Вопросы для самоподготовки:

1. Какое металлообрабатывающее оборудование используется на заготовительных участках машиностроительных предприятий?

2. Какое металлообрабатывающее оборудование используется на механообрабатывающем производстве на машиностроительных предприятиях?

3. Что такое металлообрабатывающий станок?

4. Что такое числовое программное управление?

5. Какие существуют перспектива развития металлообрабатывающего оборудования?

Лекция №5 Инструментальное обеспечение механической обработки Теоретические вопросы

5.1. Методы получения поверхностей резанием

5.2. Конструктивные элементы режущего инструмента

5.3. Процесс образования стружки

5.1. Методы получения поверхностей резанием

Подавляющее большинство деталей машин приобретают окончательную форму и размеры только после механической обработки резанием.

Заготовка отличается от детали тем, что в тex местах детали, где при получении ее литьем, обработкой давлением, сваркой невозможно обеспечить необходимую точность размеров и качество поверхности специально оставляется слой металла называемый припуском.

Процесс снятия припуска режущим инструментом с целью получения деталей заданной формы, размеров и точности называется резанием. Металл, удаляемый в процессе резания с заготовки, подвергается пластическому деформированию и разрушению. В результате этого материал припуска, отделенный от обрабатываемой заготовки, приобретает характерную форму и называется стружкой.

Обработка конструкционных материалов резанием на металлорежущих станках - весьма распространенный производственный процесс. На большинстве машиностроительных предприятий трудоемкость обработки резанием составляет 45 — 60 % от общей трудоемкости изготовления машин. В связи с этим актуальнейшей народнохозяйственной задачей являются: с одной стороны уменьшение объема обработки резанием, с другой — совершенствование технологии резания металлов.

Методы формообразования поверхностей деталей машин.

В элементарной геометрии поверхность определяется как граница тела. Рассматривая границу тела различных деталей машин можно видеть, что она состоит, как правило, из отдельных участков, представляющих собой геометрически правильные поверхности. 

Имеется ряд классификаций поверхностей:

1) поверхности вращения;

2) плоскости;

3) контурно-сложные линейчатые поверхности;

4) винтовые поверхности;

5) пространственно-сложные поверхности.

Ряд геометрических поверхностей может быть получен как след движения образующей линии по направляющей линии. К числу таких поверхностей относятся поверхности, входящие в первые четыре группы.

1) Поверхности вращения могут быть получены перемещением образующей линии той или иной формы, расположенной в осевой плоскости, по круговой линии, которая является направляющей (рис. № 1).

2) Контурно-сложная линейчатая поверхность может быть получена при перемещении образующей линии, остающейся параллельной своему начальному положению, вдоль направляющей прямой линии (рис. № 2).

Если образующая имеет форму прямой, то при ее перемещении образуется плоскость. Кроме того, контурно-сложная линейчатая поверхность может быть получена при перемещении прямой линии (образующая) по линии имеющей ту или иную форму. При этом прямолинейная образующая должна быть перпендикулярной к плоскости, в которой расположена направляющая линия. Поверхности полученные таким образом называются цилиндрическими.

При обработке поверхностей на металлорежущих станках образующие и направляющие линии в большинстве случаев отсутствуют. Они воспроизводятся путем относительного перемещения инструмента и заготовки относительно друг друга.

Механическая обработка заготовок деталей машин реализует четыре метода формообразования поверхностей:

а) метод копирования;

б) метод следов;

в) метод касания;

г) метод обкатки.

Образование поверхностей по методу копирования (Рис, За) состоит в том, что режущая кромка инструмента соответствует форме образующей обрабатываемой поверхности детали. Направляющая линия воспроизводится вращением заготовки. Движение подачи необходимо для того, чтобы получить геометрическую поверхность определенного размера. Движение резании -формообразующее,

Образование поверхностей по методу следов (рис. № 3б) состоит в том, что образующая линия 1 является траекторией движения точки (вершины) режущей кромки инструмента, а направляющая линия 2 - траекторией движения точки заготовки. Движение резания - формообразующее.

Образование поверхностей по методу касания (рис. Зв) состоит в том, что образующей линией 1 служит режущая кромка инструмента, а направляющая линия 2 поверхности касательная к ряду геометрических вспомогательных линий

-    траекториям точек режущей кромки инструмента. Формообразующее движение

-    движение подачи.

Образование поверхностей по методу обкатки (огибания) (рис. № 3г) состоит в том, что направляющая линия 2 воспроизводится вращением заготовки. Образующая линия 1 получается как огибающая кривая к ряду последовательных положений режущей кромки инструмента относительно заготовки благодаря согласованию двух движений подачи. Скорости движения согласуют так, что за время прохождения круглым резцом расстояние L он делает один полный оборот относительно своей оси вращения.

Методы обработки металлом резанием различаются между собой конструкцией используемого режущего инструмента и характером относительных движений, совершаемых инструментом и обрабатываемой заготовкой.

Заготовку и инструмент закрепляют в рабочих органах металлорежущих станков. Кинематика станков основана на использовании механизмов, сообщающих исполнительным органам только два простейших движения -вращательное и поступательное. Сочетания и количественные соотношения этих двух движений определяют все известные виды обработки резанием. Комплекс всех движений, сообщаемых заготовке и инструменту, можно разделить на основные и вспомогательные. К основным относят движения процесса резания, а к вспомогательным - движения необходимые для подготовки и завершения обработки резанием.

Основных движений два: 

Dr - движение резания (главное движение) и 

Ds -движение подачи.

Движение резания (главное движение) - это движение, определяющее скорость деформирования материала и отделение стружки.

Движение подачи - движение, обеспечивающее врезание режущей кромки инструмента в материал заготовки.

Характер выполняемых работ, вид режущего инструмента и сочетание основных движений определяют метод обработки резанием: точение, сверление, фрезерование, строгание, шлифование, протягивание и т. д.

При точении движение резания (вращательное) сообщается заготовке, а движение подачи (поступательное) - инструменту.

При сверлении на сверлильных станках как движение резания (вращательное), так и движение подачи (поступательное) обычно сообщаются инструменту.

При фрезеровании движение резания (вращательное) сообщается инструменту, а движение подачи (поступательное) заготовке. Заготовки, предназначенные для обработки резанием при изготовлении деталей машин, имеют исходные поверхности. В процессе обработки резанием с заготовки срезается припуск. При этом срезается исходная поверхность и образуется новая.

Поверхности на заготовках, срезаемые за каждый очередной проход инструмента, принято называть обрабатываемыми поверхностями (пов.1 рис. 22).

Рис. 22. Поверхности на заготовке, образующиеся при резании

а) при точении; б) при строгании

Поверхности на заготовках, образующиеся после снятия слоя металла в результате обработки резанием, называют обработанными поверхностями(пов.2 Рис. 7).

Промежуточную поверхность, временно существующую в процессе резания между обрабатываемой и обработанной поверхностями, принято называть поверхностью резания (пов.З рис. № 7).