Rich--house.ru

Строительный журнал Rich—house.ru
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Основные методы обработки металлов резанием.

Обработка резанием, что это такое? Основные способы резания.

Для того чтобы получить деталь из заготовки обычно применяется обработка резанием.

Обработка резанием зависит от применяемого оборудования и режущего инструмента, и при этом подразделяется на такие виды: фрезерная, шлифовальная, сверлильная, строгальная, протягивание и другие.

Основные методы обработки материалов

При фрезерных операциях слой металла снимается вращающейся фрезой, закрепленной в вертикальном или горизонтальном положении в шпинделе фрезерного станка. Но так как фреза имеет только вращательное движение, то заготовка движется поступательно относительно оси шпинделя. Процесс фрезерования высокопроизводительный и широко применим. На фрезерных станках можно производить операцию сверления.

Для получения или увеличения отверстия в заготовке применяется сверление. Сверло, подобно фрезе, закрепляется в шпинделе сверлильного станка и имеет не только вращательное движение, но и поступательное. Заготовка на сверлильном станке закрепляется неподвижно. Сверление отверстий можно производить и на токарных станках, но в этом случае сверло закрепляется неподвижно, а заготовка вращается в шпинделе станка. Сверление сопровождается увеличением температуры, как режущего инструмента, так и заготовки. Поэтому при сверлении необходимо применять смазывающе-охлаждающую жидкость.

Шлифовальная обработка металла необходима для получения высокой точности размеров и повышения класса шероховатости. Шлифование производится абразивными кругами на плоскошлифовальных или кругло-шлифовальных станках. Шлифование также необходимо производить с применением СОЖ. Пример шлифовальной обработки металла – шейки коленчатых валов двигателей внутреннего сгорания и компрессоров.

Строгальные операции проводят для снятия слоя металла резцом, движущимся возвратно-поступательно относительно заготовки. В процессе строгания резец испытывает большие ударные нагрузки, что приводит к его быстрому износу и, в общем, к низкой производительности процесса. Строгание применяется, например, для формирования шпоночных пазов. Как правило, строгание малоприменимо и по возможности, заменяется фрезерованием.

Протягивание применяется для придания определенной формы и точных размеров. Протягивание – это калибровка поверхности. Режущий инструмент (протяжки) обладают высокой прочностью и износостойкостью, так как испытывают большие нагрузки. Протягивание применяется для нарезки шлицевых поверхностей, шпоночных пазов.

Черчение

Механическая обработка металлов

Большинство деталей машин изготовляется путем обработки резанием. Заготовками таких деталей служат прокат, отливки, поковки, штамповки и др.

Процесс обработки деталей резанием основан на образовании новых по­верхностей путем деформирования и последующего отделения поверхностных слоев материала с образованием стружки. Та часть металла, которая снимает­ся при обработке, называется припуском. Или, говоря иначе, припуск — это избыточный (сверх чертежного размера) слой заготовки, оставляемый для снятия режущим инструментом при операциях обработки резанием.

После снятия припуска на металлорежущих станках обрабатываемая де­таль приобретает форму и размеры, соответствующие рабочему чертежу де­тали. Для уменьшения трудоемкости и себестоимости изготовления детали, а также ради экономии металла, размер припуска должен быть минималь­ным, но в то же время достаточным для получения хорошего качества дета­ли и с необходимой шероховатостью поверхности.

В современном машиностроении имеется тенденция снижать объем обработки металлов резанием за счет повышения точности исходных за­готовок.

Основные методы обработки металлов резанием. В зависимости от ха­рактера выполняемых работ и вида режущего инструмента различают сле­дующие методы обработки металлов резанием: точение, фрезерование, сверление, зенкерование, долбление, протягивание, развертывание и др. (рис. 12).

Точение — операция обработки тел вращения, винтовых и спираль­ных поверхностей резанием при помощи резцов на станках токарной груп­пы. При точении (рис. 12.1) заготовке сообщается вращательное движение (главное движение), а режущему инструменту (резцу) — медленное посту­пательное перемещение в продольном или поперечном направлении (дви­жение подачи).

Фрезерование — высокопроизводительный и распространенный процесс обработки материалов резанием, выполняемое на фрезерных стан­ках. Главное (вращательное) движение получает фреза, а движение подачи в продольном направлении — заготовка (рис. 12.2).

Сверление — операция обработки материала резанием для получе­ния отверстия. Режущим инструментом служит сверло, совершающее вра­щательное движение (главное движение) резания и осевое перемещение по­дачи. Сверление производится на сверлильных станках (рис. 12.3).

Строгание — способ обработки резанием плоскостей или линейча­тых поверхностей. Главное движение (прямолинейное возвратно-поступательное) совершает изогнутый строгальный резец, а движение подачи (пря­молинейное, перпендикулярное главному движению, прерывистое) — заго­товка. Строгание производится на строгательных станках (рис. 12.4).

Долбление — способ обработки резцом плоскостей или фасонных поверхностей. Главное движение (прямолинейное возвратно-поступатель­ное) совершает резец, а движение подачи (прямолинейное, перпендикуляр­ное главному движению, прерывистое) — заготовка. Долбление производят на долбежных станках (рис. 12.5).

Шлифование — процесс чистовой и отделочной обработки деталей машин и инструментов посредством снятия с их поверхности тонкого слоя металла шлифовальными кругами, на поверхности которого расположены абразивные зерна.

Главное движение вращательное, которое осуществляется шлифоваль­ным кругом. При круглом шлифовании (рис. 12.6) вращается одновремен­но и заготовка. При плоском шлифовании продольная подача осуществля­ется обычно заготовкой, а поперечная подача — шлифовальным кругом или заготовкой (рис. 12.7).

Протягивание — процесс, производительность при котором в не­сколько раз больше, чем при строгании и даже фрезеровании. Главное дви­жение прямолинейное и реже вращательное (рис. 12.8).

Основные методы обработки резанием

Основы обработки металлов резанием

Сущность технологии изготовления деталей машин состоит в последовательном использовании различных технологических способов воздействия на обрабатываемую заготовку для придания ей необходимой формы и размеров с указанной точностью. Одним из таких способов является механическая обработка заготовок резанием, осуществляемая на металлорежущих станках. Обработка резанием заключается в проникновении лезвия инструмента с режущей кромкой в материал заготовки с последующим отделением определенного слоя материала в виде стружки . Лезвие инструмента представляет собой клинообразный элемент . На рабочей части инструмента может располагаться одно или заданное число лезвий (клиньев) определенной формы. Режущий инструмент с заданным числом (1, 2, 3 и т.д.) лезвий установленной формы называют лезвийным инструментом, а обработку таким инструментом – лезвийной обработкой. Слой материала заготовки, деформированный и отделенный в результате обработки резанием, называется стружкой. Обработка резанием заключается в срезании с обрабатываемой заготовки некоторой массы металла, специально оставленной на обработку и называемой припуском. Припуск может удаляться одновременно с нескольких поверхностей заготовки или последовательно друг за другом с каждой обрабатываемой поверхности. После срезания с заготовки всего припуска, оставленного на обработку, исходная заготовка прекращает свое существование и превращается в готовую деталь. Срезанная с заготовки стружка является побочным продуктом – отходом обработки материалов резанием. Пластическое деформирование и разрушение материала припуска с превращением его в стружку протекает при резании в специфических условиях, справедливых только для обработки материалов резанием. Таким образом, характерным признаком обработки резанием является стружка. Все способы и виды обработки, основанные на срезании припуска и превращении материала в стружку, составляют разновидности, определяемые единым термином резание материалов и подчиняющиеся общим закономерностям. Способы разделения материалов на части, при которых стружка не образуется, например разрезка ножницами, к обработке резанием не относятся. Условия деформирвания обрабатываемого материала и образования новых поверхностей при разрезке ножницами не подчиняются закономерностям теории резания материалов.

