3. Обработка листового металла

1. Физические основы процесса резания

2. Рубка листового металла

3. Рубка различных поверхностей и деталей

4. Сущность операции опиливание

5. Классификация напильников

6. Виды опиливания

3.1. Физические основы процесса резания

Режущая часть любого инструмента имеет форму клина. Благодаря клиновидной форме он может внедряться в обрабатываемый материал и производить его разделение.

Рассмотрим работу клина. Под действием силы Р на боковых поверхностях клина появятся нормальные силы

,

которые производят разделение частиц металла.

Рассмотрим, как влияет изменение угла заострения кли­на на условия резания. При = 60°, N = Р — нормальная си­ла равна действующей, при <60°, N>Р — имеется выигрыш в силе, при >60°, N<Р — для резания потребуется прило­жить большую внешнюю силу.

Следовательно, чтобы облегчить резание, нужно умень­шать угол заострения клина. Но тогда становятся меньше и размеры режущей части инструмента, а значит, и его прочность. Это ограничивает возможности уменьшения угла заточки. Выбор его величины определяется обрабатывае­мым материалом. В самом деле, чем материал тверже, тем он прочнее и тем большее усилие необходимо для резания.

Большее усилие потребует увеличения прочности инструмен­та, т. е. увеличения сечения его рабочей части. Поэтому для обработки твердых материалов необходимы большие углы заострения инструмента.

Для обработки мягких материалов потребное усилие меньше. Значит, можно снизить и требования к прочности инструментов — делать угол заострения меньше.

В процессе разделения металла на части трение возни­кает на обеих поверхностях клина. Оно будет оказывать зна­чительное сопротивление его внедрению в обрабатываемый материал. Когда обработка ведется посредством снятия стружки, инструмент наклоняется у обрабатываемой поверх­ности так, чтобы трение возникало только на одной поверхно­сти.

Поверхность инструмента, обращенная к обработанному материалу, называется задней. Она составляет с обрабо­танной поверхностью угол , называемый задним углом. Поверхность, по которой сходит стружка, называется передней. Угол между нею и перпендикуляром к обработан­ной поверхности называется передним углом. Передняя и задняя поверхности, пересекаясь, образуют режущую кромку (режущее лезвие). Угол между ними называется углом заострения.

Сумма углов рабочей части инструмента + + = 90°.

Рассмотрим влияние углов , и на процесс резания. Задний угол придается инструменту для того, чтобы не было трения задней поверхности об обработанную поверхность. Он берется небольшим, иначе будет ослабляться режущая часть инструмента.

Поскольку задний угол для данного инструмента обычно постоянный, и сумма углов + также будет постоянной ве­личиной. Значит, с увеличением переднего угла уменьшается угол заострения и понижается усилие резания. Наоборот, при уменьшении переднего угла угол заострения увеличивается — возрастает усилие резания. Из сказанного ясно, что при реза­нии основное значение имеет угол наклона передней поверх­ности к обрабатываемой, называемый углом резания. Очевидно, что = + .

Под действием усилия резания передняя поверхность ин­струмента сжимает находящийся впереди слой металла. Ког­да возникающие при этом напряжения превысят предел проч­ности материала, происходит сдвиг (скалывание) его частиц и образуется элемент стружки.

При обработке вязких материалов (мягкая сталь, медь, алюминий, латунь) стружка имеет вид непрерывной, зави­вающейся в спираль, ленты и называется сливной. Более твердые материалы (сталь) дают стружку ска­лывания. Она со стороны режущей кромки имеет гладкую блестящую поверхность, с противоположной стороны — шероховатую с отдельными элементами. При реза­нии твердых хрупких материалов (чугун, бронза) получается стружка надлома, представляющая отдельные элементы неправильной формы.

В результате давления инструмента поверхностный слой упрочняется — получает наклеп.

В результате трения стружки и инструмента, деформации стружки и поверхностного слоя при резании образуется теп­лота, вызывающая нагрев заготовки и инструмента. При по­вышении температуры инструмент теряет твердость и перестает резать. Углеродистые инструментальные стали допу­скают температуру нагрева до 200...250° С, быстрорежущие стали — до 500...600°, твердые сплавы — до 800...1000° С.

Для уменьшения нагрева инструмента применяют охлаждающе-смазочные жидкости. Они отводят теп­лоту, создают между трущимися поверхностями пленки, раз­деляющие их и уменьшающие трение и износ.