ОСНОВЫОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ РЕЗАНИЕМ
Большинство деталей механизмов и машин обрабатывают снятием стружки для придания нужной формы, размеров и чистоты поверхности согласно чертежу.
Поверхность, с которой снимается стружка, называется обрабатываемой; поверхность, которая образуется после снятия стружки называется - обработанной. Стружку снимают с заготовки различными металлическими или абразивными инструментами. У первых имеются специально заточенные режущие кромки (резцы, сверла и т.д.), у вторых - множество твердых зерен с острыми гранями и углами на поверхности и в толще кругов, брусков. Кроме того, материал можно обрабатывать эрозионным воздействием электрических разрядов или ультразвука.
Обрабатываемые поверхности могут быть плоскими или как у геометрических тел вращения цилиндрическими, коническими (с прямолинейной образующей) или сложной криволинейной формы (поверхности зубьев зубчатых колес, кулачков, резьбы и пр.).
Для получения поверхности заданной формы заготовки и инструменты закрепляются на металлообрабатывающих станках, рабочие органы которых сообщают им необходимые движения с установленными скоростью и силой.
Движения рабочих органов делят на основные и вспомогательные. Основными называют движения, при которых производится снятие стружки с заготовки. Вспомогательными - движения, при которых снятия стружки не производится.
Рис.81. Способы обработки металлов резанием
Основное движение разделяется на главное движение и движение подачи. На рис.81 приведены различные способы обработки металлов резанием (стрелками указано направление главного движения u® и направление подачи s®). Как видно из рисунка, главное движение и движение подачи сообщаются инструментам и деталям в различных вариантах.
При точении (рис. 81,а) заготовке сообщается вращательное главное движение, а инструментам (резцам) - движение подачи.
При фрезеровании (рис. 81,б), наоборот главное движение сообщается инструменту (фрезе), а движение подачи - заготовке.
При сверлении (рис. 81,в) как главное движение, так и движение подачи обычно сообщаются инструменту, однако в специальных станках это может не соблюдаться.
При строгании на продольно-строгальных станках главное движение сообщается заготовке (рис. 81,г), а движение подачи - инструменту (резцу).
При строгании на поперечно-строгальных станках и обработке заготовок на долбежных станках главное движение сообщается инструменту (резцу), а движение подачи - заготовке или резцу.
При круглом и плоском шлифовании (рис. 81,д,е) главное движение всегда вращательное; оно осуществляется инструментом (шлифовальным кругом). При круглом шлифовании заготовка вращается и обеспечивается окружная подача. В некоторых случаях необходима еще и продольная подача, вдоль заготовки.
При плоском шлифовании продольная подача (рис. 81,е) осуществляется чаще всего заготовкой, а поперечная подача - шлифовальным кругом или заготовкой.
При протягивании (рис. 81,ж) главное движение (прямолинейное сообщается инструменту (протяжке), а подача sz определяется разностью высот каждых двух смежных зубьев протяжки; движения подачи по этой схеме нет, но оно заложено в конструкции протяжки.
В рассмотренных видах обработки подача происходит непрерывно за исключением подачи при строгании и протягивании. Скорость главного движения многократно превышает скорость движения подачи.
Для получения деталей с размерами высокой точности применяют отделочно-доводочные операции: тонкое (алмазное) точение, хонингование, суперфиниширование, притирку и др.
Элементы резания и геометрия резца
Элементы резания. Рассмотрим основные особенности резания при обтачивании. На рис.82 приведена схема обтачивания вала резцом. Заготовке 1 от шпинделя станка передается главное вращательное движение, резцу 2 суппортом станка сообщается движение подачи; оба движения осуществляются непрерывно.
Рис.82. Схема обтачивания вала
Режим резания при точениихарактеризуют следующие величины:
скорость резания u - путь, проходимый в единицу времени точкой, лежащей на обрабатываемой поверхности, или точкой, режущей кромки инструмента. Практически скорость резания при точении можно определить по формуле
м/мин,
где D - диаметр заготовки по обрабатываемой поверхности, мм; n - число оборотов заготовки в минуту;
глубина резания t - расстояние между обрабатываемой и обработанной поверхностями, измеренное по перпендикуляру к оси заготовки
мм,
подача s - перемещение резца за один оборот обрабатываемой заготовки, мм/об;
ширина срезаемого слоя b - расстояние между обрабатываемой и обработанной поверхностями, измеренное по поверхности резания (рис.82), мм;
толщина срезаемого слоя а - расстояние, измеренное в направлении, перпендикулярном к ширине срезаемого слоя, мм;
площадь номинального поперечного сечения стружки - площадь сечения срезаемого слоя f, определяемая по формуле
мм2.
Элементы и геометрия резца. Резец является наиболее распространенным режущим инструментом, применяемым при обработке материалов со снятием стружки на различных станках.
Резцы различают по виду обработки и оборудования (токарные, расточные, строгальные, долбежные, специальные); по выполняемой работе (проходные, подрезные, отрезные, расточные, резьбовые, фасонные, а также обдирочные, чистовые, и для алмазного точения); по направлению подачи (радиальные и тангенциальные, а также правые и левые); по роду инструментального материала (из низко- и среднелегированной стали, быстрорежущие, твердосплавные, металлокерамические); в зависимости от формы сечения стержня (прямоугольные, квадратные, круглые); по форме головки (прямые, отогнутые, изогнутые); по способу изготовления (цельные, с припаянной или закрепленной механически пластинкой).
На рис.83 приведен токарный правый проходной резец. Резец состоит из головки I и тела П. Тело резца служит для закрепления его в резцодержателе, причем резец опирается на подошву 7; головка затачивается таким образом, что создаются режущие элементы резца.
Рис.83. Проходной резец для внешнего обтачивания
Пересечением передней поверхности 1 и главной задней поверхности 2 образуется главная режущая кромка 3, а пересечением передней поверхности и вспомогательной задней поверхности 4 - вспомогательная режущая кромка 6. Главная и вспомогательные режущие кромки сходятся в точке 5, называемой вершиной резца.