Вопрос № 57

Под сверлением понимают процесс образования отверстия в сплошном материале с помощью сверла. Сверлом можно также рассверливать (расширять) имеющееся отверстие, полученное при литье, ковке, штамповке или сверлении. Обработкой сверлами в обычных условиях нельзя достичь точности размера выше 12-го квалитета и шероховатости поверхности менееR_z = 40 мкм. Большую часть всех отверстий малых и средних диаметров (до 100 мм) в деталях машин получают на сверлильных станках, в которых инструмент, как правило, осуществляет оба движения резания: главное вращательное и осевое подачи. Режущий инструмент. Для сверления и рассверливания отверстий чаще других применяют спиральные сверла. Сверло состоит из рабочей части I, включающей режущую II и направляющую III части, шейку IV и хвостовик V с лапкой VI. Сверла малых диаметров имеют цилиндрический хвостовик. На режущей части (рис.1) различают две главные1, одну поперечную2 и две вспомогательные 3 режущие кромки. Передняя поверхность4 сливается с винтообразной канавкой, по которой отводится стружка. Как и передняя, задняя поверхность имеется у каждого из двух зубьев, узкие ленточки6 которых обеспечивают направление сверла при резании.

Геометрия режущей части сверла имеет определенные особенности. Передний угол измеряют в секущей плоскости Б-Б, перпендикулярной к главной режущей кромке. Задний угол измеряют в плоскости А-А, параллельной оси сверла. Угол наклона винтовой канавки измеряют между касательной к винтовой поверхности и образующей цилиндра. Углы , и непостоянны в разных точках сверла, причем угол к уменьшается, а углы и увеличиваются от центра сверла к периферии. Главные режущие кромки образуют угол при вершине сверла . Угол наклона поперечной кромки измеряют между проекциями главной и поперечной режущих кромок на плоскость, перпендикулярную к оси сверла. У поперечной режущей кромки угол отрицательный. Поэтому она работает в трудных условиях, скользя по поверхности, пластически деформируя обрабатываемый материал. В ряде случаев возникает необходимость в применении специальных видов сверл.

Особенностями процесса резания обуславливаются более тяжелые условия образования стружки, повышение выделения тепла и увеличение уровня нагрева сверла. Но если говорить о процессе стружкообразования, который происходит на отдельных микроучастках кромки, можно отметить, что деформации упругого и пластического характера, а также явления тепловыделения, упрочнения, образования наростов и износа инструментов возникают по таким же причинам, как и при точении. При этом скорость резания значительно больше, нежели подача, воздействует на температуру резания.

Вопрос № 58

Шлифование – процесс резания металлов с помощью абразивного инструмента, режущим элементом которого являются зерна. Зерна, обладающие высокой твердостью, теплоустойчивостью и острыми кромками, соединены специальными связующими веществами в шлифовальные круги, сегменты, головки, бруски и шкурки; применяют зерна и в виде паст и порошков.

В ыступающие зерна (рис. 1) абразивного материала, прочно закрепленные в шлифовальном круге связующим (цементирующим) веществом, при вращении круга с большой скоростью (до 80 м/с) срезают (царапают) слой металла с заготовки в виде очень мелкой стружки. Большое число стружек (до сотни миллионов в минуту) и их малая толщина (несколько микрон) обусловливаются малым размером самих режущих зерен-резцов и большим количеством зерен, одновременно участвующих в резании (царапании). Вследствие малого сечения среза и большой скорости резания шлифование обеспечивает высокую точность (2 – 1-й класс) и малую шероховатость обработанной поверхности (7 – 12-го класса), а поэтому этот процесс чаще является окончательной (отделочной) операцией. Однако шлифование успешно применяют и для снятия больших объемов металла, заменяя обработку заготовки резцом или фрезой.

Процесс стружкообразования при шлифовании приближается к резанию, осуществляемому зубом фрезы. Несмотря на малые размеры срезаемого слоя, получаемая при шлифовании стружка имеет то же строение и вид, что и стружка, получаемая при фрезеровании. Здесь также имеют место упругое и пластическое деформирование, тепловыделение, упрочнение, износ и др. Но так как не все зерна одинаково участвуют в работе, то наряду с нормальной (мелкой) стружкой при шлифовании получается еще и металлическая пыль, которая при высокой температуре спекается. Высокая температура при шлифовании (до 1000 – 1500° С) возникает в результате наличия у зерен разнообразной, неправильной геометрии режущей части (отрицательного переднего угла) и большой скорости резания.

