Резание материалов может осуществляться способами

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

Первая часть выполняет режущие операции. Она срезает припуск или выполняет отверстия. Может иметь один или несколько режущих элементов включая разные по назначению и форме. От геометрических характеристик режущей части зависит точность изготовления детали. Указывается в паспортных данных на конкретный вид.

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.

Источник

Резание материалов может осуществляться способами

ОСНОВЫ ТЕОРИИ РЕЗАНИЯ МАТЕРИАЛОВ

Тема 1

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ, ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ТЕОРИИ РЕЗАНИЯ МАТЕРИАЛОВ

Лекция 1.1.

Классификация основных способов и видов обработки резанием

Рабочие процессы токарно-фрезерного станка ( Продолжительность видео 9 минут)

Точение, строгание, сверление, фрезерование ( Продолжительность видео 8 минут)

Продольное точение, обработка торца и конуса ( Продолжительность видео 2 минуты )

Фасонное точение ( Продолжительность видео 1 минута)

Полигональное точение ( Продолжительность видео 8 минут)

Вибрационное точение ( Продолжительность видео 1 минута)

Основные поверхности режущего инструмента ( Продолжительность видео 8 минут)

Прерывистое резание ( Продолжительность видео 1 минута)

Нестационарное резание ( Продолжительность видео 1 минута)

Текст для чтения вслух (Microsoft Edge) и с мобильных устройств

Понятие обработка связано с действием, направленным на изменение свойств предмета труда (заготовки) при выполнении технологического процесса. В зависимости от вида применяемой энергии для воздействия на заготовку обработка может быть механической, термической, химической, электрической и др. Под механической понимают обработку заготовки давлением или резанием.

Резание есть процесс управляемого разрушения (отделения) материала припуска и формообразования поверхности детали. Доминирующим фактором при этом является пластическое деформирование в сочетании со сложным комплексом явлений – механических, физических, химических, тепловых и т.д.

Обработка резанием заключается в образовании новых поверхностей путем отделения срезаемого слоя 5 с заготовки 3 (рис. 1.1) режущим лезвием инструмента 1 с режущей кромкой 4 с образованием стружки 2 в целях достижения заданных свойств (формы, размеров, точности, шероховатости, физико-химико-механического состояния) обработанной поверхности 6 и поверхностного слоя. Лезвие инструмента – клинообразный элемент режущего инструмента, созданный для проникновения в материал заготовки и отделения стружки. Стружка – деформированный и отделенный в результате обработки резанием поверхностный слой материала заготовки, составляющий припуск.

Для того чтобы режущий инструмент мог срезать с заготовки припуск, он, заготовка или они вместе совершают движения с определенными направлениями и скоростями. В зависимости от соотношения скоростей движений, которые выполняют инструмент и заготовка, различают методы обработки. Одно из движений, необходимое для реализации процесса превращения срезаемого слоя в стружку, которое осуществляется с наибольшей скоростью, называют главным движением резания, – D r , а другие – движениями подачи D S (рис. 1.2). Движение подачи D S – прямолинейное или вращательное движение режущего инструмента или заготовки, скорость которого меньше скорости главного движения резания, предназначенное для того, чтобы распространить отделение слоя материала на всю обрабатываемую поверхность. Движение подачи может быть непрерывным (точение, сверление и др.) или прерывистым. Прерывистое движение подачи может происходить в перерывах циклов резания, например, при строгании (рис. 1.2 б ).

Скорость главного движения резания V – скорость рассматриваемой точки режущей кромки или заготовки в главном движении. Скорость движения подачи V S – скорость рассматриваемой точки режущей кромки или заготовки в движении подачи. Как следует из вышеизложенного, характерным признаком главного движения резания является то, что его скорость V во много раз превышает скорость движения подачи V S .

Размер срезаемого слоя t , измеренный по нормали к направлению движения подачи D S (или по нормали к обработанной поверхности 3 ), называют глубиной резания (рис. 1.3).

В технической литературе скорость главного движения резания V называют скоростью резания , а вместо понятия скорость движения подачи может употребляться термин подача.

Подача – отношение расстояния, пройденного рассматриваемой точкой режущей кромки или заготовки вдоль траектории этой точки в движении подачи, к соответствующему числу циклов или определенных долей цикла другого движения во время резания. Под циклом движения понимают один полный оборот при точении (рис. 1.3 а ), ход или двойной ход режущего инструмента или заготовки при строгании или долблении (рис. 1.3 б ), а частью цикла может быть поворот многозубого инструмента на один угловой шаг d ф (рис. 1.3 в ).