Основные методы обработки резанием

Точение(рис. 21.2,а). Главным движением со скоростьюVв этом случае является вращение заготовки2вокруг оси, а движением подачи — поступательное перемещение инструмента1относительно заготовки (вдоль ее оси, перпендикулярно или под углом к ней).

Рис. 21.2. Схемы основных методов обработки резанием

Точением обрабаты­вают преимущественно поверхности вращения на токарных, карусель­ных, револьверных, расточных станках, токарных автоматах и полуав­томатах. Оно применяется для обработки цилиндрических, конических и фасонных внешних и внутренних поверхностей, торцовых поверхностей, а также для нарезания резьб.

Сверление(рис. 21.2,б). При обработке отверстий на сверлильных станках главным движением является вращение инструмента1, а дви­жением подачи — перемещение инструмента вдоль своей оси. Так обра­батывают отверстия в сплошном материале2или увеличивают размеры имеющихся отверстий. Сверлить можно также на токарных, револьверных, расточных, фрезерных станках, токарных автоматах и др. При сверле­нии отверстий на станках токарной группы главным движением явля­ется вращение заготовки, а движением подачи— перемещение сверла вдоль оси. Чтобы получить более точные отверстия, после сверления их необходимо зенкеровать, растачивать или развертывать.

Фрезерование(рис. 21.2,в). При фрезеровании главным движением является вращение инструмента1, а движением подачи — поступательное перемещение заготовки2или фрезы. Применяя различные фрезы и фрезерные станки, можно обрабатывать разные поверхности и их комбинации: плоскости, криволинейные поверхности, уступы, пазы и др.

Строгание(рис. 21.2,г). Главным движением при строгании явля­ется возвратно-поступательное перемещение резца1у поперечно-строгальных станков или заготовки2в продольно-строгальных. Движением подачи является периодическое перемещение заготовки или резца. Чаще всего строгание используют для обработки плоскостей.

Протягивание(рис. 21.2,д) осуществляют с помощью специальною инструмента — протяжки1,имеющей на рабочей части зубья, высота которых равномерно увеличивается вдоль протяжки. Главным движение» является продольное перемещение инструмента, движение подачи отсутствует. Протягивание — производительный метод обработки, обеспечивающий высокую точность и малую шероховатость обработанной по­верхности заготовки2.

Шлифование(рис. 21.2,е, ж).При шлифовании главным движением является вращение шлифовального круга1.Движение подачи обычно комбинированное и слагается из нескольких движений. Например, при круглом внешнем шлифовании — это вращение заготовки2,продольном — перемещение ее относительно шлифовального круга и периодическое перемещение шлифовального круга относительно заготовки.

Шлифованием пользуются для окончательной обработки поверхнос­тей деталей. Чаще всего применяют следующие его методы: 1) круглое внешнее шлифование (рис. 21.2, е) для обработки внешних поверхностей вращения; б) круглое внутреннее шлифование — для обработки отверстий; в) плоское шлифование (рис. 21. 2,ж) для обработки плоскостей.

Методы обработки металлов резанием

Из всех процессов формообразования металлов обработка резанием характеризуется наибольшим разнообразием технологических условий обработки. Почти все металлы и сплавы подвергаются обработке резанием: твердые или мягкие, литейные или пластически-деформируемые, вязкие или хрупкие, с высокой или низкой температурой плавления. Почти все детали сложной формы, обычно применяющиеся в мировой инженерной практике, изготовляются путем механической обработки. Режущими инструментами могут быть получены разнообразные изделия — от деталей часовых механизмов до сосудов высокого давления диаметром свыше 3 м. Существует большое разнообразие методов обработки металлов резанием, осуществляемых как с очень высокими скоростями резания, вплоть до 600 м/мин, так и с низкими скоростями, равными всего нескольким сантиметрам в минуту; причем при таких скоростях обработка может длиться несколько часов или занимать доли секунды.

Довольно сложно учитывать большое разнообразие условий механической обработки. Поэтому в данной книге рассматриваются только наиболее существенные технологические условия и даются определения основных терминов при кратком описании некоторых наиболее важных методов механической обработки и их отличительных признаков.

Продольное точение

Этот основной метод механической обработки является одним из наиболее широко применяемых при проведении экспериментальных работ по исследованию процесса резания металлов. Заготовка, закрепленная в патроне токарного станка, приводится во вращательное движение. Резед, жестко закрепленный в резцедержателе, перемещается с постоянной скоростью вдоль оси заготовки, срезая тонкий слой металла для образования цилиндрической поверхности или поверхности более сложной формы (рис. 2.1).

Скорость резания v — скорость, с которой режущая кромка резца перемещается относительно поверхности резания, обычно выражается в м/мин. Подача f — путь, проходимый инструментом вдоль оси заготовки за каждый ее оборот (рис. 2.1, б). Глубина резания w — толщина срезаемого слоя металла, измеренная в радиальном направлении (рис. 2.1, б и в). Произведение этих трех величин определяет скорость съема объема металла — параметр для определения эффективности процесса резания, vfw — скорость съема металла.

Скорость резания и подача — два наиболее важных параметра, регулируемых оператором с целью достижения оптимальных условий резания. Глубина резания в основном определяется первоначальными размерами заготовки и требуемыми размерами изделия. Скорость резания обычно бывает от 3 до 200 м/мин, но в исключительных случаях может достигать 3000 м/мин. Минимальное значение подачи может составлять 0,0125 мм/об, тогда как для очень тяжелых режимов резания — 2,5 мм/об. Глубина резания может меняться от нуля до 25 мм и более. Возможные скорости съема металла могут превышать 1600 см3/мин, однако это встречается редко, и под высокой скоростью съема на практике обычно понимают скорости от 80 до 160 см3/мин.

30°, однако большая прочность резцов с меньшими передними углами обусловила во многих случаях применение инструментов с нулевыми или отрицательными передними углами (рис. 2.2, г). Когда отрицательный передний угол а составляет 5 или 6°, угол заострения между передней и задней поверхностями может быть равным 90°, что создает определенные преимущества.

Резец ограничивается вспомогательной задней поверхностью (рис. 2.2, а), наклоненной под тем же углом, чтобы избежать трения об обработанную поверхность. Вершина резца образуется в месте пересечения трех поверхностей. Она может быть острой, но более часто закруглена по радиусу между двумя задними поверхностями.

Это очень упрощенное описание геометрических параметров одного типа токарных резцов поможет читателю, не имеющему практического опыта, понимать термины, принятые в последующем изложении материала. Имеется большое количество типов резцов разнообразной формы, полная терминология и детальное описание которых очень сложны. Трудно представить работу многих типов резцов без фактического наблюдения за их работой и применения их на практике. Характеристики режущих инструментов в значительной степени определяются точностью выполнения их формы. В большинстве случаев можно назвать определяющие параметры, которые должны быть точно соблюдены для обеспечения эффективного резания. Такими параметрами могут быть, например, задний угол, радиус вершины и ее сопряжение со смежными поверхностями или качество заточки режущей кромки. Трудно переоценить важность соблюдения точности при изготовлении режущего инструмента независимо от того, происходит ли это в инструментальном цехе потребителя или на заводе-изготовителе режущего инструмента. Это та область, где очень высокая квалификация все еще имеет большое значение.

