17 Вопрос.
Обработка резанием – это процесс получения детали требуемой геометрической формы, точности размеров, взаиморасположения и шероховатости поверхностей за счет механического срезания с поверхностей заготовки режущим инструментом материала технологического припуска в виде стружки.
Обработка резанием является универсальным методом размерной обработки. Метод позволяет обрабатывать поверхности деталей различной формы и размеров с высокой точностью из наиболее используемых конструкционных материалов. Он обладает малой энергоемкостью и высокой производительностью. Вследствие этого обработка резанием является основным, наиболее используемым в промышленности процессом размерной обработки деталей.
Резанием обрабатывают литые, кованые и полученные другими методами пластического деформирования заготовки, а также заготовки, полученные сваркой.
В зависимости от используемого типа инструмента способы механической обработки подразделяют на лезвийные и абразивные.
Отличительной особенностью лезвийных способов обработки является наличие у обрабатывающего инструмента острой режущей кромки (либо нескольких кромок) определенной геометрической формы.
Для абразивных способов обработки характерно наличие множества различным образом ориентированных режущих зерен абразивного инструмента, каждое из которых представляет собой микроклин.
Основными способами лезвийной обработки являются точение, сверление, фрезерование, строгание и протягивание. В основу классификации способов обработки заложен вид используемого инструмента и кинематика движений. Любой способ обработки включает два движения: главное – движение резания (обозначается V) – и вспомогательное –движение подачи (обозначается S). Главное движение обеспечивает съем металла, а вспомогательное – подачу в зону обработки следующего необработанного участка заготовки. Эти движения осуществляются за счет перемещения заготовки или инструмента.
В зависимости от точности размеров и шероховатости получаемой поверхности различают черновую и чистовую обработку резанием. Чистовая обработка характеризуется большей точностью размеров и меньшей шероховатостью поверхности по сравнению с черновой.
Любой лезвийный инструмент состоит из рабочей части, включающей режущие лезвия, образующие их поверхности, режущие кромки и крепежной части, предназначенной для установки и закрепления в рабочих органах станка.
Основным режущим элементом любого лезвийного инструмента является режущий клин определенной геометрической формы . Его твердость и прочность должны существенно превосходить твердость и прочность обрабатываемого материала, обеспечивая его режущие свойства. К инструменту прикладывается усилие резания P, равное силе сопротивления материала резанию, и сообщается перемещение относительно заготовки со скоростью V. Под действием приложенного усилия режущий клин врезается в заготовку и, разрушая обрабатываемый материал, срезает с поверхности заготовки стружку. В процессе образования стружки металл заготовки претерпевает упругопластическую деформацию, которая заканчивается разрушением и сопровождается рядом физико-химических процессов: трением, износом инструмента, выделением тепла, вибрациями и т. д. Выбор материала режущей части лезвийного инструмента и ее геометрической формы зависит от вида обрабатываемого конструкционного материала заготовки.
Точение является основным способом обработки поверхностей тел вращения.
Процесс резания осуществляется на токарных станках при вращении обрабатываемой заготовки (главное движение, обозначается символом V) и перемещении резца (движение подачи, обозначается символом S).
В качестве режущего инструмента при точении используются токарные резцы.
Основные операции точения
С помощью точения выполняют следующие основные операции:
Обтачивание – обработка наружных цилиндрических и конических поверхностей . Выполняется прямыми, отогнутыми или упорными проходными резцами с продольной подачей.
Растачивание – обработка внутренних поверхностей . Выполняется расточными резцами, закрепленными в резцедержателе станка, с продольной подачей. Гладкие сквозные отверстия растачивают проходными резцами, ступенчатые и глухие отверстия – упорными расточными резцами.
Подрезание – обработка торцевых поверхностей . Выполняется перед обтачиванием наружных поверхностей. Торцы подрезают подрезными резцами с поперечной подачей к центру или от центра заготовки. При подрезании от центра к периферии поверхность торца получается менее шероховатой.
