«Обработка металлов резанием» «Сущность процесса резания»

Физическая сущность обработки металлов резанием заключается в удалении с заготовки поверхностного слоя металла в виде стружки, для того чтобы получить из заготовки деталь нужной формы, заданных размеров и обеспечить требуемое качество поверхности.Для осуществления процесса резания необходимы два движения — главное и вспомогательное, совершаемые инструментом и заготовкой (или одним из них) относительно друг друга. В различных видах обработки резанием эти движения выражаются по-разному. Например, в токарной обработке главным движением (движением резания) является вращение заготовки, а вспомогательным (движением подачи) — поступательное движение резца; при фрезеровании движение резания — это вращение фрезы, а подача осуществляется поступательным движением заготовки.Процесс резания — это скалывание частичек металла (элементов стружки) под действием силы, с которой режущая кромка резца вдавливается в срезаемый слой. Скалывание происходит в плоскости т.— т (). Угол между этой плоскостью и поверхностью резания называется углом сдвига: р1==30—40°. Внутри каждого элемента происходят межкристаллические сдвиги под углом 2=60 — 65°.Отделяемая стружка под действием давления резца деформируется: она укорачивается по длине и увеличивается по толщине. Это явление называется усадкой стружки. Внешний вид стружки зависит от механических свойств металла и условий резания. Если обрабатываются вязкие металлы (олово, медь, мягкая сталь и т.д.), то стружка представляет собой непрерывную ленту. Такая стружка называется сливной. При обработке менее вязких металлов, например твердой стали, стружка образуется из отдельных элементов, слабо связанных между собой. Она называется стружкой скалывания. Если обрабатывается хрупкий металл, например чугун или бронза, то отдельные элементы стружки надламываются и отделяются от заготовки и друг от друга, эта стружка называется стружкой надлом а. При обработке одного и того же материала тип стружки может изменяться в зависимости от скорости резания и других факторов совсем незначительная часть теплоты уходит в окружающую атмосферу. Хотя резец по сравнению со стружкой нагревается меньше, но сходящая по нему горячая стружка дополнительно нагревает его. Под влиянием температуры нагрева твердость режущего инструмента уменьшается, износ увеличивается. Это вызывает необходимость менять режущий инструмент или затачивать его и вновь устанавливать. Время непрерывной работы режущего инструмента до затупления называется стойкостью инструмента и измеряется в минутах. Стойкость режущих инструментов зависит от многих факторов и в первую очередь от материала, из которого изготовлен инструмент. Наиболее стойким будет инструмент, материал которого допускает высокую температуру нагрева без значительной потери твердости (пластинки твердого сплава, минералокерамические пластины, быстрорежущая сталь и др.)

«Общее положение о резцах»

Несмотря на большое разнообразие конструктивных форм режущих инструментов их рабочая (режущая) часть имеет общую основу — форму клина. Рассмотрим конструкцию широко применяемого при обработке металлов резанием инструмента — токарного резца. Токарный резец представляет собой призматический стержень, имеющий рабочую часть—головку. На головке резца различают переднюю поверхность, по которой стекает стружка при резании, и две задние. Одна из задних поверхностей, обращенная к обрабатываемой заготовке, называется главной задней поверхностью, а противоположная ей — вспомогательной. Линии пересечения передней и задней поверхностей называются режущими кромками. Кромка, снимающая слой металла, является главной режущей Кромкой, а вторая кромка — вспомогательной. Точка пересечения главной и вспомогательной режущих кромок образуют вершину резца.Для описания геометрии резца вводятся условные плоскости . Основная плоскость — плоскость, в которой совершается движение подачи резца. Обычно основная плоскость совпадает с опорной поверхностью резца («подошвой»). Плоскость резания — плоскость, касательная к поверхности резания (с которой снимается стружка) и проходящая через главную режущую кромку. Главная секущая плоскость — плоскость, перпендикулярная плоскости резания и главной режущей кромке. В основной плоскости резец имеет следующие углы: Главный угол в плане tp — угол, образованный главной режущей кромкой и направлением подачи. Вспомогательный угол в плане ф1 — угол между вспомогательной, кромкой и направлением подачи. Угол, при вершине е — угол между главной режущей и вспомогательной кромками. Углы ср и cpi зависят от заточки и установки резца, а угол е — Толька от заточки. В сумме эти три угла составляют 180°. Если рассечь резец главной секущей плоскостью, то в сечении будет видна клиновидная форма рабочей части резца, которая характеризуется следующими основными углами: Главный задний угол а — угол между главной задней поверхностью резца и плоскостью резания. Обычно он составляет от 6 до 12°… Передний угол у — угол между передней поверхностью (или касательной к ней) и плоскостью, перпендикулярной плоскости резания. Если передняя поверхность резца направлена вниз от режущей кромки, то передний угол считается положительным, а если вверх — отрицательным. Передний угол выбирают в зависимости от механических свойств обрабатываемого материала. Угол заострения § — угол между передней и задней поверхностями (или между касательными к этим поверхностям). Угол резания б — угол между передней поверхностью и плоскостью резания. Углы а и у образуются при заточке резца, а углы р и 6 являются производными от них: р=90°— а — у; 6=90° — у. Углы а и у зависят не только от заточки резца, но и от установки его относительно центра заготовки. При установке резца выше центра заготовки фактический задний угол Хф уменьшается, а передний — увеличивается. Если резец установить ниже центра, то соответственно задний угол увеличивается, а передний— уменьшается. Одной из характеристик геометрической формы режущей части резца является также угол наклона режущей кромки А. — угол между главной режущей кромкой и ее проекцией на основную плоскость. Рабочая часть режущих инструментов, в том числе и резцов, должна обладать высокой твердостью, высокой теплостойкостью (способностью не терять твердости при нагреве), хорошей износостойкостью (способностью сопротивляться истиранию), а также вязкостью (сопротивлением ударной нагрузке).Для изготовления резцов широко применяются быстрорежущие стали. Для инструментов, работающих на высоких скоростях, используют металлокерамические твердые сплавы (подробные сведения о материалах даны в главе «Машиностроительные материалы»).