Читать еще:  Влияние легирующих элементов на структуру и свойства сталей

На основании детального рассмотрения продольного точения остальные методы механической обработки рассматриваются кратко с указанием отличия и сходства их параметров.

Растачивание

По существу, условия растачивания внутренних поверхностей незначительно отличаются от условий точения, однако этот метод обработки показывает, какое важное значение при механической обработке имеет жесткость, особенно когда при растачивании цилиндра на большую глубину борштанга, на которой закреплен инструмент, имеет большое отношение длины к ее поперечному размеру и не может быть выполнена такой же жесткой, как резец большого сечения, применяющийся при большинстве видов токарной обработки. Под действием сил резания резец значительно отгибается и вибрирует. Возникающие вибрации могут оказывать влияние не только на размеры обработанной поверхности и ее шероховатость, но также и на стойкость режущего инструмента.

При сверлении, проводимом на токарном или сверлильном станке, наиболее часто применяется обычное спиральное сверло. Режущая часть спирального сверла имеет две режущие кромки. Передние поверхности сверла образованы частью поверхности каждой винтовой канавки (рис. 2.3); передний угол определяется углом наклона винтовой канавки сверла. Стружка сходит по винтовой канавке, тогда как поверхности на конусе должны быть заточены под оптимальным углом для образования задней поверхности.

Существенной особенностью процесса сверления является переменная скорость резания вдоль режущей кромки. Скорость максимальна на периферии у цилиндрической поверхности и приближается к нулю на сердцевине сверла, на перемычке (см. рис. 2.3), где режущая кромка имеет форму зубила и ее воздействие уже не равнозначно воздействию режущего инструмента. Переменная скорость вдоль режущей кромки является причиной многих характерных особенностей, свойственных этой операции.

Поперечное точение

При точении, растачивании, сверлении обрабатываются цилиндрические поверхности или поверхности вращения более сложного профиля. Поперечное обтачивание (подрезка торца), проводимое также на токарном станке, служит для образования плоской поверхности, перпендикулярной оси вращения, за счет подачи инструмента от периферии к центру или от центра к периферии. При поперечном обтачивании глубина резания измеряется в направлении, параллельном оси заготовки, а подача — в радиальном направлении. Характерной особенностью этого метода обработки является постоянное изменение скорости резания, достигающей нуля в центре заготовки.

Обработка фасонных поверхностей и отрезка

Поверхности тел вращения сложной формы могут быть обработаны при точении, однако некоторые фасонные поверхности наиболее эффективно могут быть получены при помощи инструмента, форма режущей кромки которого соответствует требуемому профилю. Подача такого инструмента относительно наружной поверхности заготовки осуществляется в радиальном направлении. Инструмент часто имеет режущую кромку большой протяженности. Ta часть режущей кромки, которая касается заготовки вначале, участвует в резании большую часть времени, обрабатывая наиболее глубокую часть профиля, тогда как остальная ее часть участвует в резании только в течение короткого периода цикла обработки. Силы резания при значительной длине режущей кромки могут достигать больших величин, тогда как подачи, как правило, невелики.

При изготовлении многих коротких деталей, например, таких, как корпус свечи зажигания, окончательной операцией является отрезка, осуществляемая узким резцом, подаваемым от периферии к центру или к центровому отверстию. Чтобы избежать излишнего расхода материала, инструмент должен быть узким. Такой инструмент, имеющий большое отношение длины к ширине, не должен быть дополнительно ослаблен большими вспомогательными задними углами. С отрезными резцами и резцами для обработки фасонных поверхностей связаны определенные трудности, вызванные небольшой величиной заднего угла, что приводит к быстрому местному износу.

Фрезерование

Фрезерованием обрабатываются как канавки, так и плоские поверхности, например плоскости блока цилиндров автомобиля. При этом методе обработки резание осуществляется за счет вращения инструмента и подачи заготовки, закрепленной на столе станка (рис. 2.4). Для осуществления разнообразных видов фрезерования применяется очень большое количество фрез разного типа. Наиболее часто применяются фрезы с числом зубьев (режущих кромок) от трех до ста и более, однако возможно применение однозубых фрез. Образование новой поверхности осуществляется по мере того, как каждый зуб срезает дугообразный сегмент, толщина которого определяется подачей и характеризует нагрузку на зуб. Обычно подачи бывают небольшими, редко превышают 0,25 мм/зуб (и часто доходят до 0,025 мм/зуб), однако благодаря большому числу зубьев скорость съема металла высокая.

Важной особенностью всех фрезерных операций является прерывистое действие каждой режущей кромки. Каждый зуб производит резание на дуге, меньшей половины оборота фрезы. Во время контакта с заготовкой каждая режущая кромка подвергается периодическому динамическому воздействию, приводится в напряженное состояние и нагревается, после чего следует период разгрузки и охлаждения. Время резания составляет долю секунды и повторяется несколько раз в секунду, приводя как к термической, так и механической усталости инструмента. Конструкция фрез, как правило, определяется необходимостью удаления стружки, чтобы она не затрудняла процесс резания.

Фрезерование также применяется для обработки фасонных поверхностей (например, полости штампа, обрабатываемые торцовыми фрезами).

Поперечное и продольное строгание

Существует два способа получения плоских поверхностей, которые могут быть использованы также для обработки канавок и пазов. При поперечном строгании инструмент совершает возвратно-поступательные движения и резание происходит при ходе инструмента вперед по всей длине обрабатываемой поверхности. Обратный ход совершается с поднятым инструментом, чтобы избежать повреждения инструмента или детали. Следующий ход совершается после перемещения заготовки на величину подачи в вертикальном или горизонтальном положении. Продольное строгание аналогично поперечному, однако инструмент закреплен неподвижно, а резание производится за счет перемещения заготовки. Возвратно-поступательные перемещения, включающие периодический реверс больших масс, обусловливают низкие скорости резания, однако относительно высокие скорости съема металла достигаются за счет большой подачи. Прерывистое резание создает тяжелую ударную нагрузку на режущую кромку при каждом ходе. Время обработки между подачами больше, чем при фрезеровании, но меньше, чем при большинстве токарных операций.

Описанные методы обработки являются одними из наиболее важных среди большого числа методов формообразования машиностроительных деталей. Некоторые методы обработки, такие, как отрезка, опиловка или нарезание резьбы, широко известны, тогда как протягивание, развертывание или нарезание зубчатых колес червячной фрезой — сфера деятельности специалиста. Каждый из этих методов обработки имеет индивидуальные характерные черты и проблемы наряду с общими особенностями, присущими всем методам обработки.

Еще одним переменным фактором, о котором следует упомянуть на данной стадии рассмотрения, является среда, окружающая зону резания. Резание часто проводится всухую, но при многих операциях для повышения эффективности резания применяется среда для охлаждения инструмента или заготовки, оказывающая также и смазочное действие. В качестве смазочноохлаждающих жидкостей часто применяются масляные эмульсии или минеральные масла, однако может применяться также и газ, например СО2.

