Обработка металла: способы и особенности мехобработки

Обработка металла: способы и особенности мехобработки

Исходя из этого, выделяют три основных метода механической обработки металла:

• резание;
• пластическая деформация;
• деформирующее резание.

Разберем резание и пластическую деформацию более подробно, т.к. третий вид будет представлять собой комбинацию этих двух методов.

Способы обработки

Механообработка подразделяется на две большие группы. В первую входят операции, которые происходят без снятия металла. К ним относят ковку, штамповку, прессование, прокат. Это так называемая механическая обработка с помощью давления или удара. Её применяют для того, чтобы придать необходимую форму заготовке. Для цветных металлов чаще всего используют ковку, а для черных – штамповку.

Вторая группа включает в себя операции, в ходе которых с заготовки снимается часть металла. Это необходимо для придания ей необходимых размеров. Такая механическая обработка металла называется резанием и выполняется при помощи металлорежущих станков. Наиболее распространенными способами обработки являются точение, сверление, зенкерование, шлифование, фрезерование, развертывание, долбление, строгание и протягивание.

Оборудование для механической обработки

В зависимости от конкретного вида механической обработки, а также от масштабов производства, используются следующие разновидности станков:

1. Вертикально-фрезерные станки.
2. Токарное оборудование с ЧПУ.

Каждая разновидность оборудования обладает нюансами использования.

Вертикально-фрезерные станки

На каждом предприятии, работающим с металлическими заготовками, в зависимости от специфики есть следующие подвиды фрезерного оборудования:

• фрезерные станки;
• зубофрезерные;
• радиально-сверлильные;
• горизонтально-сверлильные;
• вертикально-сверлильные.

На крупных предприятиях с успехом применяют карусельные станки. Фрезерное оборудование используют для обработки металлических заготовок с целью получения сложных форм.

Оборудование для обработки под давлением

Кузнечное воздействие чаще всего проводится вручную и для этого используется молот и наковальня. Принцип работы за многие столетия не поменялся: на нагретую поверхность обрабатываемой заготовки опускается пресс.

В современных производствах используют следующие разновидности молотов:

• паровой;
• паровоздушный;
• падающий;
• пружинный.

Прессовые устройства могут подразделяться и по другому принципу:

• винтовое;
• фрикционное;
• гидравлическое;
• парогидравлическое;
• кривошипный;
• пружинный.

На производствах все чаще заменяют горячее воздействие на металл, используют холодное воздействие, называемое штамповкой.

Штамповка имеет несколько видов:

• гибка;
• обжатие — уменьшает полость детали;
• вытягивание — обработка на специальном давильном станке;
• формование;
• выпучивание — дает изделию пространственную форму;
• разбортовывание.

Для этого используют специальные формовочные штампы.

От чего зависит вид обработки

Изготовление металлической детали из заготовки – трудоёмкий и достаточно сложный процесс. Он включает в себя множество различных операций. Одной из них является механическая обработка металла. Прежде чем к ней приступить, составляют технологическую карту и делают чертеж готовой детали с указанием всех необходимых размеров и классов точности. В некоторых случаях для промежуточных операций также подготавливают отдельный чертеж.

Кроме того, существует черновая, получистовая и чистовая механическая обработка металла. Для каждой из них выполняется расчет режимов резания и припусков. Вид обработки металла в целом зависит от обрабатываемой поверхности, класса точности, параметров шероховатости и размеров детали. Например, для получения отверстия по квалитету Н11 используют черновое сверление сверлом, а для получистого развертывания на 3 класс точности можно использовать развертку или же зенкер. Далее мы изучим способы механической обработки металлов более детально.

Сферы применения:

Применение сварочных столов при роботизации процессов механической обработки деталей позволяет существенно снизить инвестиции в создание самых экономичных и передовых производств. Особенное качество промышленных роботов – это их уникальная точность в выполнении операций перемещений в трехмерном пространстве, стабильность работы и легкая переналадка с одного процесса на другой.

Все требования предъявляемые к станкам с ЧПУ легко решаются за счет применения ячеек скомплектованных сварочными столами и промышленными роботами.

