14 / 457
Механики XXI веку. №15 2016 г.
14
Рис. 1. Фотография нарезанной резьбы со следами вибраций
Как известно, силы резания, в значительной мере зависящие от трения стружки и детали о ре-
зец, при увеличении скорости резания, начиная с некоторого значения, уменьшаются. В связи с этим
резец может совершать относительно сварного корпуса колебания, подобно колебаниям маятника
Фруда, если скорость резания соответствует падающему участку характеристики. По-видимому, па-
дающая характеристика является основной причиной высокочастотных колебаний резца.
Изменение значений сил резания при углублении резца в свежий металл и при отталкивании
под действием слоев повышенной твердости, прилегающего к стружке, по теории проф. А.П. Соко-
ловского, является источником автоколебаний при резании [3 – 6].
Переменные силы резания, возникают также вследствие изменения истинной геометрии инст-
румента при колебаниях. Характер изменения переднего и заднего углов в условиях колебаний, при
врезании передний угол - больше и значит, сила резания будет меньше; при отходе передний угол -
меньше, сила резания будет больше. Поэтому за счет разности сил производится положительная ра-
бота, идущая на поддержание колебаний.
В работах [7, 8] показано, что при нарезании усиленной упорной резьбы с углами профиля 3°
и 45° по ГОСТ 13535-87, являющуюся нетехнологичной вследствие чрезвычайно малого радиуса впа-
дины резьбы, происходит ускоренный физический и размерный износ инструмента в области его
вершины, на пересечении вершинной и боковой режущей кромкой, формообразующей 3-х градусную
сторону профиля (рис. 2).
В результате этого потенциал резьбовых резцов по допустимому износу используется нера-
ционально, что сокращает ресурс его продуктивной работы.
Рис. 2. Износ задней поверхности на пересечении вершинной и боковой режущей кромки,
формообразующей 3-х градусную сторону профиля
Существует экспертное мнение, что повышенный износ пластины на 3-х градусной стороне
профиля связан с тем, что этой стороне при врезании в радиальном направлении, приходится срезать
очень тонкие слои, при которых резание переходит в пластическое деформирование.
Косвенно это подтверждается тем фактом, что на вершине нарезанной резьбы образуется за-
усенец из уплотненного металла. Производственники говорят: «по 3-х градусной стороне профиля
происходит выдавливание металла», причем это обнаруживается объективно с помощью проходных
калибров, при контроле наружного диаметра нарезанной резьбы и визуально в виде наплыва металла
(рис. 3) величиной ε = 0,065 мм.
При нарезании резьбы на универсальных токарных станках рабочий удалял образовавшийся
наплыв (заусенец) личным напильником. На станке с ЧПУ при автоматизации цикла такое действие
трудно осуществимо. Для борьбы с этим явлением был разработан способ нарезания резьбы, при ко-
тором после цикла резьбонарезания производился зачистной проход проходным резцом, а затем ка-