Цель настоящего рассмотрения процесса резания заключается в том, чтобы обратить внимание читателя на следующую особенность, которую необходимо иметь в виду при чтении следующих глав. Несмотря на сложность и разнообразие существующих методов механической обработки, рассмотрены только наиболее важные особенности, свойственные всем методам обработки металлов резанием. Приведенный ниже анализ базируется в силу необходимости на изучении ограниченного числа операций механической обработки, в основном простейших, таких, как точение непрерывных поверхностей, и на исследовании ограниченного числа обрабатываемых материалов. Результаты этого анализа должны быть восприняты критически, так как для реальных условий машиностроительных заводов может быть дано сравнительно мало универсальных рекомендаций. При рассмотрении любой проблемы по резанию металлов первым вопросам должен быть вопрос о том, что представляет собой та или иная операция механической обработки и каковы характерные особенности, являющиеся определяющими для данной операции.

Pereosnastka.ru

Обработка дерева и металла

Существуют различные методы обработки металлов резанием.

В зависимости от назначения детали заготовками могут служить отливки, поковки, штамповки, сортовой прокат, сварные образцы, пластмассы и пр.

Заготовки, как правило, содержат припуск, который представляет собой лишний металл, подлежащий удалению.

Обработка заготовок производится на металлорежущих станках режущими инструментами при строго определенных движениях станка. Одно из этих движений является главным, остальные движения — движения подачи.

Главное движение происходит при затрате значительной мощности электродвигателя станка (до 98%) и характеризуется скоростью резания.

Скоростью резания называется величина перемещения режущей кромки относительно обрабатываемой поверхности в единицу времени. Скорость резания измеряется в метрах в минуту. Исключение составляет скорость резания шлифовальным кругом, выражаемая в метрах в секунду.

Скорость резания всегда является скоростью главного движения. Она вычисляется по наибольшему диаметру или принимается равной средней скорости в случае неравномерного движения. Подача представляет собой движение, необходимое для процесса снятия стружек.

Скорость резания обозначается буквой v, движение подачи — буквой s.

Точение. Точение или обточка производится резцом на станках токарной группы. Заготовка, закрепленная на станке, получает главное (вращательное) движение, а резец в направлении, параллельном оси детали, совершает продольную подачу.

Строгание. Строгание производится на поперечно-строгальных станках резцом; главное движение (прямолинейное возвратно-поступательное) осуществляет изогнутый строгальный резец, а движение подачи (прямолинейное, перпендикулярное главному движению, прерывистое) совершает заготовка.

Главное движение — движение резца — осуществляется при Движении вперед (рабочий ход) со скоростью vp, при обратном Движении (холостой ход) — со скоростью vx.

Долбление. Долбление осуществляют на долбежных станках; главное движение (прямолинейное возвратно-поступательное) совершает долбежный резец, а движение подачи (прямолинейное, перпендикулярное главному движению, рерывистое) совершает заготовка.

Рис. 1. Основные виды обработки металлов резанием

Сверление. Сверление производится на сверлильных станках; главное движение (вращательное) и движение подачи в осевом направлении осуществляет сверло.

Фрезерование. Фрезерование производится на горизонтально-фрезерных станках. Здесь главное (вращательное) движение получает фреза; движение подачи в продольном направлении совершает заготовка.

Зубофрезерование. Зубофрезерование осуществляют на зубофрезерных станках; главное (вращательное) движение совершает червячная фреза; круговую подачу sK получает заготовка, а вертикальную подачу se — червячная фреза.

Шлифование. Шлифование производится на плоскошлифовальных станках; главное (вращательное) движение получает шлифовальный круг; продольную подачу (возвратно-поступательное движение) и поперечную прерывистую подачу совершает заготовка, вертикальную прерывистую подачу (установка на глубину резания t) осуществляет шлифовальный круг.

На рис. 1 показана обработка деталей на круглошлифовальных станках; главное (вращательное) движение совершает шлифовальный круг; продольная подача (возвратно-поступа-тельное движение) и круговая подача осуществляются заготовкой, поперечную прерывистую подачу (установка на глубину резания t) осуществляет шлифовальный круг.

Основные понятия о процессе резания

Резец, его части, элементы и углы.

На заготовке различают поверхности:
а) обрабатываемую, б) обработанную, т. е. полученную после обработки, и в) поверхность резания, образуемую на заготовке главной режущей кромкой резца.

Для определения углов резца стандартом установлены исходные плоскости: основная и плоскость резания.

Основной плоскостью является плоскость, параллельная продольной и поперечной подачам. У токарных резцов за основную плоскость принимают опорную поверхность резца, след этой плоскости дан под цифрой.

Главные углы резца измеряются з главной секущей плоскости.

Главный задний угол а — угол между плоскостью резания и главной задней поверхностью.

Передний угол К—угол между плоскостью, перпендикулярной плоскости резания, и его передней поверхностью.

Рис. 2. Токарный резец:
а — части и элементы резца; б — поверхности на обрабатываемой детали; основная плоскость и плоскость резания; в — углы резца

Угол заострения Р — угол между передней поверхностью и главной задней поверхностью.

Угол резания 8 — угол между плоскостью резания и передней поверхностью.

Угол при вершине резца е — угол между проекциями главной и вспомогательной режущих кромок на основную плоскость.

Главный угол в плане ф — угол между проекцией главной режущей кромки на основную плоскость и направлением подачи.

Вспомогательный угол в плане Ф — угол между проекцией вспомогательной режущей кромки на основную плоскость и направлением подачи.

Вспомогательный задний угол ос (измеряется во вспомогательной секущей плоскости) — это угол между вспомогательной задней поверхностью и вертикальной плоскостью, проходящей через вспомогательную режущую кромку и перпендикулярной к основной плоскости; след этой вертикальной плоскости дан под цифрой.

Элементы резания. Элементами резания являются: глубина резания, подача, толщина и ширина срезаемого слоя.

Глубиной резания называется расстояние между обрабатываемой и обработанной поверхностями, измеренное перпендикулярно к последней. Глубина резания измеряется в миллиметрах и обозначается буквой t. Подача s рассмотрена выше.

Поперечное сечение срезаемого слоя характеризуется не только глубиной резания t и подачей s, но и физическими параметрами: толщиной а и шириной в.

Толщиной срезаемого слоя называется расстояние, измеряемое в направлении, перпендикулярном к ширине срезаемого слоя, между двумя последовательными положениями поверхности резания за один оборот или. один проход изделия или инструмента. Толщина стружки измеряется в миллиметрах и обозначается буквой а.

Шириной срезаемого слоя называется расстояние между обрабатываемой и обработанной поверхностями, измеренное по поверхности резания. Ширина срезаемого слоя обозначается буквой b и измеряется в миллиметрах.

Номинальное сечение срезаемого слоя измеряется в плоскости, перпендикулярной к направлению скорости резания.

Площадь действительного сечения срезаемого слоя ограничена контуром АБСЕ (она составляет около 98% площади ABCD ). Высота Н остаточного сечения в значительной мере определяет чистоту обработанной поверхности.

Процесс образования стружки научно обосновал русский ученый профессор И. А. Тиме. Он нашел, что при движении резца с приложением силы Р образуется стружка, состоящая из последовательного ряда элементов. Каждый элемент стружки образуется за счет первоначального смятия частиц, последующей деформации в пределах угла действия р 0 и, наконец, скалывания по плоскости скалывания АВ.

