения стружки вдоль режущей кромки инструмента; vl – проекция на нее скорости резания v. Утверждается, что при резании на микро- скоростях без смазки отношение Kvl l 1=ω , т. е. tgη = tgλ. При резании со смазкой четыреххлористым углеродом (CCl4) оно приближается к единице, т. е. tgη = Ktgλ. (8) Однако как определяется отношение ωl/vl автором в работе не указано. Значения угла η, рассчитанные по (8), приведены ниже в сравнении с экспе- риментальными и рассчитанными по формуле (2). На рис. 2 представлены схемы сил, действующих при стружкообразова- нии в процессе косоугольного точения с большими подачами детали типа вала из нержавеющей стали марки ОХ18Н10Т, с целью определения угла η направления схода стружки, используя экспериментальные данные из ука- занной выше работы [2]. На рис. 2, а дана схема сил, действующих в плоско- сти резания параллельной оси вращения детали: Px – сила, действующая в направлении подачи; Pl – сила, действующая вдоль режущей кромки; PN – сила, действующая нормально к ней. На основании определенных в экспери- менте сил Px и Pz Pl = Psin(λ – θ), PN = Pcos(λ – θ), (9) где θ = arctg(Px/Pz), P = Pz/cosθ. На рис. 2, б представлена схема сил в плоскости нормальной к оси враще- ния детали и проходящей в направлении вектора скорости резания: сила Pz, радиальная сила Ry, их результирующая сила Rv, нормальная Nv и сила трения Fv. На основании измеренных в эксперименте сил Pz и Py Fv = Rvsin(ωv + γv), Nv = Rvcos(ωv + γv), (10) где ωv = arctg(Py/Pz), Rv = Pz/cosωv. На рис. 2, в представлена схема сил в плоскости нормальной к режущей кромке и плоскости резания. В этой плоскости известными являются изме- ренная в эксперименте сила Py и рассчитанная по (9) сила PN: FN = RNsin(ωN + γN), NN = RNcos(ωN + γN), (11) где ωN = arctg(Py/PN), RN = PN/cosωN. Сила трения, действующая вдоль режущей кромки, является проекцией на нее силы трения Fv, действующей в направлении скорости резания: Fl = Fvsinλ, (12) а отношение ее к FN из (11) отражает направление схода стружки относи- тельно нормали к режущей кромке инструмента: η = arctg(Fl /FN). (13) ISSN 0203-3119. Сверхтвердые материалы, 2016, № 2 81 P l P z P N P z PN P x 1 λ θ P t 3 2 N v R y F v R v γ v φ 1 F N F v F д Fl ′ F l λ η г 2 3 t φ γN α N ω N Ry R1 N FN α v б ω v вa Рис. 2. Схемы составляющих сил силы резания при чистовом косоугольном точении стали марки ОХ18Н10Т инструмента с γN = 10° и λ = 15°: в плоскости резания, парал- лельной оси вращения детали (а); в плоскости вектора скорости v резания и нормаль- ной оси вращения детали (б); в плоскости нормальной к режущей кромке инструмента (в); вид на переднюю поверхность инструмента (г); 1 – режущая кромка резца с углом λ по отношению вектора v скорости резания и главной составляющей Pz силы резания. Из (11) и (12) следует, что в случае движения стружки не по направлению вектора скорости резания, т. е. когда η > λ Fl будет больше силы, определен- ной по (12), что наглядно показано на схеме рис. 2, г (Fl < Fl′). Это и является недостатком определения угла η на основании измерения составляющих си- лы стружкообразования или силы резания. Правомерность определения угла η по (2) на основе расчета по (3) дейст- вительного переднего угла γд инструмента проверили вначале сравнением рассчитанных с экспериментальными, заимствованными из [1], затем сравне- нием с рассчитанными по измеренным экспериментально значениям состав- ляющих сил резания, заимствованным из [2]. В [1] представлены результаты экспериментов по косоугольному резанию стали 20Х со скоростью резания 200 мм/мин, исключающей наростообразо- вание, резцом с передним