5. Обработка резанием

1. Общие положения

Обработка резанием основана на срезании лезвийным или абразивным режущим инструментом с поверхности заготовки слоя металла (стружки) для получения требуемой формы, размеров, взаиморасположения и шероховатости поверхности детали. Срезаемый с заготовки слой называют припуском.

Механическая обработка может быть слесарной (припуск удаляется вручную) и механической (на металлорежущих станках). Рабочие органы станка обеспечивают относительное движение заготовки и инструмента, движения резания. Их должно быть не менее двух: главное и подачи. За главное (с максимальной скоростью) принимают движение, определяющее скорость деформирования и отделения стружки. Движение подачи обеспечивает непрерывность врезания инструмента в заготовку.

Эти движения могут быть непрерывными и прерывистыми, вращательными, поступательными, возвратно-поступательными. Скорость главного движения резания обозначают , подачи — .

Кроме движения резания должны быть установочные движения (обеспечивают взаимное положение инструмента и заготовки) и вспомогательные (транспортирование заготовки, движение ее и инструмента, переключение скоростей и др.).

Рис.1. Элементы схем обработки и схемы обработки точением (а), растачиванием (б), сверлением (в), фрезированием (г), шлифованием на кругло- (д) и плоскошлифовальном (е) станках; D_Г - главное движение резания; D_{S ПР} - продольное движение подачи; D_SB - вертикальное движение подачи; D_SП - поперечное движение подачи; D_{S КР} - круговое движение подачи.

Формообразование поверхности представляется схемой обработки. На ней условно изображают заготовку, ее установку и закрепление на станке, положение инструмента и движения резания (рис.1). Инструмент показывают в положении окончания обработки. Закрепление заготовки показывают полуконструктивно или условными знаками (опор и зажимных элементов). На заготовке различают (рис.1,а): обрабатываемую (с нее срезается припуск) и обработанную (с нее припуск срезан) поверхности и поверхность резания, образуемую главной режущей кромкой инструмента.

Методы формообразования поверхностей. Форму детали определяет сочетание различных поверхностей. Для облегчения обработки надо использовать наиболее простые геометрические поверхности: плоские, круговые, шаровые, торовые и др. Они представляют собой совокупность последовательных положений следов образующей линии, которая движется по направляющей линии. При обработке эти линии обычно являются воображаемыми. Они воспроизводятся во времени комбинацией согласованных движений заготовки и инструмента. При обработке резанием используется 4 основных метода формообразования: копирования, следов, касания и обкатки (рис.2).

Рис.2. Схемы формообразования поверхностей по методу

копирования (а), следов (б), касания (в) и обкатки (г)

При копировании режущая кромка инструмента является реальной образующей, а направляющая воспроизводится движением заготовки. Подача необходима для получения требуемого размера. Метод применяется при обработке фасонных поверхностей на токарных, фрезерных, шлифовальных, протяжных и др. станках.

В методе следов образующая линия является траекторией движения вершины главной режущей кромки инструмента, а направляющая — траекторией движения точки заготовки.

В методе касания образующей является режущая кромка инструмента, а направляющей — касательная к траекториям точек режущей кромки инструмента. Движение подачи является формообразующим.

В методе обкатки направляющая линия воспроизводится вращением заготовки, образующая — это огибающая ряда последовательных положений режущей кромки инструмента при согласовании скоростей главного движения и движения подачи (за время прохождения резцом расстояния он делает полный оборот).