Рис. 3. Элементы резания:
s — подача (в мм/об); t — глубина резания (в мм); а — толщина стружки (в мм); в — ширина стружки (в мм)

Читать еще:  Расчёт сопротивления проводника. Удельное сопротивление

Однако чем меньше угол 5, тем меньше деформация в пределах угла действия 30, тем меньше сила резания Р.

Тиме нашел, что срезаемая стружка бывает сливной (при обработке вязких металлов с малыми подачами s и большими скоростями у), стружкой скалывания (при обработке более твердых металлов с большими подачами s и малыми скоростями и), надлома (при обработке хрупких материалов — чугун, бронза). Тиме установил, что срезаемая стружка значительно изменяет свою форму — увеличивается по толщине и укорачивается по длине; это явление он назвал усадкой стружки.

Рис. 4. Процесс образования стружки:
а — по данным профессора И. А. Тиме; б— по данным исследователя Я. Г. Усачева; в — явление наклепа при резании; г — явление нароста при резании

Талантливый механик Я. Г. Усачев развил дальше учение о резании металлов и нашел, что в пределах угла действия 30 имеет место деформация сдвига частиц стружки по плоскости сдвига АС, образующей угол до 30° с плоскостью, скалывания, а пределом этих сдвигов является плоскость скалывания АВ.

Наклеп и нарост на резце. При обработке резанием впереди плоскости скалывания АВ, на длине I, и под обработанной поверхностью, на глубине h, имеет место нарушение исходной структуры и состояния металла — явление наклепа. Наклеп повышает твердость детали примерно в 1,5 раза, вследствие чего резец фактически режет более твердый материал.

Я. Г. Усачев впервые заметил и правильно объяснил явление нароста. Он установил, что на передней грани резца образуется с’Лой металла другого строения, что можно рассматривать как застой металла. Под действием силы трения между стружкой и резцом нарост периодически срывается и удаляется со стружкой, но затем образуется вновь.

Опыты показывают, что при наросте обработанная поверхность становится неровной, с зазубринами. Однако наличие нароста снижает угол резания с 5 i до 52, что способствует уменьшению силы резания Р.

Профессор И. М. Беспрозванный на основании своих опытов нашел, что при скоростях резания у — 80— 100 м/мин и выше наклеп детали и нарост на резце исчезают.

Теплота при резании.

Я. Г. Усачев при проведении исследований установил, что при обработке резанием возникает тепло от сдвигов частиц по плоскости Л С и от скалывания элементов стружки по плоскости АВ, от трения стружки о переднюю поверхность и детали о заднюю поверхность резца, а также от деформаций, порождающих наклеп детали.

Часть возникшей при обработке резанием теплоты уносится стружкой (до 80%), часть уходит в окружающую среду, часть отводится телом резца и деталью, и последняя часть теплоты скапливается »а вершине резца и повышает его температуру.

Охлаждение. Охлаждение применяют для отвода тепла от обрабатываемой детали и режущей кромки инструмента, что предохраняет ее от преждевременного износа.

Применение охлаждения при обработке стали и других вязких материалов позволяет увеличить скорость резания на 25—40%. Наиболее употребительными смазочно-охлаждающими жидкостями являются: эмульсия (раствор соды, зеленого мыла и минерального масла в воде), содовый раствор, растительное масло, сульфофрезолы, керосин и др.

Расход эмульсии должен быть 10—12 л/мин, а сульфофрезола 3—4 л/мин.

Рис. 5. Силы, действующие на резец в процессе резания:

Опыты показывают, что с увеличением подачи s и глубины резания t в обоих случаях увеличивается сила резания Pz, а следовательно, соответственно увеличиваются Рх и Р.

Износ резцов. Трение сбегающей стружки о переднюю поверхность и поверхности резания о заднюю поверхность является причиной износа режущих инструментов.

При малой скорости резания износ происходит медленнее, чем при большой скорости, когда образуется много тепла. На износ влияют материалы детали и резца и величина давления, возникающего от трения.

При обдирочных работах изнашивается главным образом передняя поверхность инструмента. При чистовых работах наиболее сильно изнашивается задняя поверхность; износ ее допускается: для проходных резцов — до 2 мм, для фрез — до 3 мм, для сверл — до 1,2 мм.

Скорость резания и стойкость резцов. Скорость резания выбирается по таблицам, составленным на основании опытных данных для разных условий работы. Эти таблицы приводятся в разных справочниках. Чем больше подача s и глубина резания t, тем меньше скорость резания.

Скорость резания зависит также от выбранной стойкости резца. Стойкость резца есть (время (Т мин.) его непрерывной работы при заданном режиме резания. Опыты показывают, что незначительное увеличение скорости резания вызывает резкое снижение стойкости резцов.

Новаторы производства и советские ученые создали новые методы резания: с высокими скоростями, но малыми подачами и с большими подачами, но с более низкими скоростями. Все это резко повысило производительность труда на наших предприятиях.

Мощность резания. Мощность резания есть мощность, расходуемая на резание. Она зависит от величины силы резания Рг и величины скорости резания v — чем они больше, тем больше мощность резания. Работа с высокими скоростями резания требует установки более быстроходных и более мощных станков.

Основные методы обработки металлов резанием.

Основные методы обработки металлов резанием.

Классификация видов резания.

Основные методы обработки металлов резанием.

Для обработки резанием инструментом с определенной и неопределенной геометрией (в соответствии с нормами ДИН 8589) представлены следующие определения.

Технологические способы обработки со снятием стружки инструментом с определенной геометрией:

точение — это обработка с замкнутым (чаще всего кругообразным) движением резания и любым движением подачи в одной из плоскостей, перпендикулярных к направлению движения резания; ось, вокруг которой производится круговое движение резания, сохраняет свое положение относительно заготовки при различных направлениях движения подачи;

сверление — это обработка с замкнутым кругообразным движением резания, причем инструмент может совершать движение подачи только в направлении оси вращения; ось, вокруг которой производится движение резания, сохраняет свое положение относительно инструмента и заготовки независимо от направления движения подачи;

фрезерование — это обработка инструментом, которому сообщается вращательное движение резания и различные движения подачи; ось вращения движения резания сохраняет свое положение относительно инструмента независимо от направления движения подачи;

строгание и долбление — это обработка с повторяющимися, чаще прямолинейными движениями резания и движением подачи в направлении, перпендикулярном направлению резания;

протягивание — это обработка многозубым инструментом с прямолинейным, винтообразным или круговым движением резания; движение подачи реализуется за счет подъема (расположения уступами) режущих зубьев инструмента;

опиливание — это обработка с повторяющимся прямолинейным или круговым движением резания инструментом, имеющим зубья малой высоты, тесно следующие один за другим; характерна малая толщина стружки.

Технологические способы обработки резанием инструментами с неопределенной геометрией резания:

шлифование — это обработка инструментом, имеющим множество режущих кромок, геометрическая неопределенность режущей части которых образуется большим числом зерен из природных или синтетических шлифовальных материалов; обработка проводится с высокой скоростью резания, снятие материала происходит часто при непостоянном соприкосновении между заготовкой и шлифовальным зерном;

хонингование — это обработка инструментом, имеющим много режущих кромок, геометрическая неопределенность режущей части которых образуется большим числом зерен из природных или синтетических шлифовальных материалов; снятие материала происходит при постоянном контакте между заготовкой и шлифовальным зерном;

притирка (доводка, полирование) — это обработка свободным зерном, находящимся в жидкости или пасте (притирочная смесь) перемещающимся относительно заготовки с помощью притира, форма рабочей поверхности которого обычно аналогична форме обрабатываемой поверхности, по возможно нерегулярной траектории

Из всех процессов формообразования металлов обработка резанием характеризуется наибольшим разнообразием технологических условий обработки.