углом γN = 15° при сечении срезаемого слоя 0,2×3 мм. Целью исследований было проверить представлены в [3] данные, полученные ранее при тех же условиях резания по влиянию угла λ наклона режущей кромки на угол η направления схода стружки. Резание осуществля- ли без смазки и с охлаждением CCl4. Угол η определялся непосредственно (визуально). Эксперименты проводили без измерения сил резания, измеряли лишь усадку стружки K. Провели также сравнение с рассчитанными значе- ниями угла η по соотношению (8). Значения усадок K стружки и углов η направления схода стружки, заимст- вованные из [1], для указанных выше случаев резания, представлены в табл. 1 www.ism.kiev.ua/stm 82 Таблица 1. Значения усадок K стружки и углов η направления схода стружки [1] λ, град 15 30 40 50 без смазки 3,9 3,7 3,4 2,85 K смазка CCl4 2,28 2,25 2,23 2,22 без смазки 15 30 40 50 η, град смазка CCl4 25,0 42,0 53,0 62,0 Рассчитанные характеристики стружкообразования (γv, φ) и определенные на их основании углы η направления схода стружки по передней поверхности инструмента с различными значениями угла λ наклона его режущей кромки представлены в табл. 2. Значения переднего угла γv определили по (4), угла φ условной плоскости сдвига по (5), действительного переднего угла γд в плос- кости, проходящей через направление вектора схода стружки по (3). Значе- ния угла η рассчитали по (2) на основании действительного переднего угла γд и соответствующему ему углу φ условной плоскости сдвига и для сравнения по предложенному в [1] соотношению (8). Таблица 2. Расчетные характеристики стружкообразования при косоугольном свободном резании (v = 200 мм/мин, сечение срезаемого слоя – 0,2×3,0 мм) стали 20Х резцом с передним углом γN = 15° с различными значениями угла λ наклона его режущей кромки без смазки и со смазкой CCl4 λ, град 15 30 40 50 γv, град 15,5 17,192 19,22 22,629 без смазки 15,539 17,16 19,38 22,86 γд, град смазка CCl4 16,496 19,8 23,85 29,57 без смазки 14,856 15,675 17,09 20,524 φ, град смазка CCl4 25,66 26,21 26,61 26,73 без смазки (2) 15,5 29,8 40,4 50,3 (2) 25,2 41,9 52,7 61,82 η, град смазка CCl4 (8) 31,42 52,4 61,9 69,3 Сравнение расчетных значений угла η по (2) с экспериментальными (см. выше) показывает, что они различаются лишь на десятые доли градуса, что является доказательством правомерности использования предложенного способа оценки направления схода стружки по передней поверхности инст- румента при свободном косоугольном резании. Усадка K стружки и угол φ условной плоскости сдвига позволяет определить по (3) действительный (рабочий) передний угол γд, соответствующий направлению схода стружки, и рассчитать угол η по соотношению (2). При этом угол φ имеет одно и то же значение в схемах сил стружкообразования как в плоскости, проходящей через направление вектора скорости резания, так и в плоскости, проходя- щей через направление схода стружки. Угол η направления схода стружки зависит в основном от ее усадки K и соответствующего ей переднего угла γN инструмента, а угол φ условной плоскости сдвига – следствие их взаимо- ISSN 0203-3119. Сверхтвердые материалы, 2016, № 2 83 действия. Это очевидно, потому, что схема стружкообразования на основа- нии которой выведено соотношение (3) [4], отражает главное направление деформации слоя металла, преобразующегося (переходящего) в стружку при его срезании. Рассчитанные значения угла η по соотношению (8) при резании со смаз- кой CCl4 по сравнению с измеренными в эксперименте в 1,20–1,26 раза боль- ше. Результаты определения угла η направления схода стружки по передней поверхности инструмента в зависимости от угла λ наклона режущей кромки при резании с малыми скоростями представлены графически на рис. 3. 