Тема 19. Обработка резанием. Основы теории резания.

Вопросы:

1. Понятие о процессе резания. Главное движение и движение подачи.

2. Виды механической обработки резанием.

3. Элементы режима резания при точении.

4. Классификация металлорежущих станков по характеру выполняемых работ и степени автоматизации, их устройства и кинематики.

1. Процесс резания металлов изучается нау­кой, которая называется теорией резания металлов.

Теория резания металлов рассматривает: общие за­кономерности процесса образования стружки; режущий инструмент, ело геометрию и влияние геометрии инстру­ментов на процесс резания; силы, действующие на ин­струмент, и их влияние на процесс резания; теплообра­зование в процессе резания; износ инструментов и пути повышения, их стойкости и т. д.

Большинство деталей машин заданных фор­мы, размеров и точности получают путем снятия струж­ки – обработкой резанием.

Процесс резания возможен только при непрерывном относительном взаимном перемещении обрабатываемой заготовки и лезвий режущего инструмента. Заготовки и режущие инструменты приводятся во взаимосогласо­ванные движения механизмами станков.

В процессе обработки резанием различают рабочее движение двух видов: главное движение резания и дви­жение подачи.

Главное движение, имея наибольшую скорость, опре­деляет направление и скорость деформаций в материа­ле срезаемого слоя и тем самым направление схода стружки и ее форму. Поэтому скорость главного движе­ния является скоростью резания.

Движение подачи обе­спечивает проникновение лезвия инструмента в новые слои материала. Как главное движение, так и движение подачи может быть вращательным, поступательным (возвратно-поступательным), комбинацией этих двух; движений и сообщается как детали, так и инструменту.

2. В зависимости от характера выполняемых работ и вида режущего инструмента различают следующие ме­тоды обработки материалов резанием (рис.49): точение, сверление, фрезерование, строгание и шлифование.

Точение производится резцами, заготовке сообщается вращательное главное движение, а инструменту – по­ступательное движение – подача. При сверлении глав­ное (вращательное) движение и (поступательное дви­жение) подача сообщаются инструменту (сверлу).

При фрезеровании главное (вращательное) движение сооб­щается инструменту (фрезе), а (поступательное движе­ние) подача – заготовке. Резец при поперечном строга­нии совершает главное (возвратно-поступательное) движение, а заготовка (периодическое попереч­ное поступательное дви­жение) – подачу. При продольном строгании за­готовка совершает глав­ное (возвратно-поступа­тельное) движение, а ре­зец – подачу (прерыви­стое поперечное поступа­тельное движение).

При шлифовании главное движение всегда вращательное, осуществляется шлифовальным кругом. При круглом шлифовании заготовке сообщается вращательное движение (круговая подача) и одновре­менно осуществляется ее возвратно-поступательное дви­жение (продольная подача), а также радиальная подача круга (периодическое движение, перпендикулярное к оси заготовки). При плоском шлифовании круг совершает главное (вращательное) движение и периодические поперечную и радиальную подачи, а заготовка – возвратно-поступательное движение, продольную по­дачу.

Рис.49 Основные методы об­работки материалов резанием: Рис.50

а – точение; б – сверление; в – фрезерование; г, д – строгание; е, ж – шлифование

3. К элементам резания при точении относят скорость резания, подачу и глубину резания (рис.50). Совокупность этих величин называют режимом резания.

Скоростью резания v (м/мин) называется путь пере­мещения режущего лез­вия инструмента относи­тельно заготовки в на­правлении главного дви­жения в единицу време­ни. Если главное движе­ние вращательное (точе­ние), то скорость резания определяют по формуле:

где Dзаг – наибольший диаметр обрабатываемой заготовки, мм;

n – частота вращения заготовки, об/мин.

Подачей S (мм/об) называется путь точки режущего лезвия инструмента относительно заготовки в направле­нии движения подачи за один оборот.

Глубиной резания t (мм) называется расстояние ме­жду обрабатываемой и обработанной поверхностями за­готовки, измеренное перпендикулярно к последней, за один проход инструмента относительно обрабатываемой поверхности. При наружном точении глубина резания определяется как полуразность диаметров до и после обработки:

4. Металлорежущие станки, классифици­руют по системе, разработанной Экспериментальным научно-исследовательским институтом металлорежущих станков (ЭНИМС). Согласно этой системе станки по виду обработки и применяемому режущему инструменту разбиваются на 10 групп (токарные, свер­лильные, фрезерные и др.). В свою очередь, каждая группа в зависимости от важнейших признаков подраз­деляется на 10 типов: по степени универсальности (уни­версальные, специализированные и специальные); степе­ни автоматизации (полуавтоматы, автоматы); точности обработки изделий (нормальной – Н, повышенной – П, высокой – В, особо высокой – А, особо точные стан­ки – С).

Иногда в название станков включаются конструктив­ные признаки, например расположение шпиндельного вала, горизонтально-фрезерный или вертикально-фре­зерный. Кроме того, в название станков входит число наиболее важных узлов: суппортов у токарных станков и количество шпинделей у сверлильных (многошпин­дельный горизонтально-сверлильный станок).

Каждый тип станков разбит на типоразмеры. В ос­нову этого деления положен один наиболее важный для эксплуатации размер (например, для токарных станков это высота центров станка, указывающая наибольший размер детали, обрабатываемой над станиной).

Стайки нумеруют тремя или четырьмя цифрами (на­пример, 2135). Первая цифра (2) показывает группу ставка (сверлильный), вторая (1) – тип станка (верти­кально-сверлильный), третья и четвертая (35) – важ­нейший размер для эксплуатации (максимально допус­тимый диаметр сверления 35 мм). Кроме того, между цифрами и в конце их ставят буквы, которые указывают на усовершенствование и изменение основной модели станка.

Например, 2Н135А означает, что станок 2135 модер­низирован (на это указывает буква Н) и может рабо­тать в автоматическом цикле (буква А).

Станки с числовым программным управлением (ЧПУ) имеют в обозначении букву Ф и цифру после нее, указывающую на систему управления: Ф1 – с циф­ровой индикацией и преднабором координат; Ф2 – с по­зиционными системами; ФЗ – с контурными системами и т.д.