Исходя из этого, различают подачи:

· подача на оборот S ( S 0 ), мм/об – подача, соответствующая одному обороту заготовки или инструмента;

· подача на зуб S z , мм/зуб – подача, которая соответствует повороту инструмента на один угловой шаг зубьев d ф (см. рис. 1.3 в ), при этом S=S z z , где z – число зубьев режущего инструмента;

· подача на ход S x , мм/ход – подача, которая соответствует одному ходу инструмента или заготовки;

· подача на двойной ход S 2x , мм/дв.ход – подача, которая соответствует одному двойному ходу заготовки или инструмента; подачу на двойной ход используют при строгании (рис. 1.3 б ), долблении, шлифовании и некоторых других видах обработки;

· минутная подача S мин , мм/мин – перемещение инструмента или заготовки за одну минуту времени: S мин = Sn = S z zn , где n – число оборотов в минуту заготовки или инструмента (частота вращения).

Движения подачи могут отличаться по направлениям (рис. 1.4).

Например, при точении перемещение резца параллельно оси заготовки называют продольной подачей (рис. 1.4 а ), а перпендикулярно к оси – поперечной (рис. 1.4 б , в ).

В случае комбинированного движения при точении образуется коническая или фасонная поверхности (рис. 1.4 г , д ).

Суммирование скоростей V и V S позволяет определить скорость результирующего движения резания V e (см. рис. 1.2). Вектор этой скорости V e всегда касательный к траектории результирующего движения D e данной точки инструмента.

На обрабатываемой заготовке при снятии стружки различают три поверхности: обрабатываемую , которая частично или полностью удаляется при обработке; обработанную , созданную на заготовке в результате обработки, и поверхность резания , образованную режущей кромкой инструмента в результирующем движении резания (рис. 1.5, рис. 1.6).

В современной промышленности используются режущие инструменты, которые отличаются один от другого эксплуатационным назначением (например, резцы, фрезы), видом оборудования, на котором они применяются (токарное, фрезерное), материалом режущей части, конструктивным исполнением и т.п. Однако в каждом из них можно выделить одно или несколько режущих лезвий (в форме режущего клина), которые созданы для срезания слоя материала (припуска). Форма режущих лезвий, образованная определенными поверхностями, зависит от геометрических параметров режущей части инструмента и непосредственно влияет на условия резания. Как правило, особенности геометрии лезвий любых сложных инструментов изучают на основе формы, понятий и определений самого простого инструмента – токарного резца.

Резец (рис. 1.7) состоит из двух частей: рабочей ( I ) – режущего лезвия и крепежной части ( II ), которая служит для фиксирования лезвия, а также для базирования и закрепления резца на станке. Режущее лезвие образуется пересекающимися передней и задними поверхностями.

Передней поверхностью 1 ( A γ ) называют ту поверхность лезвия инструмента, которая в процессе резания контактирует со срезаемым слоем и стружкой.

Поверхности лезвия инструмента, которые контактируют в процессе резания с поверхностями на заготовке (резания и обработанной), называются задними поверхностями. Передняя и задние поверхности инструмента могут быть вогнутыми, выпуклыми, плоскими или их комбинациями.

Главная задняя поверхность 3 ( A α ) является поверхностью инструмента, которая контактирует с поверхностью резания. Поверхность лезвия инструмента, которая контактирует с обработанной поверхностью, называется вспомогательной задней поверхностью 5 .

Линия пересечения передней и главной задней поверхности называется главной режущей кромкой . Линия пересечения передней и вспомогательной задней поверхностью называется вспомогательной режущей кромкой. Участок режущего лезвия в месте пересечения двух задних поверхностей (или главной и вспомогательной режущих кромок) образует вершину лезвия. Для улучшения работы инструмента часто режущую кромку вершины лезвия очерчивают дугой окружности радиуса r в (радиус при вершине) или прямой линией длиной l 0 (рис. 1.8).

Независимо от способа окончательной заточки режущего лезвия оно не может быть сформировано идеально острым. В действительности передняя и задняя поверхности лезвия соединяются с помощью некоторой округляющей поверхности, которая характеризуется радиусом округления режущей кромки r (рис. 1.9) в сечении ее нормальной секущей плоскостью. Для инструментов разных типов этот радиус находится в пределах 0,005…0,05 мм.

Существующее в наше время разнообразие обработок резанием, конструкций и геометрии инструментов, свойств обрабатываемых материалов, широкие пределы изменения режимов резания обусловливают практически безграничное число возможных комбинаций условий резания. Однако все они могут быть сведены к сравнительно небольшому числу основных типов обработки режущим лезвием. Их классификация, как правило, выполняется по следующим признакам.

1. По количеству режущих кромок, которые принимают участие в резании, – свободное и несвободное (рис. 1.10).

2. По ориентации главной режущей кромки относительно вектора скорости главного движения – прямоугольное ( ортогональное ) и косоугольное (рис. 1.11).

3. По количеству лезвий, которые одновременно принимают участие в работе, – одно- и многолезвийное . К первому виду относится точение, строгание, долбление; ко второму – сверление, фрезерование и т.п.

4. По форме сечения срезаемого слоя – с постоянным и переменным сечениями .

5. По времени и условиям контакта режущего лезвия с заготовкой – непрерывное, прерывистое и нестационарное резание (рис. 1.12).

Источник