0 10 20 30 40 50 10 20 30 40 50 60 70 λ, град 1 23 η, град Рис. 3. Влияние угла λ наклона режущей кромки инструмента на угол η направления схо- да стружки при резании с малой (200 м/мин) скоростью по экспериментальным данным различных исследователей и рассчитанным по предложенным соотношениям: 1 – при резании без смазки [1], [3] и рассчитанные по (2); 2 – при резании со смазкой CCl4 [1], [3] и рассчитанные по (2); 3 – рассчитанные по соотношению (8) [1]. По экспериментальным данным исследования зависимостей техноло- гических составляющих силы резания, заимствованных из [2], рассчитали угол η направления схода стружки для случая резания при глубине t = 0,1, подаче s = 4 мм/об и скоростях резания от 29 м/мин до 170 м/мин. Резание осуществляли резцом с геометрическими параметрами заточки: γN = 10°, αN = 10°, λ = 15°. Измеренные экспериментально значения соответствую- щих сил Px, Py, Pz, силы резания, усадок стружки K и рассчитанные по (5) значения угла Φ условной плоскости сдвига и действительного переднего угла γд по (3) представлены в табл. 3. Передний угол γv в плоскости, про- ходящей через вектор скорости резания, определенный по (4) и входящий как аргумент в зависимость (5) для расчета угла φ в данном случае резания равен 10,35°. Скорости резания 29 м/мин на графиках зависимостей K(v), Pz(v), Py(v) со- ответствуют максимумы их значений, скорости 50 м/мин – точке, примерно, на половине крутой части графиков, а скорости 75 м/мин – точке в области перехода их в пологую линию. Сила Px практически не зависит от скорости резания, имеет относительно малое значение. Отметим, что при скоростях резания 29–50 м/мин значение радиальных сил Py больше сил Pz, действующих в направлении скорости резания. Это, www.ism.kiev.ua/stm 84 очевидно, связано с образованием заторможенного слоя металла на задней поверхности инструмента, увеличивающего площадь контакта ее с поверхно- стью резания и, следовательно, действующие силы. Но принимая во внима- ние относительно небольшое значение тангенциальной силы Px, силы резания F3, действующие в направлении действия силы Pz, вероятно, незначительные. В [2] нет сведений о выделении и величине сил на задней поверхности инст- румента. Поэтому значения характеристик стружкообразования в соответст- вии со схемой (см. рис. 2) рассчитали на основании измеренных эксперимен- тально технологических составляющих силы резания, значения которых даны в табл. 3. При этом полагая, что это не внесет существенной ошибки в ре- зультат определения угла η направления схода стружки по передней поверх- ности инструмента. Таблица 3. Экспериментальные значения сил Px, Py, Pz, и усадок стружки K при косоугольном свободном резании (чистовом точении) нержавеющей стали ОХ18Н10Т при v = 29–170 м/мин (t = 0,1 мм, s = 4,0 мм/об) резцом с γN = 10°, λ = 15° и рассчитанные значения угла φ по (5) и угла γд по (3) v, м/мин 29 50 100 130 170 Pz,Н 2340 2000 1310 1250 1250 Py,Н 2540 2375 1265,6 1180 1150 Px,Н 187,5 187 180 180 180 K 7,75 5,6 3,51 3,31 3,27 φ 7,404 10,2865 16,46 17,45 17,66 γд 10,32 10,35 10,5 10,47 10,41 Значения характеристик стружкообразования, рассчитанные по соотно- шениям (9), (10), (11) и (12) в соответствии с указанной схемой стружкообра- зования (рис. 2) представлены в табл. 4. Необходимость расчета такого боль- шого числа характеристик стружкообразования обусловлено самой задачей определения сил трения, действующих на передней поверхности инструмента в направлении вектора скорости резания (Fv) и нормально к режущей