Міністерство освіти і науки України

Приазовський державний технічний університет

Факультет механіко-машинобудівний

Кафедра «Металорізальні верстати та інструменти»

Затверджено:

Перший проректор ПДТУ

_________В.М. Євченко

Конспект лекцій

з навчальної дисципліни

“Теорія різання”

для бакалаврів напрямку 6.0902 "Інженерна механіка"

	Укладач доц., к.т.н. В.П. Біляковський доц., к.т.н. В. І. Іванов
Ухвалено: на засіданні кафедри ВІ «17» лютого 2010, протокол № 9 Зав. кафедри, проф., д.т.н. __________С.С.Самотугін
Погоджено: Навчально-методичною комісією факультету «22» березня_2010, протокол №10 Декан факультету проф., д.т.н. _______________В.В. Суглобов

Маріуполь, 2010 р.

УДК. 621.9

Конспект лекций по дисциплине "Теория резания" для студентов специальности 6.090203 "Металлорежущие станки и системы" дневной и заочной форм обучения. / В.П. Беляковский, В.И. Иванов. Мариуполь: ПГТУ, 2010. – 73 с.

Изложены основные понятия, относящиеся к процессу резания. Рассмотрены материалы, применяемые для изготовления режущей части инструмента и формы различных поверхностей инструмента. Изложено влияние различных факторов на процесс резания и износ режущего инструмента.

Авторы: В.П. Беляковский к.т.н., доцент

В.И. Иванов к.т.н., доцент

Ответственный за выпуск: С.С. Самотугин д.т.н., проф

Комп. набор и верстка А.В. Коншин, зав. лаб.САПР

1. Исторический обзор

Резание является одним из старейших методов обработки металлов. Уже в 18 веке в Росси применялись токарные, сверлильные и копировальные металлорежущие станки простейших конструкций. Значительно возрос парк металлорежущих станков во второй половине 19 века, главным образом в связи с развитием железнодорожного и водного транспорта. К этому же периоду относится начало исследований в области резания металлов.

Основоположником научного резания металлов является русский ученый Иван Августович Тиме – профессор С.-Петербургского Горного института, который в 1868-1869 г. провёл обширные тщательно постановленные опыты по строганию различных материалов, описанные им в книге “Сопротивление металлов и дерева резанию”, вышедший в 1870 г. И.А.Тиме впервые глубоко исследовал все важнейшие вопросы стружкообразования при обработке пластичных и хрупких материалов. Им описана механика образования стружки, составлена классификация стружек, общепринятая в настоящее время, установлено понятие об угле скалывания и показана его зависимость от переднего угла инструмента.

И.А.Тиме впервые указал на явление усадки стружки; создал схему процесса стружкообразования, учитывающую сдвиговый характер пластической деформации обрабатываемого материала. Он также дал математическое описание этого процесса, в частности вывел формулы силы резания и усадки стружки.

Теория И.А. Тиме нашла последующее развитие в работах профессора Харьковского технологического института Константина Алексеевича Зворыкина, преподавателя Михайловской артиллерийской академии капитана Брикса А.А., мастера механических мастерских С.-Петербургского политехнического института Якова Григорьевича Усачева и др.

К.А.Зворыкин в 1893 г. опубликовал работу “Усилие и работа, необходимые для отделения металлических стружек”, в которой дана аналитическая формула для определения угла сдвига с учетом условий контакта стружки с передней поверхностью. Предложена формула для расчета удельной силы резания, на основании которой он установил, что при обработке различных материалов ширина и толщина срезаемого слоя на главную составляющую силы резания влияет неодинаково.

В 1896 году вышла в свет выдающаяся монография А.А. Брикса “Резание металлов”, в которой были рассмотрены элементы механики резания металлов. Автору принадлежит уточнение и введение таких терминов, как “режущая кромка”, “передняя поверхность”, “угол резания” и другие, которые применяются и в настоящее время.

В 1914 году появляются выдающиеся исследования Я.Г.Усачева в области стружкообразования и тепловых явлений. Для исследования процесса образования стружки Усачев Я.Г. впервые применил металлографический метод, а для изучения тепловых явлений впервые использовал термопару. Металлографический (метод) анализ стружки позволил ему, в частности, разработать теорию наростообразования.

В конце 19 в. в области резания металлов начинает работать американский исследователь Ф.Тейлор. Формулы Ф.Тейлора для расчета силы и скорости резания, предназначенные для решения частных практических задач, представляли собой только статистическое описание эмпирически наполненной информации и не затрачивали физической сущности процесса резания. В своей книге “Управление предприятием” Ф.Тейлор изложил систему “научной” организации капиталистического производства, которую В.И.Ленин оценил как пытку или кунштюк. В 1913 году В.И.Ленин в статье “Научная система выжимания пота” писал ”В чем состоит «Научная система»? В том, чтобы выжимать из рабочего втрое больше труда в течение того же рабочего дня”. Усилиями И.А.Тиме, К.А.Зворокина, Я.Г.Усачева и др. была создана школа резания металлов, изучавшая коренные вопросы процесса резания и намного обогнавшая зарубежные исследования.

После Великой Октябрьской социалистической революции в нашей стране начинается новый этап в развитии науки о резании металлов, который включил три периода.