Режущими инструментами могут быть получены разнообразные изделия – от деталей часовых механизмов до сосудов высокого давления диаметром свыше 3 м. Существует большое разнообразие методов обработки металлов резанием, осуществляемых как с очень высокими скоростями резания, вплоть до 600 м/мин, так и с низкими скоростями, равными всего нескольким сантиметрам в минуту; причем при таких скоростях обработка может длиться несколько часов или занимать доли секунды.

1. Продольное точение

Точение является основным способом обработки поверхностей тел вращения. Процесс резания осуществляется на токарных станках при вращении обрабатываемой заготовки (главное движение) и перемещении резца (движение подачи).

При продольном точении резец, жестко закрепленный в резцедержателе, перемещается с постоянной скоростью вдоль оси заготовки, срезая тонкий слой металла для образования цилиндрической поверхности или поверхности более сложной формы.

Этот основной метод механической обработки является одним из наиболее широко применяемых при проведении экспериментальных работ по исследованию процесса резания металлов.

Раста́чивание — процесс механической обработки внутренних поверхностей отверстия расточными резцами в заданный размер. В основном осуществляется на токарных, расточных и других группах металлорежущих станков. Растачивание является одной из самых сложных операций в металлообработке. Диаметр обрабатываемого отверстия может составлять от нескольких миллиметров (Токарно-винторезный станок) до нескольких метров (Токарно-карусельный станок). Также растачивание предусматривает всевозможные технологические выемки, фаски, канавки, заточку под разными углами и пр.

По существу, условия растачивания внутренних поверхностей незначительно отличаются от условий точения, однако при этом методе обработки особое значение имеет жесткость инструмента. Если при растачивании цилиндра на большую глубину борштанга, на которой закреплен инструмент, имеет большое отношение длины к ее поперечному размеру, она не может быть выполнена такой же жесткой, как резец большого сечения, применяющийся при большинстве видов токарной обработки. Под действием сил резания резец значительно отгибается и вибрирует. Возникающие вибрации могут сказываться не только на размерах обработанной поверхности и ее шероховатости, но и на стойкости режущего инструмента.

Сверление является основным способом получения глухих и сквозных цилиндрических отверстий в сплошном материале заготовки.

В качестве инструмента при сверлении используется сверло, имеющее две главные режущие кромки.

Для сверления используются сверлильные и токарные станки.

На сверлильных станках сверло совершает вращательное (главное) движение и продольное (движение подачи) вдоль оси отверстия, заготовка неподвижна.

При работе на токарных станках вращательное (главное движение) совершает обрабатываемая деталь, а поступательное движение вдоль оси отверстия (движение подачи) совершает сверло.

Диаметр просверленного отверстия можно увеличить сверлом большего диаметра. Такие операции называются рассверливанием.

Существенной особенностью процесса сверления является переменная скорость резания вдоль режущей кромки. Скорость максимальна на периферии у цилиндрической поверхности и приближается к нулю на сердцевине сверла. Переменная скорость вдоль режущей кромки является причиной многих характерных особенностей, свойственных этой операции.

4. Поперечное точение

При точении, растачивании, сверлении обрабатываются цилиндрические поверхности или поверхности вращения более сложного профиля. Поперечное обтачивание (подрезка торца), служит для образования плоской поверхности, перпендикулярной оси вращения, за счет подачи инструмента от периферии к центру или от центра к периферии. Характерной особенностью этого метода обработки является постоянное изменение скорости резания, достигающей нуля в центре заготовки.

Фрезерованием обрабатываются как канавки, так и плоские поверхности, например плоскости блока цилиндров автомобиля. При этом методе обработка резанием осуществляется за счет вращения инструмента и подачи заготовки, закрепленной на столе станка.

Важной особенностью всех фрезерных операций является прерывистое действие каждой режущей кромки, каждый зуб производит резание по дуге, меньшей половины оборота фрезы. Время резания составляет долю секунды и повторяется несколько раз в секунду.

6. Поперечное и продольное строгание

Существуют два способа получения плоских поверхностей, которые могут быть использованы также для обработки канавок и пазов.

а) При поперечном строгании инструмент совершает возвратно-поступательные движения, и резание происходит при ходе инструмента вперед по всей длине обрабатываемой поверхности. Обратный ход совершается с поднятым инструментом, чтобы избежать повреждения инструмента или детали. Следующий ход совершается после перемещения заготовки на величину подачи в вертикальном или горизонтальном положении.

б) При продольном строгании инструмент закреплен неподвижно, а резание производится за счет перемещения заготовки.

Процесс резания металлов, осуществляемый зернами абразивного алмазного или эльборового материалов. Применяется как отделочная операция и позволяет получать детали 6-го квалитета точности и шероховатости поверхности Ra=0,63–0,16 мкм.

1) Многопроходность, способствующая эффективному исправлению погрешности форм и размеров детали;

2) Резание осуществляется большим количеством беспорядочно расположенных абразивных зерен;

3) Процесс срезания стружки осуществляется на больших скоростях (30-70 м/с);

4) Абразивные зерна в теле расположены хаотически

5) Большие vрез и неблагоприятная геометрия режущих зерен способствуют развитию высоких t 0 в зоне резания;

6) Управлять процессом шлифования можно за счет изменения режимов резания;

7) Инструмент в процессе работы самозатачивается;

8) Шлифованная поверхность абразивов в результате одновременного действия как геометрических факторов, так и пластических деформаций, возникающих в процессе резания.

Рассмотренные методы обработки являются одними из наиболее важных среди большого числа методов формирования машиностроительных деталей. Некоторые методы обработки, такие как отрезка, опиловка или нарезания резьбы, широко известны, тогда как протягивания, развертывание или нарезание зубчатых колес червячной фрезой – сфера деятельности специалиста. Каждый из этих методов обработки имеет индивидуальные характерные черты и проблемы наряду с общими особенностями, присущими всем методам обработки.

Важным фактором является среда, окружающая зону резания. Резание часто производят всухую, но при многих операциях для повышения эффективности резания применяется среда для охлаждения инструмента или заготовки, оказывающая также и смазочное действие (СОЖ). В качестве СОЖ часто применяются масляные эмульсии или минеральные масла. Может применяться также и газ, например СО2. Действие, оказываемое СОЖ, будет рассмотрено позже.

Дата добавления: 2015-04-12 ; просмотров: 22 | Нарушение авторских прав

21. Основы обработки металлов резанием

21.1. Общие сведения о процессе резания металлов

Обработкой конструкционных материалов резанием называется процесс отделения режущими инструментами слоя материала с заготов­ки для получения детали нужной формы, заданных размеров и шероховатости поверхностей.

Читать еще:  СОЖ. Все о смазочно-охлаждающей жидкости

В последнее время широко используют экономичные методы получения заготовок, что приводит к значительному уменьшению объема работ, связанных со снятием стружки (точное литье, точная штамповка, холодная высадка и др.). Но в настоящее время большинство деталей машин получает окончательную форму и размеры обработкой резанием на металлорежущих станках. Только эта обработка удовлетворяет возрастающие требования к точности размеров и тщательности отделки поверхностей.