кромке (FN). По силе трения Fv сила трения, действующая вдоль режущей кромки – Fl = Fvsinλ (см. рис. 2, г). И только затем по соотношению (13) рассчитывает- ся угол η направления схода стружки. В табл. 4 обращает внимание то, что при скорости резания v = 50 м/мин сила трения Fv имеет большее значение, чем при меньшей (v = 29 м/мин) ско- рости, что является исключением в общей тенденции зависимости Fv(v). Это вызвано, очевидно, тем, что отношение сил (см. табл. 3) Py/Pz при скорости v = 50 м/мин существенно больше, чем при v = 29 м/мин. Рассчитанные по (1) значения угла η направления схода стружки в сравнении с рассчитанными по (2), предложенному на основе определения действительного (рабочего) переднего угла инструмента, приведены в табл. 5. Угол η, рассчитанный по (1), в случаях резания при скоростях 50, 100 и 170 м/мин меньше угла η = 15° наклона режущей кромки инструмента лишь на десятые доли градуса. Значения этого угла, рассчитанные по (2), во всех случаях резания при v ≥ 50 м/мин больше угла λ. Причиной того, что угол η, рассчитанный по (1), меньше рассчитанного по (2), является ISSN 0203-3119. Сверхтвердые материалы, 2016, № 2 85 то, что сила трения Fη определяется не по силе трения Fl, действующей в направлении движения стружки, а по силе трения Fv, действующей в на- правлении скорости резания. Сила трения Fv, очевидно, является проекци- ей силы Fη на направление вектора скорости резания. Например, при v = 100 м/мин, Fv = 1479,7 Н (см. табл. 4), а проектируемая на направление вектора скорости резания Fη = 1479,7 : cos(17,9° – 15°) = 1481,6 Н. При этом (см. рис. 2, г) Fl′ = 1481,6 sin 17,9° = 455,4 H, η = arctg(Fl′/FN) = arctg(455,4/1474,1) = 17,17°. Таблица 4. Значения характеристик стружкообразования, рассчитанные на основании экспериментальных данных [2] измерения сил резания при чистовом точении с бóльшими подачами (s = 4,0 мм/об при t = 0,1 мм) нержавеющей стали ОХ18Н10Т резцом с γN = 10°, λ = 15° v, м/мин 29 50 100 130 170 θ, град 4,58 5,34 7,82 8,19 8,19 Р, Н 2347,5 2008,7 1322,3 1263 1263 Рl, Н 424,6 337 165,3 148,6 149,8 РN, Н 2308,8 1980,2 1311,9 1244 1254 ωv, град 47,35 49,9 44,0 43,35 42,6 Rv, Н 3453,6 3105 1821 1719 1698 Fv, Н 2419,2 2695,8 1479,7 1385,4 1355,2 Nv, Н 1292,7 1337,7 1061 820,2 1023 ωN, град 45,38 50,18 43,97 43,49 42,52 RN, Н 3287 3092,2 1822,8 1714,6 1696 FN, Н 2705 2682,8 1474,1 1223 1345,9 NN, Н 1867 1537,7 1072,2 1020,1 763 Fl, Н 626,1 697,7 381,5 358,6 351 Таблица 5. Значения угла η направления схода стружки, рассчитанные по (1), в сравнении с рассчитанными по (2) v, м/мин 29 50 100 130 170 η = f(Fl /FN) 13,0 14,6 14,51 16,34 14,6 η = f(γд) 14,5 15,2 17,90 17,40 16,4 В этом, как отмечено выше, и есть суть недостатка способа оценки угла η направления схода стружки при косоугольном резании по измеренным силам резания и силам стружкообразования. Предложенный способ, основанный на определении действительного (рабочего) переднего угла γд инструмента, лишен этого недостатка и не требует больших затрат на проведение трудоем- ких экспериментов по измерению сил резания. При скорости резания v = 29 м/мин, соответствующей максимумам усадки стружки и значений составляющих сил силы резания, угол η < λ. Это обу- словлено, вероятно, образованием застойных зон обрабатываемого металла www.ism.kiev.ua/stm 86 на задней и передней поверхностях инструмента, изменяющих заданные за- точкой его геометрические параметры. ВЫВОДЫ Способы оценки угла η направления схода стружки по ее усадке при ко- соугольном резании пластичных металлов, предложенные в [1] и [2] нельзя рекомендовать для практического