Тема 3.9. Обработка строганием и долблением

Строгание — процесс обработки горизонтальных, вертикальных и наклонных плоских и фасонных поверхностей, пазов, канавок и других выемок специальными резцами.

При строгании происходит прерывистое резание металла вследствие того, что резец совершает рабочий и холостой ходы.

Скоростью резания v называют скорость рабочего хода, при котором с заготовки срезается слой металла; для поперечно-строгального станка это — скорость рабочего хода ползуна с резцом, для продольно-строгального — скорость перемещения стола.

В зависимости от конструкции строгального станка скорость резания может быть переменной или постоянной.

На поперечно-строгальных станках с кривошипно-кулисным меха­низмом скорости рабочего v_v и холостого v_t хода переменны. Для этих станков среднюю скорость резания (м/мин) можно определить по формуле

v = Ln (l + m)/1000,

где L — длина хода ползуна, мм; п — число двойных ходов ползуна в минуту; т — отношение скорости рабочего хода к скорости холостого хода; при средних и малых длинах хода ползуна т = 0,60÷0,75.

Строгальные станки с реечным механизмом для передачи движения имеют постоянную скорость рабочего хода. Для этих станков скорость резания определяют по формуле:

D_p = 2Ln/1000.

Скорость резания при строгании определяют по той же формуле, что и при наружном продольном точении без охлаждения, но учитывая ударную и прерывистую работу резцов, полученное значение умножают на коэффициент k_c = 0,75.

По найденной скорости резания по формулам рассчитывают число двойных ходов п ползуна в минуту.

Рис.3.9.1. Схема процессов строгания

Подача s представляет собой относительнре перемещение детали станков) или резца (для продольно-строгальных станков)(рис. 3.9.1) в поперечном направлении за один двойной ход; она измеряется в мм/дв. ход. Подача всегда производится в конце обратного (холостого) хода.

Глубина резания t (рис. 3.9.1) представляет собой толщину слоя металла, снимаемого за один проход резца; ее измеряют в направлении, перпендикулярном обработанной поверхности.

Поперечное сечение среза f (рис. 3.9.1) определяют произведением толщины а на ширину b срезаемого слоя, т. е.

f = ab = st.

Машинное время при строгании, т. е. время, затраченное на обработку заготовки резцом, определяют по формуле

где L – расчетная длина хода резца, i – число проходов,

исходя из длины перемещения резца в направлении подачи, числа двойных ходов ползуна, величины подачи и числа проходов.

Расчет мощности резания на поперечно-строгальных станках при ус­тановившемся режиме работы производят по формуле

с учетом силы резания Р_х в направлении движения ползуна, определяемой по формуле

и скорости резания v, рассчитываемой при строгании по формуле

Учитывая ударную и прерывистую работу резцов при строгании, полученное значение умножают на коэффициент k_v = 0,75. При определении Р_г и v принимают те же значения коэффициентов с_р и k_р, c_v и k_c и соответствующих степеней, что и для наружного продольного точения без охлаждения.

Строгальный резец (рис. 3.9.2,а) состоит из стержня А и режущей части Б или головки. Головка резца имеет переднюю поверхность 1, главную 2 и вспомогательную 6 задние поверхности, главную 3 и вспомогательную 5 режущие кромки, вершину 4.

Рис.3.9.2. Строгальный резец: а) основные части и элементы, б) углы резца

При сечении главной режущей кромки резца плоскостью N—N, перпендикулярной к поверхности резания (рис. 3.9.2,6), различают углы: главный передний γ и главный задний α, заострения β и резания δ. Кроме того, резец имеет главный φ и вспомогательныйφ₁ углы в плане и угол при вершине ε

Главный передний угол γ резцов из быстрорежущей стали выбирают в пределах 5—20° в зависимости от механических свойств обрабатываемого материала; для твердосплавной режущей части резца угол γ отрицателен и изменяется в пределах от —5 до —15°. Главный задний угол α обычно равен 6—10°.

Главный угол в плане φ для проходных резцов принимают 30—75°, а вспомогательный угол в плане φ₁ = 10÷30°; для отрезных резцов φ₁ = 2÷3°.

По расположению режущей кромки строгальные резцы делят на правые и левые; по расположению головки относительно стержня— на прямые и изогнутые; по виду выполняемой работы— на проходные, подрезные, отрезные, фасонные; по виду обработки — на черновые и чистовые.