Обработка резанием определяет качество изготовляемых машин, их точность, долговечность, а также надежность и стоимость. Несмотря на то, что методы получения заготовок и обработки их на металлорежущих станках беспрерывно совершенствуются, трудоемкость станочных работ в машиностроении составляет наибольшую часть, достигая 30—50 % общей трудоемкости изготовления машин.

Процесс резания представляет собой комплекс чрезвычайно сложных явлений, зависящих от физико-механических свойств обрабатываемого материала, качества режущего инструмента, условий резания, состояния станка, жесткости технологической системы.

Процесс резания сопровождается упругими и пластическими деформациями, разрушением материала, трением, износом режущего инструмента, вибрациями отдельных деталей и узлов и технологической системы (станок-приспособление-инструмент-деталь) в целом. Знание закономерностей этих явлений позволяет выбирать оптимальные условия, обеспечивающие производительную и качественную обработку деталей.

21.2. Виды заготовок и припуск на обработку

На металлорежущих станках из заготовок получают окончательно готовые детали. В зависи­мости от материала, формы и размеров обрабатываемой на станке детали, а также характера производства основные типы металлических заготовок следующие: отливки из чугуна, стали и цветных сплавов; поковки и штамповки из стали и цветных сплавов; сортовой прокат из стали и цвет­ных сплавов, который поступает в виде прутков и разрезается на отдель­ные заготовки.

Припуском называется слой металла, удаляемый с заготовки при обработке. На рис. 21.1 показаны ступенчатый валик и его цилиндри­ческая заготовка (пунктиром) с припуском на обработку (заштрихован). От правильности выбора припусков зависят рациональный расход ме­талла и экономичность обработки.

Рис. 21.1. Эскиз детали с припусками на обработку.

21.3. Рабочие, установочные и вспомогательные движения в металлорежущих станках

Для обработки реза­нием (точения, сверления, фрезерования и др.) заготовка и режущий инструмент должны совершать определенные движения. Они подразделя­ются на рабочие, или движения резания, установочные (настроечные) и вспомогательные. Рабочие движения предназначены для снятия струж­ки, а установочные и вспомогательные — для подготовки к этому про­цессу.

Установочные — движения рабочих органов станка, с помощью ко­торых инструмент по отношению к заготовке занимает положение, по­зволяющее снимать с нее определенный слой материала.

Вспомогательные — движения рабочих органов станка, не имеющие прямого отношения к резанию. Примерами служат: быстрые перемеще­ния рабочих органов, переключение скоростей резания и подач и др.

Рабочие движения подраз­деляются на главное движение и движение подачи. С помощью главного движения осуществляется снятие стружки, а движение подачи дает воз­можность начатое резание распространить на необработанные участки поверхности заготовки. Например, при сверлении вращение сверла является главным движением, позволяющим начать резание при сопри­косновении сверла с заготовкой, а перемещение сверла вдоль оси явля­ется движением подачи, дающим возможность распространить процесс на последующие объемы металла и, таким образом, просверлить необ­ходимое отверстие.

В металлорежущих станках главное движение чаще всего бывает вращательным (токарные, сверлильные, фрезерные, шлифовальные станки) или прямолинейным (возвратно-поступательным — строгальные и долбежные станки). Главное движение может сообщаться заготовке (станки токарной группы, продоль­но-строгальные станки) или режущему инструменту (фрезерные, сверлиль­ные, поперечно-строгальные станки).

В станках с главным вращательным движением подача непрерывна и резание также непрерывно. В станках с возвратно-поступательным дви­жением рабочий ход чередуется с холостым, движение подачи осуществля­ется перед началом каждого рабочего хода и, следовательно, резание прерывисто.

Основные методы обработки резанием

Точение (рис. 21.2, а). Главным движением со скоростью V в этом случае является вращение заготовки 2 вокруг оси, а движением подачи — поступательное перемещение инструмента 1 относительно заготовки (вдоль ее оси, перпендикулярно или под углом к ней).

Рис. 21.2. Схемы основных методов обработки резанием

Точением обрабаты­вают преимущественно поверхности вращения на токарных, карусель­ных, револьверных, расточных станках, токарных автоматах и полуав­томатах. Оно применяется для обработки цилиндрических, конических и фасонных внешних и внутренних поверхностей, торцовых поверхностей, а также для нарезания резьб.

Сверление (рис. 21.2, б). При обработке отверстий на сверлильных станках главным движением является вращение инструмента 1, а дви­жением подачи — перемещение инструмента вдоль своей оси. Так обра­батывают отверстия в сплошном материале 2 или увеличивают размеры имеющихся отверстий. Сверлить можно также на токарных, револьверных, расточных, фрезерных станках, токарных автоматах и др. При сверле­нии отверстий на станках токарной группы главным движением явля­ется вращение заготовки, а движением подачи— перемещение сверла вдоль оси. Чтобы получить более точные отверстия, после сверления их необходимо зенкеровать, растачивать или развертывать.

Фрезерование (рис. 21.2, в). При фрезеровании главным движением является вращение инструмента 1, а движением подачи — поступательное перемещение заготовки 2 или фрезы. Применяя различные фрезы и фрезерные станки, можно обрабатывать разные поверхности и их комбинации: плоскости, криволинейные поверхности, уступы, пазы и др.

Строгание (рис. 21.2, г). Главным движением при строгании явля­ется возвратно-поступательное перемещение резца 1 у поперечно-строгальных станков или заготовки 2 в продольно-строгальных. Движением подачи является периодическое перемещение заготовки или резца. Чаще всего строгание используют для обработки плоскостей.

Протягивание (рис. 21.2, д) осуществляют с помощью специальною инструмента — протяжки 1, имеющей на рабочей части зубья, высота которых равномерно увеличивается вдоль протяжки. Главным движение» является продольное перемещение инструмента, движение подачи отсутствует. Протягивание — производительный метод обработки, обеспечивающий высокую точность и малую шероховатость обработанной по­верхности заготовки 2.

Шлифование (рис. 21.2, е, ж). При шлифовании главным движением является вращение шлифовального круга 1. Движение подачи обычно комбинированное и слагается из нескольких движений. Например, при круглом внешнем шлифовании — это вращение заготовки 2, продольном — перемещение ее относительно шлифовального круга и периодическое перемещение шлифовального круга относительно заготовки.

Шлифованием пользуются для окончательной обработки поверхнос­тей деталей. Чаще всего применяют следующие его методы: 1) круглое внешнее шлифование (рис. 21.2, е) для обработки внешних поверхностей вращения; б) круглое внутреннее шлифование — для обработки отверстий; в) плоское шлифование (рис. 21. 2, ж) для обработки плоскостей.

Основы и суть обработки металлов резанием

Обработка металлов резанием: сущность и назначение процесса, способы обработки, оборудование и инструмент для резания, виды основные конструктивные элементы.

Обработка металлов резанием представляет собой технологическую операцию или комплекс операций над заготовкой с целью получения детали необходимых конфигурации, размеров и параметров. Обработка резанием выполняется на заготовках из черных и цветных металлов, обладающих определенными физико-механическими свойствами. Для обработки заготовки применяют разные виды резания. Выбор конкретного зависит от свойств заготовки, конфигурации будущей детали и типа операции, которую необходимо выполнить. Только правильно подобранные способы позволят получить изделие с необходимыми характеристиками.