использования по причинам, указанным при их анализе. Способ оценки угла η, основанный на измерении сил резания и усадок стружки имеет существенный недостаток, заключающийся в определении силы трения Fl, действующей вдоль режущей кромки инструмента не по силе трения Fη, действующей в направлении движения стружки, а по силе Fv, дей- ствующей в направлении вектора скорости резания, что при η > λ занижает фактическое значение угла η. Предложенный автором способ оценки угла η по усадке стружки, осно- ванный на определении действительного (рабочего) переднего угла γд инст- румента менее трудоемок по сравнению со способом оценки угла η, основан- ного на измерении сил резания и усадок стружки, и не имеет недостатка по- следнего. Результаты расчета угла η по усадке стружки K на основе оценки действи- тельного переднего угла инструмента, соответствующего направлению ее схода по передней ее поверхности, совпадают с измеренными в эксперимен- тах, представленных в [1], а рассчитанные этим способом по эксперимен- тальным данным из [2] при скорости резания v, соответствующей максимуму усадки (угол η равен углу λ наклона режущей кромки, а при больших значе- ниях v он больше угла λ, что подтверждает правильность выражения η ≥ arctg(F1/F2) [6]) соответствует данным автора [5] и указывает на ошибочность выводов автора [2], что при чистовом точении нержавеющей стали ОХ18Н10Т угол η направления схода стружки значительно меньше угла λ наклона режущей кромки инструмента. Зроблено аналіз відомих методів визначення кута η напрямку сходу стружки вздовж передньої поверхні інструменту при косокутному вільному різанні пла- стичних металів. Запропоновано спосіб оцінки цього кута по усадці стружки, який базується на визначенні дійсного (робочого) переднього кута γд інструмента в площині, яка нормальна до площини різання та проходить через напрямок руху стружки. Наведено порівняльні результати розрахунку та відмічено перевагу запропонованого способу за простотою та точністю визначення кута η. Ключові слова: косокутне різання, лезовий інструмент, механізм стружкоутворення, напрямок сходу стружки. Analysis of the known calculation methods of the angle η of the chip flow along the front surface of the instrument at the oblique-angled free cutting of plastic metals has been given. The method of this angle assessment by the chip shrinkage on the basis of the actual (working) front angle γд of the instrument in the plane perpendicular to the cutting plane and crossing the direction of the chip movement has been offered. Comparative calculation results have been presented and the advantage of the offered method as to the simplicity and precision of the η angle determination have been presented. Keywords: oblique-angled cutting, edge tool, chip formation mechanism, chip flow direction. 1. Кожевников Д. В. Некоторые вопросы механики процесса косоугольного резания стали // Изв. вузов СССР. Машиностроение. – 1960. – № 26. – С. 139–148. ISSN 0203-3119. Сверхтвердые материалы, 2016, № 2 87 2. Халфен Р. В. Температура и стружкообразование при чистовом точении с большими подачами // Физические явления при деформирующем протягивании и резании пластич- ных металлов / Под ред. А. М. Розенберга. – К.: ИСМ АН УССР, 1978. – С. 163–176. 3. Shaw M. G., Gook N. H., Smith P. A. The mechanism of three-dimensional cutting operations // Trans. ASME. – 1952. – 6. – P. 300–326. 4. Виноградов А. А. О стружкообразовании металлических материалов инструментом с большим отрицательным углом // Сверхтв. материалы. – 2011. – № 4. – С. 48–54. 