С.Н. Григорьев, а.Г. Схиртладзе, в.А. Скрябин, в.З. Зверовщиков, и.И. Воячек, а.Н.Машков резание материалов Учебник

Рекомендован Государственным образовательным учреждением высшего профессионального образования «Московский государственный

технологический университет «СТАНКИН» в качестве учебника

для студентов высших учебных заведений по направлениям: «Технология, оборудование и автоматизация машиностроительных производств»,

«Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств»

Пенза 2012

УДК 621.91.01(07)

ББК 34.63

Р41

Р е ц е н з е н т ы:

доктор технических наук, профессор, президент НПО «ГАКС-Армсервис» С.В. Сейнов;

доктор технических наук, профессор кафедры «Технология машиностроения» МГТУ «Станкин», лауреат Ленинской премии В.А. Тимирязев

А в т о р ы:

Григорьев С. Н. (гл. 2,6), Схиртладзе А. Г. (гл. 7,8,9), Скрябин В. А. (гл. 10,13,14), Зверовщиков В. З. (гл. 1,2,12), Воячек И. И. (гл. 4,5,6), Машков А. Н. (гл. 3,11,13)

Резание материалов: учебник / С.Н. Григорьев [и др.]. – Пенза: Приволжский Дом знаний, 2012. – 356 с.

ISBN978-5-8356-

Приведены сведения о современных инструментальных материалах.

Рассмотрены физические процессы резания материалов: форма и размеры срезаемого слоя, закономерности его превращения в стружку, формирование обработанной поверхности, а также геометрические параметры инструментов в статике и движении, изнашивание режущей части и стойкостные зависимости для различных процессов обработки и условий эксплуатации инструментов.

Даны рекомендации по выбору рациональных режимов резания с учетом современного автоматизированного оборудования и перспективных инструментальных материалов.

Учебник предназначен для подготовки бакалавров по направлениям: 150900 – Технология, оборудование и автоматизация машиностроительных производств, 151900 – Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств и 151000 – Технологические машины и оборудование и будет полезным для магистров, аспирантов и специалистов машиностроительных предприятий.

УДК 621.91.01.(07)

ББК 34.63

ISBN978-5-8356-

© ГОУ ВПО «Пензенский государсвенный университет», 2012 г.

Оглавление

Оглавление 4

Введение 8

Глава 1. Современные инструментальные материалы 12

1.1 Эксплуатационные свойства инструментальных материалов 12

1.2 Характеристика и область применения инструментальных материалов 15

1.3. ЗАРУБЕЖНЫЕ МАРКИ БЫСТРОРЕЖУЩИХ СТАЛЕЙ И ТВЕРДЫХ СПЛАВОВ 31

1.4. Минералокерамические и сверхтвёрдые инструментальные материалы 41

Г л а в а 2. Элементы процесса резания и режущей части инструмента 47

2.1. Кинематические элементы и характеристики резания 47

2.2. Элементы лезвия инструмента и системы координатных плоскостей 49

2.3. Геометрические параметры инструмента 52

2.4. Элементы режима резания 67

2.5. Элементы срезаемого слоя и стружки 71

2.6. Свободное и несвободное резание 75

Г л а в а 3. Процесс образования стружки при резании 79

3.1. Пластические деформации материалов при резании 79

3.2. Классификация стружек. Методы исследования процесса стружкообразования 84

3.3. Механизм образования сливной стружки 89

3.4. Наростобразование при резании металлов 94

3.5. Усадка стружки 99

Г л а в а 4. Напряжённо-деформированное состояние материала и силы при резании 108

4.1. Напряжённо-деформированное состояние материала в зоне резания. Система сил 108

4.2. Факторы, влияющие на касательные напряжения, углы трения и сдвига 111

4.3. Силы на задней поверхности инструмента 117

4.4. Система сил, действующих на резец и заготовку 118

4.5. Факторы, влияющие на силы резания при точении 120

4.6. Расчёт сил резания при точении 127

4.7. Измерение сил резания 128

Г л а в а 5. Теплообразование и температура в зоне резания 134

5.1. Образование и распределение тепла при резании. Температура в зоне резания 134

5.2. Факторы, влияющие на температуру в зоне резания. Оптимальная температура резания 138

5.3. Экспериментальное исследование тепловых процессов при резании 142

Г л а в а 6. Износ и стойкость режущих инструментов 147

6.1. Виды и причины износа режущих инструментов 147

6.2. Износ лезвийных инструментов 149

6.3. Критерии износа и затупления режущих инструментов 154

6.4. Стойкость инструментов. Допускаемая скорость резания 158

Г л а в а 7. Влияние свойств материалов на обрабатываемость резанием 171

7.1. Характеристики и оценка обрабатываемости материалов 171

7.2. Обрабатываемость конструкционных материалов 175

7.3. Методы повышения обрабатываемости материалов 182

Г л а в а 8. Формирование геометрических и физико-механических параметров поверхности при резании 189

8.1. Понятие качества поверхностей деталей 189

8.2. Механизм образования шероховатости 190

8.3. Физико-механические свойства поверхностного слоя материала 193

8.4. Обеспечение эксплуатационных свойств поверхностей деталей при резании 196

Г л а в а 9. Процессы сверления, зенкерования и развертывания 200

9.1. Особенности процесса резания при сверлении, зенкеровании и развертывании 200

9.2. Геометрические параметры спирального сверла 202

9.3. Элементы режима и силы резания при сверлении 208

9.4. Силы резания при сверлении 211

9.4. Методика расчета режима резания при сверлении 215

9.5. Процессы зенкерования и развертывания отверстий 220

9.6. Элементы режима и силы резания при зенкеровании и развертывании 223

Г л а в а 10. Процесс фрезерования 227

10.1. Кинематические особенности процесса фрезерования 228

10.2. Геометрические элементы режущей части фрезы 229

10.3. Элементы режима резания и срезаемого слоя при фрезеровании 233

10.4. Сила резания и мощность фрезерования 235

237

Г л а в а 11. Процесс шлифования 237

11.1. Особенности процесса резания при шлифовании 237

11.2. Шлифовальные материалы 243

11.3. Элементы режима резания при шлифовании 257

Г л а в а 12. Процесс резания несвязанным шлифовальным материалом 261

12.1. Классификация и характеристики методов обработки несвязанным шлифовальным материалом 261

12. 2. Особенности процесса резания несвяэанным абразивным материалом 280

12.3. Силы и мощность резания при шпиндельной абразивной обработке 285

Г л а в а 13. Особенности обработки пластмасс резанием 308

13.1. Физические основы процесса резания пластмасс 308

13.2. Обрабатываемость пластмасс некоторыми способами лезвийной обработки 316

13.3. Особенности обработки пластмасс на отделочных операциях 335

Г л а в а 14. Оптимизация режима резания при обработке деталей 339

14.1. Графоаналитический метод оптимизации режима резания 339

14.2. Оптимизация режима резания при одноинструментальной обработке на токарном станке с ЧПУ модели 16К20Ф3С32 347

14.3 Оптимизация режима резания при торцовом фрезеровании 352

14.4. Оптимизация обработки отверстий развертками 359

Заключение 365

Список литературы 366

для заметок 373