Строгальные резцы для обработки стали и чугуна изготовляют из быстрорежущей стали Р9 и Р18 или с пластинками из твердых сплавов марок ВК8, ВК15, Т5К10при черновом и В Кб, Т15К6, Т5К12В, ТТ7К12 при чисто­вом строгании. Пластинки напаивают на стержень резца из углеродистой инструментальной стали.

Для чистового строгания плоскостей крупных стальных деталей применяют чашечные вращающиеся резцы (рис. 3.9.3). Резец состоит из изогнутой державки 1 с запрессованной в нее бронзовой втулкой 2 и изготовленной из быстрорежущей стали или твердосплавной чашки 3, Чашка цилиндрическим хвостовиком входит во втулку и закрепляется винтом 4 и гайкой 5.

Рис.3.9.3. Чашечный резец

Чашку устанавливают в рабочее положение, наклоняя ее ось в двух взаимно перпендикулярных плоскостях: в плоскости продольной подачи под углом β_пр = 3° и в плоскости поперечной подачи под углом β_поп — 1°30' ÷ 1°40'. Внедрение чашечных вращающихся резцов на чистовых строгальных операциях значительно снижает трудоемкость отделочных работ, исключая в большинстве случаев необходимость шабрения

Строгальные резцы по сравнению с токарными работают в более тяжелых условиях, так как резец, врезаясь в материал заготовки, при каждом рабочем ходе испытывает ударную (динамическую) нагрузку. Под действием этой нагрузки резец изгибается в сторону опорной поверхности стержня. Если вершина резца расположена слева от оси стержня, то она вследствие деформирования опишет дугу и глубина резания изменится. Во избежание этого необходимо, чтобы при деформировании вершина резца описывала дугу радиусом R, касательную к обработанной поверхности (рис. 3.9.4, а). Для этого вершина резца должна быть расположена между опорной поверхностью стержня и плоскостью, проходящей через ось стержня резца. Чтобы выдержать это условие, строгальные резцы выполняют изогнутыми.

Рис 3.9.4. Строгальные и долбежные резцы

В зависимости от назначения различают следующие типы строгальных резцов (рис. 3.9.4): проходные (б), подрезные (в), отрезные (г) и фасонные. Указанные резцы выполняют правыми и левыми, черновыми и чистовыми; их конструкции аналогичны конструкциям резцов для токарной обработки.

Долбежные резцы изготовляют трех основных типов (рис. 3.9.4): проходные (д), прорезные (е) и для шпоночных пазов (ж).

На строгальных станках обрабатывают плоские поверхности, уступы, пазы угловые, Т-образные, V-образные, призматические, фасонные поверхности.

На долбежных станках обрабатывают многогранники, многогранные отверстия, наружные пазы, фасонные поверхности.

Плоскости горизонтальные (рис. 3.9.5, а), вертикальные (рис. 3.9.5, б) и наклонные (рис. 3.9.5, в) на поперечно-строгальных станках обрабатывают соответственно с движением поперечной, вертикальной и наклонной подач. При строгании наклонной плоскости вертикальный суппорт поворачивают на угол, равный углу наклона обрабатываемой плоскости.

Рис.3.9.5. Схемы обработки заготовок на строгальных и долбежных станках

На рис. 3.9.5, г показано строгание вертикальной плоскости на долбежном станке. На продольно-строгальных станках можно одновременно производить обработку горизонтальной и вертикальной плоскостей (рис. 3.9.5, д).

Пазы угловые и прямоугольные одновременно можно обрабатывать на продольно-строгальных станках (рис. 3.9.5, ё). Строгание шпоночного паза (рис. 3.9.5, ж) производят на долбежных станках.

Фасонные поверхности по копиру обрабатывают на продольно-строгальных станках (рис. 3.9.5, з).

Строгание горизонтальных плоскостей выполняют проходными резцами, вертикальных и наклонных плоскостей - подрезными резцами, пазов - прорезными резцами и т.д.м

Вопросы для самопроверки:

1.Назовите основные типы станков токарной группы.

2.Назовите системы ЧПУ, используемые для управления работой токарных станков.

3.Перечислите основные виды поверхностей, обрабатываемых на токарных станках.

4.Каково назначение токарно-карусельных станков и токарных многорезцовых полуавтоматов?

5.

Какова размерность скоростей?