5. Зорев Н. Н. Вопросы механики процесса резания металлов. – М.: Машгиз, 1956. – 367 с. Поступила 30.04.15 << /ASCII85EncodePages false /AllowTransparency false /AutoPositionEPSFiles true /AutoRotatePages /None /Binding /Left /CalGrayProfile (Dot Gain 20%) /CalRGBProfile (sRGB IEC61966-2.1) /CalCMYKProfile (U.S. Web Coated \050SWOP\051 v2) /sRGBProfile (sRGB IEC61966-2.1) /CannotEmbedFontPolicy /Warning /CompatibilityLevel 1.4 /CompressObjects /Off /CompressPages true /ConvertImagesToIndexed true /PassThroughJPEGImages true /CreateJobTicket false /DefaultRenderingIntent /Default /DetectBlends true /DetectCurves 0.1000 /ColorConversionStrategy /LeaveColorUnchanged /DoThumbnails true /EmbedAllFonts true /EmbedOpenType false /ParseICCProfilesInComments true /EmbedJobOptions true /DSCReportingLevel 0 /EmitDSCWarnings false /EndPage -1 /ImageMemory 1048576 /LockDistillerParams true /MaxSubsetPct 100 /Optimize false /OPM 1 /ParseDSCComments true /ParseDSCCommentsForDocInfo true /PreserveCopyPage true /PreserveDICMYKValues true /PreserveEPSInfo true /PreserveFlatness true /PreserveHalftoneInfo false /PreserveOPIComments false /PreserveOverprintSettings true /StartPage 1 /SubsetFonts true /TransferFunctionInfo /Remove /UCRandBGInfo /Preserve /UsePrologue false /ColorSettingsFile () /AlwaysEmbed [ true ] /NeverEmbed [ true ] /AntiAliasColorImages false /CropColorImages true /ColorImageMinResolution 300 /ColorImageMinResolutionPolicy /OK /DownsampleColorImages false /ColorImageDownsampleType /Bicubic /ColorImageResolution 300 /ColorImageDepth 8 /ColorImageMinDownsampleDepth 1 /ColorImageDownsampleThreshold 1.50000 /EncodeColorImages true /ColorImageFilter /FlateEncode /AutoFilterColorImages false /ColorImageAutoFilterStrategy /JPEG /ColorACSImageDict << /QFactor 0.15 /HSamples [1 1 1 1] /VSamples [1 1 1 1] >> /ColorImageDict << /QFactor 0.15 /HSamples [1 1 1 1] /VSamples [1 1 1 1] >> /JPEG2000ColorACSImageDict << /TileWidth 256 /TileHeight 256 /Quality 30 >> /JPEG2000ColorImageDict << /TileWidth 256 /TileHeight 256 /Quality 30 >> /AntiAliasGrayImages false /CropGrayImages true /GrayImageMinResolution 300 /GrayImageMinResolutionPolicy /OK /DownsampleGrayImages false /GrayImageDownsampleType /Bicubic /GrayImageResolution 300 /GrayImageDepth 8 /GrayImageMinDownsampleDepth 2 /GrayImageDownsampleThreshold 1.50000 /EncodeGrayImages true /GrayImageFilter /FlateEncode /AutoFilterGrayImages false /GrayImageAutoFilterStrategy /JPEG /GrayACSImageDict << /QFactor 0.15 /HSamples [1 1 1 1] /VSamples [1 1 1 1] >> /GrayImageDict << /QFactor 0.15 /HSamples [1 1 1 1] /VSamples [1 1 1 1] >> /JPEG2000GrayACSImageDict << /TileWidth 256 /TileHeight 256 /Quality 30 >> /JPEG2000GrayImageDict << /TileWidth 256 /TileHeight 256 /Quality 30 >> /AntiAliasMonoImages false /CropMonoImages true /MonoImageMinResolution 1200 /MonoImageMinResolutionPolicy /OK /DownsampleMonoImages false /MonoImageDownsampleType /Bicubic /MonoImageResolution 1200 /MonoImageDepth -1 /MonoImageDownsampleThreshold 1.50000 /EncodeMonoImages true /MonoImageFilter /CCITTFaxEncode /MonoImageDict << /K -1 >> /AllowPSXObjects false /CheckCompliance [ /None ] /PDFX1aCheck false /PDFX3Check false /PDFXCompliantPDFOnly false /PDFXNoTrimBoxError true /PDFXTrimBoxToMediaBoxOffset [ 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 ] /PDFXSetBleedBoxToMediaBox true /PDFXBleedBoxToTrimBoxOffset [ 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 ] /PDFXOutputIntentProfile (None) /PDFXOutputConditionIdentifier () /PDFXOutputCondition () /PDFXRegistryName () /PDFXTrapped /False /CreateJDFFile false /Description << /CHS <FEFF4f7f75288fd94e9b8bbe5b9a521b5efa7684002000500044004600206587686353ef901a8fc7684c976262535370673a548c002000700072006f006f00660065007200208fdb884c9ad88d2891cf62535370300260a853ef4ee54f7f75280020004100630072006f0062006100740020548c002000410064006f00620065002000520065006100640065007200200035002e003000204ee553ca66f49ad87248672c676562535f00521b5efa768400200050004400460020658768633002> /CHT <FEFF4f7f752890194e9b8a2d7f6e5efa7acb7684002000410064006f006200650020005000440046002065874ef653ef5728684c9762537088686a5f548c002000700072006f006f00660065007200204e0a73725f979ad854c18cea7684521753706548679c300260a853ef4ee54f7f75280020004100630072006f0062006100740020548c002000410064006f00620065002000520065006100640065007200200035002e003000204ee553ca66f49ad87248672c4f86958b555f5df25efa7acb76840020005000440046002065874ef63002> /DAN <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> /DEU <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> /ESP <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> /FRA <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> /ITA <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> /JPN <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> /KOR <FEFFc7740020c124c815c7440020c0acc6a9d558c5ec0020b370c2a4d06cd0d10020d504b9b0d1300020bc0f0020ad50c815ae30c5d0c11c0020ace0d488c9c8b85c0020c778c1c4d560002000410064006f0062006500200050004400460020bb38c11cb97c0020c791c131d569b2c8b2e4002e0020c774b807ac8c0020c791c131b41c00200050004400460020bb38c11cb2940020004100630072006f0062006100740020bc0f002000410064006f00620065002000520065006100640065007200200035002e00300020c774c0c1c5d0c11c0020c5f40020c2180020c788c2b5b2c8b2e4002e> /NLD (Gebruik deze instellingen om Adobe PDF-documenten te maken voor kwaliteitsafdrukken op desktopprinters en proofers. De gemaakte PDF-documenten kunnen worden geopend met Acrobat en Adobe Reader 5.0 en hoger.) /NOR <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> /PTB <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> /SUO <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> /SVE <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> /ENU (Use these settings to create Adobe PDF documents for quality printing on desktop printers and proofers. Created PDF documents can be opened with Acrobat and Adobe Reader 5.0 and later.) /RUS () >> /Namespace [ (Adobe) (Common) (1.0) ] /OtherNamespaces [ << /AsReaderSpreads false /CropImagesToFrames true /ErrorControl /WarnAndContinue /FlattenerIgnoreSpreadOverrides false /IncludeGuidesGrids false /IncludeNonPrinting false /IncludeSlug false /Namespace [ (Adobe) (InDesign) (4.0) ] /OmitPlacedBitmaps false /OmitPlacedEPS false /OmitPlacedPDF false /SimulateOverprint /Legacy >> << /AddBleedMarks false /AddColorBars false /AddCropMarks false /AddPageInfo false /AddRegMarks false /ConvertColors /NoConversion /DestinationProfileName () /DestinationProfileSelector /NA /Downsample16BitImages true /FlattenerPreset << /PresetSelector /MediumResolution >> /FormElements false /GenerateStructure true /IncludeBookmarks false /IncludeHyperlinks false /IncludeInteractive false /IncludeLayers false /IncludeProfiles true /MultimediaHandling /UseObjectSettings /Namespace [ (Adobe) (CreativeSuite) (2.0) ] /PDFXOutputIntentProfileSelector /NA /PreserveEditing true /UntaggedCMYKHandling /LeaveUntagged /UntaggedRGBHandling /LeaveUntagged /UseDocumentBleed false >> ] >> setdistillerparams << /HWResolution [2400 2400] /PageSize [612.000 792.000] >> setpagedevice

О направлении схода стружки при косоугольном свободном резании пластичных металлов

Репозитарії

Схожі ресурси