ОСНОВНОЕ СВЕДЕНИЯ О ПРОЦЕССЕ РЕЗАНИЯ

Обработка металлов резанием - это процесс срезания режущим инструментом с поверхности заготовки слоя металла (который называется припуском на обработку) для получения требуемой геометрической формы, точности размеров и шероховатости поверхностей детали.

Для осуществления процесса резания необходимо наличие нескольких относительных движений между заготовкой и режущим инструментом. Каждый станок имеет рабочие органы (шпиндели, суппорты, столы и др.), которым сообщаются движения, определяемые назначением станка и характером выполняемых видов обработки.

Движения, при которых с обрабатываемой детали срезается припуск на обработку, называют движениями резания. К ним относят главное движение и движение подачи. Движение, определяющее скорость отделения стружки, называют главным движением, а его скорость - скоростью резания.

Движение, обеспечивающее непрерывность врезания режущего лезвия инструмента в новые слои материала, называют движением подачи.

При обработке на токарных станках главным движением является вращение заготовки; а движением подачи - поступательное перемещение резца.

Рисунок 1. Движения, поверхности и элементы режима резания при токарной обработке: а – при наружном точении; б – при отрезании и подрезании торца.

Для характеристики процесса резания выделяют (рис.1.):

• обрабатываемую поверхность (А), с которой должен быть удален слой металла; обработанную поверхность (Б), полученную после снятия стружки;

• поверхность резания (В), образуемую на обрабатываемой заготовке непосредственно режущей кромкой инструмента. Поверхность резания может быть конической, цилиндрической, плоской (торцовой) и фасонной.

РЕЖИМ РЕЗАНИЯ ПРИ ТОЧЕНИИ

Элементами процесса резания являются скорость резания, подача и глубина резания. Совокупность этих величин называют режимом резания.

При точении элементы режима резания составляют (рис.1):

Скорость резания v- путь перемещения обрабатываемой поверхности заготовки в метрах относительно режущей кромки резца в минуту

, м/мин.

где D- диаметр обрабатываемой поверхности заготовки А, мм

n - число оборотов заготовки в минуту.

Подача S - величина перемещения режущей кромки резца в мм за один оборот обрабатываемой заготовки ( мм/об). Подача может быть продольной и поперечной.

Глубина резания t - величина снимаемого слоя металла в мм, измеренная между обрабатываемой А и обработанной Б поверхностями заготовки

, мм

где d -диаметр обработанной поверхности заготовки В, мм

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ О РЕЗЦАХ

Основным режущим инструментом при токарной обработке является резец. Состоит резец из двух частей (рис. 11): головки и тела (стержня). Головка является рабочей частью, несущей режущие элементы. Тело служит для закрепления резца в резцедержателе станка.

Рисунок 11. Части и элементы резца Рисунок 12. Правый (а) и левый (б) резцы (АВ – проекции

главной режущей кромки на основную плоскость)

Токарные резцы классифицируют:

1. По расположению главной режущей кромки относительно подачи (рис.12) - правые и левые. Для их различия на резец требуется положить сверху правую руку в первом случае (рис. 12,а), а во втором - левую (рис.12,б). При этом большой палец должен быть направлен в сто­рону главной режущей кромки.

2. По форме головки резцы могут быть прямые, отогнутые и оттянутые (рис.13).

3. По материалу режущей части - твердосплавные, быстрорежущие, минералокерамические, оснащённые алмазом и эльбором (КНБ - Кубический нитрид бора).

4. По способу крепления режущей части - резцы цельные, сварные, с напаянными пластинками и с механическим креплением пластинок.

5. По назначению (таб. 5) - проходные, проходные упорные, подрезные, отрезные, фасонные, резьбовые наружные и внутренние, расточные для сквозных и расточные для глухих отверстий.

6. По характеру выполняемых операций - черновые и чистовы резцы.

Рисунок 13. Форма головки резцов: Рисунок. 14. Лимб поперечной подачи: 1- риска на фланце суппорта

а – прямая; б – отогнутая; в – оттянутая 2 - лимб поперечной подачи; 3 - рукоятка винта.

Элементы резца

Основными поверхностями резца, ориентирующими его на станке, являются опорная плоскость (подошва) и одна из боковых сторон.

Рабочая часть ограничивается поверхностями: передней - по которой в процессе резания сходит стружка; главной задней - обращенной к поверхности резания; вспомогательной задней, обращенной к обработанной поверхности (рис. 11).

Пересечение передней поверхности с главной задней образуют главную режущую кромку, которая выполняет основную работу резания.

Вспомогательная режущая кромка образуется пересечением передней и вспомогательной задней поверхностей. Вспомогательных режущих кромок может быть две (например, у отрезного резца). Соответственно, вспомогательные задних поверхностей в этом случае будет тоже две.

Сопряжение главной и вспомогательной режущих кромок представляет вершину резца. Для повышения стойкости и прочности инструмента и уменьшения шероховатости обработанной поверхности её обычно выполняют закруглённой или виде прямолинейной переходной режущей кромки.

Взаимное расположение указанных поверхностей и режущих кромок, а также их ориентация относительно изделия в процессе обработки определяется при помощи ряда углов, которые в совокупности составляют геометрию инструмента.