Резьбонарезание – нарезание резьбы. Резьбу нарезают с продольной подачей резца Sпр. Форма режущих кромок резьбовых резцов определяется профилем и размерами поперечного сечения нарезаемых резьб.
Резка – разрезание заготовок на части . Выполняется отрезными резцами с поперечной подачей. При отрезке детали резцом с прямой главной режущей кромкой разрушается образующаяся шейка и приходится дополнительно подрезать торец готовой детали. При отрезке детали резцом с наклонной режущей кромкой торец получается чистым.
Сверление – распространенный метод получения отверстий в сплошном материале.
Сверлением получают сквозные и несквозные (глухие) отверстия и обрабатывают предварительно полученные отверстия в целях увеличения их размеров, повышения точности и снижения шероховатости поверхности.
Сверление осуществляют при сочетании вращательного движения инструмента вокруг оси – главного движения и поступательного его движения вдоль оси – движения подачи. Оба движения на сверлильном станке сообщают инструменту.
Процесс резания при сверлении протекает в более сложных условиях, чем при точении. В процессе резания затруднены отвод стружки и подвод охлаждающей жидкости к режущим кромкам инструмента. При отводе стружки происходит трение ее о поверхность канавок сверла и сверла о поверхность отверстия. В результате повышаются деформация стружки и тепловыделение. На увеличение деформации стружки влияет изменение скорости резания вдоль режущей кромки от максимального значения на периферии сверла до нулевого значения у центра.
Протягивание – высокопроизводительный метод обработки внутренних и наружных поверхностей, обеспечивающий высокую точность формы и размеров обрабатываемой поверхности. Протягивают многолезвийным режущим инструментом – протяжкой – при его поступательном движении относительно неподвижной заготовки (главное движение).
Метод протягивания заключается в том, что каждый зуб протяжки срезает с обрабатываемой поверхности стружку небольшой толщины. Это возможно потому, что размер каждого последующего зуба протяжки больше предыдущего. Обработанная поверхность характеризуется малой шероховатостью.
Протягивание является одним из наиболее высокопроизводительных процессов обработки деталей машин резанием, так как в работе одновременно находится большое количество зубьев инструмента. Для некоторых видов отверстий, например шлицевых, протягивание является единственным методом формообразования.
При протягивании используется сложный дорогостоящий инструмент – протяжки. Они представляют собой сложный многолезвийный инструмент с необходимым числом зубьев, формообразующих периметр обрабатываемой поверхности с рядом последовательно выступающих одно над другим лезвий в направлении, перпендикулярном направлению скорости главного движения.
По характеру обрабатываемых поверхностей протяжки делят на две основные группы: внутренние и наружные. Внутренними протяжками обрабатывают различные замкнутые поверхности, а наружными – полузамкнутые и открытые поверхности различного профиля. Протягивание наружных поверхностей в ряде случаев успешно заменяет строгание, фрезерование и даже шлифование.
Строгание применяется при обработке плоских и фасонных линейчатых поверхностей и различных канавок в условиях единичного и мелкосерийного производства.
Обработку выполняют на строгальных станках. Инструмент – строгальные резцы, конструкция которых сходна с конструкцией токарных резцов.
Процесс резания при строгании имеет прерывистый характер, и срезание стружки происходит только при встречном относительном движении резца и заготовки. Во время обратного (вспомогательного) хода резец работу не производит. Врезание резца в заготовку в начале каждого рабочего хода сопровождается ударом, за время холостого хода резец остывает, поэтому при строгании в большинстве случаев не применяются смазочно-охлаждающие жидкости. Ударные нагрузки и циклический характер нагрева существенно снижают стойкость резцов в сравнении с непрерывным резанием, поэтому строгание производят при умеренных скоростях резания. Головки и державки строгальных резцов выполняют более массивными, чем у токарных.