 Особенности процесса резания при шлифовании. Абразивный инструмент, в отличие от лезвийного инструмента, имеет множе­ство режущих микролезвий, расположенных хаотично. Единичное зерно шлифовального круга может располагаться на некотором расстоянии от обрабатываемой поверхности, скользить по обра­ботанной поверхности (скользящие зерна), проникать в обрабо­танную поверхность на небольшую глубину и деформировать ма­териал заготовки только пластически (деформирующие зерна), проникать в обработанную поверхность на глубину, достаточную для снятия стружки (режущие зерна). По сравнению с лезвийной обработкой шлифование характеризуется повышенным сопротив­лением резанию, поскольку скользящие зерна создают дополни­тельное трение, деформирующие зерна — дополнительные упругую и пластическую деформации, а у режущих зубьев углы реза­ния неоптимальные. Кроме того, сила резания на единичном зер­не больше, но так как снимаются микростружки, суммарная сила резания невелика. За счет дополнительного трения и деформаций температура в зоне резания значительно выше, чем при лезвий­ной обработке, поэтому возможны структурные превращения металла в зоне резания (прижоги). Стружка сгорает на воздухе в виде снопа искр, что требует дополнительных мер пожарной и санитарной безопасности.

Вопрос №57; 59

Вопрос № 59

Протягивание Обработка, осуществляется производя­щей поверхностью, состоящей из режущих кромок, удаленных от оси на различную величину. Формообразование осуществляется участ­ком режущей кромки. Поверхностью движения является плоскость, перпендикулярная к обработанной поверхности. Направление подачи характеризует постепенное вхождение зубьев протяжки в заготовку. При протягивании , поэтому значения и совпадают.

Протягивание является одним из наиболее производительных видов обработки металлов резанием и широко распространено в серийном и массовом производстве. Высокая производительность при протягивании объясняется большой суммарной длиной режущих кромок, одновременно участвующих в срезании материала.

Протягиванием обеспечивается получение обработанной по­верхности в пределах первого - третьего классов точности, с шероховатостью Ra 2,5 - 0,16 мкм, таким образом, протягива­ние является не только высокопроизводительным, но и высокоточ­ным методом обработки.

Протяжками обрабатывают сквозные отверстия любой формы, прямые или винтовые канавки, наружные поверхности разнообразной формы, зубчатые колеса наружного и внутреннего зацепления.

 

Процесс зенкерования осуществляется зенкером. Операция зенкерования более точная, чем сверление. Сверлением достигается 11—12-й квалитеты и шероховатость поверхности Rz 20 мкм, а зенкерованием — 9—11-й квалитеты и шероховатость поверхно­сти Ra 2,5 мкм.

 На рис. 58 показаны зенкеры различной конструкции, применяемые при работе на агрегатных станках и автоматических линиях.

Рис. 58. Зенкеры: а—цельный с коническим хвостовиком, б—насадной цельный, в—насадной с наборными ножками, г—оснащенный твердосплавной пластинкой, д—c направлением для цилиндрических углублений

Развертывание является операцией более точной, чем сверление и зенкерование. Развертыванием достигается 6—9-й квалитеты и шероховатость поверхности Ra 1,25—0,25 мкм.

Процесс развертывания является чистовой операцией для получения точных отверстий. Резание осуществ­ляется разверткой. Развертывание более точная операция, чем сверление и зенкерование. Развертка во многом напоминает зенкер, основное ее отличие от зенкера в том, что она снимает значительно меньший припуск и имеет большое чис­ло зубьев — от 6 до 12. Развертка со­стоит из рабочей части и хвостовика . Рабочая часть в свою очередь состоит из режущей части  и ка­либрующей. Режущая часть наклонена к оси под главным углом в плане   и выполняет основную работу резания. 

Рис. 69. Развертка