Сущность и назначение процесса резания металлов

Процесс резания – взаимодействие режущего инструмента с заготовкой, при этом отделяется слой материала в виде стружки или металлической пыли. Операции осуществляют следующими способами:

  1. Лезвийным. Выполняется с помощью плашек, сверл, резцов, метчиков, фрез и т. д. на металлорежущих станках соответствующего типа.
  2. Абразивным. Здесь задействованы шлифовальные круги, шкурки, пасты и др. материалы. Операции выполняются вручную или с помощью специального станочного оборудования, предназначенного для таких целей.
  3. С применением специальных сред физико-химического типа. К ним относят плазменную, лазерную, электролитическую и др. виды обработки металла.

Резание металлов – это процесс сложный, он представляет собой последовательное деформирование и разрушение срезаемого материала. Удаляемый слой металла превращается в стружку, при этом принято различать тип стружки:

  • сливная (образуется при резании металлов, относящихся к пластичным);
  • скалывающаяся (при резании металлов средней твердости);
  • надломленная (при обработке металлов, склонных к охрупчиванию).

На вид стружки влияние оказывает не только обрабатываемый металл, но и применяемый инструмент, его геометрия, условия и режим резания, а также квалификация станочника.

Заготовки из металла поступают на обработку резанием с определенной величиной припуска. Он представляет собой тот слой, вернее, его величину, которая будет удалена в процессе совершения операции выбранным методом обработки. Обычно устанавливается в конструкторской документации. Для снятия совершают установочные и вспомогательные движения рабочим органом металлорежущего станка. Установочные действия выполняют для закрепления рабочего органа по отношению к металлической заготовке, а с помощью вспомогательных двигают его. Рабочие движения делят на 2 вида: главное и подачи. Осуществляя первый вид, выполняют снятие стружки, а вторым передвигают инструмент обработки вдоль оси.

Основные способы обработки металлов

    Долблением на специальном станке, который и называется долбежным. Для выполнения операции необходим резец соответствующей конструкции. Он в процессе выполнения операции совершает движение возвратно-поступательного прямолинейного типа.

Виды резания разные, технология проведения работ зависит от технологического процесса, а качество – от применяемого инструмента и квалификации станочника. Методы обработки выбираются в зависимости от конструктивных показателей, которые предъявляются к детали. Операции могут выполняться с помощью одного конкретного рабочего органа, а в некоторых случаях понадобится их комбинация.

Применяемое оборудование и инструменты для резания

При работе на металлорежущих станках используют метчики, сверла, развертки, резцы, долбежки, плашки, инструмент фасонного типа и др. Правильный подбор режущего инструмента имеет значение. От технических характеристик зависит производительность труда, качество выпускаемой продукции и срок эксплуатации. К рабочей поверхности предъявляются требования, которые включают в себя прочностные свойства, способность не изнашиваться и поддаваться повторной или многократной заточке, выдерживать нагрев. Инструмент для обработки металлов резанием используют не только компании, выпускающие продукцию разного назначения, но и любители мастерить своими руками.

Конструктивные элементы режущего инструмента

Присоединительная часть рабочего органа может быть цельной, сборной или комбинированной. Это зависит от материала, из которого он изготовлен, и его характеристик. Комбинированные и составные режущие инструменты, как правило, изготавливают с целью понижения стоимости на приобретение.

На видео представлен процесс сверления множества отверстий с автоматической подачей заготовки.

Просим тех, кто режет металл на каком-либо оборудовании, специализированных станках, приспособлениях, поделиться опытом и в комментариях к тексту рассказать о нюансах и приемах работы.

Методы обработки металла резанием

Технология обработки металла резанием подразумевает образование новых деталей и поверхностей путем отделения поверхностных слоев материала. При этом образуется металлическая стружка под воздействием режущего инструмента.

Самыми распространенными инструментами для резки металла являются резцы и фрезы.

Существует несколько методов обработки металла резкой:

  1. Фрезерование.
  2. Сверление.
  3. Точение.
  4. Шлифование.
  5. Долбление.
  6. Прошивание.

Рассмотрим эти методы обработки металла подробнее.

Точение металла

Точение выполняется в том случае, когда заготовка мало отличается размерами от необходимой детали.

Точение выполняется при помощи такого оборудования, как токарные станки, фрезерные, сверлильные, долбежные и шлифовальные инструменты.

Такой метод резания подразумевает использование резцов от токарного станка. Сам процесс происходит при большой скорости вращения детали, которую обеспечивает сам резец. Резец двигается очень медленно, может двигаться как вдоль заготовки, так и поперек.

Сверление металла

Процесс сверления также является распространенным методом обработки металлов резанием.

Для осуществления такого процесса необходимо использовать совершенно любые станки, на которых есть сверло. При этом заготовка зажимается тисками так, чтобы она в процессе работы была неподвижной. Само сверло подается перпендикулярно, двигается оно достаточно медленно, поступательно.

Фрезерование металла

Фрезерование также используется при любых металлообработках. Но такой вид резки может осуществляться только на специальных, горизонтально-фрезеровочных станках.

Основным элементом такого станка является фреза, она движется в продольном направлении под прямым углом к заготовке. Важно крепко установить деталь, чтобы в процессе работы она не двигалась.

Фрезерования позволяет производить самые разные детали, обтачивать их, придавать им необходимую форму, а также отполировать поверхность заготовки.

Строгание металла

Еще одна технология – строгание. Для ее исполнения необходим специальный поперечный строгальный станок. Обработка заготовки осуществляется при помощи резцов, которые выполняют движения в определенном направлении.

Главным инструментом станка является изогнутый резец, именно ему и принадлежит главное движение аппарата. Движение прерывистое.

Шлифовка металла

Шлифовка является важным методом на конечной стадии производства деталей. Выполняется она при помощи специального шлифовального круга на особых круглошлифовальных станках.

Если заготовка плоская – круг подается только в прямом направлении. Если идет обработка цилиндрических и круглых деталей – круг движется по спирали.

Автоматизирование методов обработки металла

Практически все современные станки автоматизированные; по уровню автоматизации они делятся на гидрофицированные, с программным обеспечением, а также автоматические и полуавтоматические. От правильно выбранного и использованного оборудования зависит эффективность методов обработки металлов резанием.

Предназначение станков для резки металла несколько разное. В частности, токарные станки используют для создания отверстия в цилиндрах, они позволяют нарезать резьбу, сверлить и зенкеровать.

Основное предназначение фрезерного станка – обработка плоской поверхности, а также деталей сложной конструкции. Шлифовальные станки также необходимы для обработки и окончательной полировки поверхностей. Для вырезания зубьев используют зуборезные станки.

Методы обработки металла резанием на выставке

Отрасль металлургии активно развивается в настоящее время. Увеличение объемов производства приводит к необходимости внедрения новых технологических процессов, а также к необходимости разработки новейшего оборудования.

Выставка «Металлообработка» проводится в ЦВК «Экспоцентр». На мероприятии будут представлены все новые разработки от ведущих производителей из разных стран мира.

Будет продемонстрировано новое, мощное оборудование для металлообработки. Выставка является хорошим методом развития отечественной металлургии.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector
×
×