Таблица 5. Работы выполняемые на токарном станке

№	Инструмент	Эскиз	Применение
Резцы для наружной обработки
1	Проходной прямой		Обтачивание по наружному диаметру
2	Проходной отогнутый		Обтачивание по наружному диаметру и подрезание торца
3	Проходной упорный		Обтачивание цапф, ступенчатых валиков (деталей с большим отношением длины к диаметру ( l:d>12)
4	Подрезной		Подрезка торцевых поверхностей и уступов
5	Отрезной (канавочный)		Отрезание заготовок и подрезание узких канавок
6	Фасонный		Обтачивание фасонных поверхностей
7	Резьбовой наружный		Нарезание наружных резьб различных профилей (метрического, трапецеидальных и т.д.)
Резцы для внутренней обработки
8	Расточной проходной		Растачивание сквозных отверстий
9	Расточной упорный		Растачивание глухих и ступенчатых отверстий
10	Резбовой внутренний		Нарезание внутренних резьб различных профилей
Осевой инструмент
11	Сверло спиральное		Сверление сквозных и глухих отверстий
12	Зенке		Зенкерование отверстий
13	Развертка цилиндрическая		Развертывание отверстий
14	Сверло центровое		Изготовление центровых отверстий
15	Цековка		Цекование потайных отверстий под болты
16	Зенковка		Зенкование потайных конических отверстий под винты, изготовление внутренних фасоки

Таблица 6. Применение некоторых видов инструментальных материалов

Технические условия работы		Инструментальные материалы
Обрабатываемый материал	Характер работы	Наименование	Марка
Сталь и стальное литье	Черновая обработка с тяжелыми режимами: точение и растачивание с крупными стружками и переменной нагрузкой (по корке) или с ударами	Твердый сплав титано - вольфрамовой группы	Т5К10
	Черновая и чистовая обработка с глубиной резания1,5 мм, равномерным припуском, без ударов
	Чистовая обработка
Чугун серый	Черновая обработка по корке, загрязненной неметаллическими включениями или после автогенной резки	Твердый сплав вольфрамовой группы	ВК8
	Черновая обработка с тяжелыми режимами резания: точение, растачивание и строгание с крупными стружками и переменной нагрузкой (по корке) или ударами		ВК8
	Черновая обработка без ударов и чистовая (неточная)		ВК6
	Чистовая обработка		ВК3, ВК2
Сталь, стальное литье, чугун серый	Точение, растачивание и строгание в случаях невозможности использования режущих свойств твердых сплавов. Обработка широким и профильными резцами	Быстрорежущая сталь	Р9

Устройство фрез и их технологические возможности.

1. Краткие сведения из теории.

Фрезерование осуществляется при помощи многолезвийного (многозубого) режущего инструмента, называемого фрезой. Режущие зубья могут быть расположены как на боковой поверхности, так и на торце. Каждый зуб фрезы представляет собой простейший инструмент-резец.

Процесс фрезерования по сравнению с процессом точения имеет следующие особенности:

а) в работе одновременно участвуют несколько лезвий, а поэтому фрезерование является более производительным способом обработки;

б) лезвия фрезы работают с перерывами, а корпус её большей частью обладает значительной массой. Это способствует лучшему отводу тепла от лезвий;

в) площадь среза может колебаться в широких пределах, вследствие чего силы резания имеют переменные значения.

1. Устройства фрез.

Основные части фрезы: Рабочая часть – часть фрезы, снабженная зубьями. Хвостовик служит для крепления фрез (концевых, пальцевых, шпоночных и т.д.) в шпинделе станка. Шейка соединяет рабочую часть с хвостовиком. Зуб представляет собой клин, снабженный кромками. Зуб, изготовленный отдельно, носит название вставного.

Стружечная канавка – углубление между зубьями – служит для размещения образующейся в процессе работы стружки.

Отверстие у насадок, цилиндрических, дисковых и т.п. фрез служит для их центрирования и крепления на оправке; шпоночный паз (продольный или торцовый) – для передачи фрезе крутящего момента.

2. Классификация фрез.

Фрезы классифицируются по следующим признакам:

По технологическому признаку различают фрезы для обработки следующих поверхностей:

а) плоскостей – цилиндрические, торцевые, концевые;

б) пазов, уступов, канавок – концевые, Т-образные, шпоночные, дисковые двух- и трехсторонние, прорезные, фасонные;

в) фасонных – дисковые с выпуклым и вогнутым профилем;

г) зубчатых колес и резьб – дисковые и пальцевые модульные, червячные;

д) для разрезки металла – дисковые отрезные.

По конструктивному признаку различают следующие типы:

1. По направлению зуба:

а) с прямыми;

б) с наклонными;

в) с винтовыми;

г) с разнонаправленными зубьями.

2. По конструкции зуба:

а) с остроконечными,

б) с затылованными зубьями.

3. По расположению зубьев относительно оси фрезы:

а) цилиндрические – с зубьями, расположенными на поверхности цилиндра;

б) угловые или конические – с зубьями, расположенными на конусе;

в) торцевые – с зубьями, расположенными в плоскости, перпендикулярной к оси фрезы (на торцевой поверхности);

г) фасонные – с зубьями, расположенными на поверхности тела вращения с криволинейной образующей;

д) дисковые пазовые трехсторонние – с зубьями, расположенными на цилиндрической и двух торцовых поверхностях и двухсторонние – с зубьями на цилиндрической поверхности и на одном из торцов.

4. По внутреннему устройству:

а) цельные – с зубьями, выполненными за одно целое с корпусом;

б) со вставными зубьями, корпус которых изготовлен из легированной стали, а зубья – или целиком из быстрорежущей стали, или в виде вставок с напаянными пластинами твердых сплавов, или в виде пластинок твердого сплава, закрепляемых механическим способом;

в) сборные (разборные) головки.

5. По способу крепления:

а) насадные с отверстием для насаживания на оправку;

б) концевые (хвостовые) с цилиндрическим или коническим хвостовиком.