Напомним перечень основных преимущественных технических производственных показателей роботизированных комплексов:

• Важнейшим показателем является точность перемещения по координатам с 12 синхронных и до 32 асинхронных сопряженных осей подвижности.
• Время переналадки – перепрограммирования робота работающего в комплексе со сварочным столом занимает всего несколько часов – это при условии введения новой операции, которую робот до этого момента не выполнял. Если переход осуществляется сна операцию уже отлаженную в роботизированной ячейки – время сокращается в разы.
• С использованием специальных кассет с различным инструментами – насадками роботизированная ячейка становится поистине уникальным мини-предприятием по выполнению нескольких операций с заготовками одним роботом.
• Для улучшения производительности и гибкости мехобработки можно использовать роботов в связке с станками ЧПУ – это позволяет расширить диапазон использования роботов, например для контроля точности обработки деталей, перемещения деталей от одного станка к другому, складированию готовых деталей, обработанных заготовок на паллеты, на конвейеры.

Применение промышленных роботов вместе со сварочными столами-непревзойденными по точности позиционирования заготовок, позволяет удешевить процесс обработки любых деталей из самых различных материалов – стекла, полимеров, сталей, цветных металлов, камня. Все процессы механической обработки материалов- шлифовка, резка, гибка, сверление – решаются с помощью роботизированных ячеек.

А возможности сборно-сварочных столов по точности позиционирования детали и быстрой переналадке на другой тип изделия в сочетании с быстрым переключением между рабочими программами и функцией смены инструмента на промышленном роботе дают поистине колоссальный простор для решения задач, связанных с мехобработкой!

Точение и сверление

Точение выполняется на станках токарной группы при помощи резцов. Заготовка крепится в шпиндель, который вращается с заданной скоростью. А резец, закрепленный в суппорте, совершает продольно-поперечные движения. В новых ЧПУ-станках все данные параметры вводятся в компьютер, и устройство само выполняет необходимую операцию. В старых моделях, например, 16К20 продольно-поперечные движения выполняются вручную. На токарных станках возможно точение фасонных, конических и цилиндрических поверхностей.

Сверление – это операция, которую выполняют для получения отверстий. Главным рабочим инструментом является сверло. Как правило, сверление не обеспечивает высокий класс точности и является либо черновой, либо получистовой обработкой. Для получения отверстия с квалитетом ниже Н8 используют развертывание, рассверливание, растачивание и зенкерование. Кроме того, после сверления также могут выполнять нарезание внутренней резьбы. Такая механическая обработка металла выполняется при помощи метчиков и некоторых видов резцов.

Обработка с помощью резки

Механическая обработка разных типов металлов путем резки также требует специального оборудования. Это более сложный процесс, поэтому и виды станков здесь используются более сложные.

Для цветных металлов, устойчивых к внешнему воздействию и сложно поддающихся деформации, чаще всего для обработки используют специальный лазер, либо метод плазменный обработки, который после появления лазера стал менее актуален.

Сегодня механическая обработка металла на станках и линиях производится с помощью волоконного лазера, который состоит из резонатора, световода и специального накачивающего модуля.

Лазерный луч при этом способе воздействия попадает на поверхность металла через специальный световод, сохраняющий энергию луча, за счет чего мощность устройства оказывается достаточной для качественной резки цветных металлов.

С волоконным лазером довольно просто работать – он автоматизирован и отличается высокими качественными характеристиками: помимо резки, обеспечивает охлаждение изделия, а также способен выдерживать высокие мощности и температуры.

Этот инструмент имеет функции не только резки, но и другие виды обработки: гравировки и сварки.

Существуют следующие виды обработки металла путем резки: обточка, сверление, фрезерование, строгание и шлифование.

При обточке материала его изменения минимальны, поскольку эта процедура производится в тех случаях, когда размер заготовки практически соответствует конечному размеру детали.

Сделать обточку можно на оборудовании разного типа: для этого может подойти токарный, сверлильный, шлифовальный и другие виды станков.

Обточку детали чаще всего делают на токарном станке с помощью специального резца, который эффективно снимает лишний слой металла и приводит заготовку к нужному размеру.

ВАЖНО ЗНАТЬ: Способы оксидирования металлов

С помощью сверления можно сделать в заготовках нужные отверстия, тем самым изменив их форму.

Для этого типа обработки подойдет любое оборудование, имеющее сверло и тиски: между ними нужно установить заготовку, сверло будет находить на нее поступательно, и в результате мы получим отверстие нужного нам размера и формы.

С помощью фрезерования форма детали также изменяется. Это довольно сложный вид обработки, требующий наличия специального оборудования — горизонтально-фрезерного станка.

Обработка заготовки выполняется с помощью фрезы, которая есть на этом устройстве.

Фреза воздействует на заготовку под углом, при этом сама деталь не двигается – до начала работы ее нужно четко зафиксировать на поверхности оборудования.

Строгальный метод работы заключается в воздействии на заготовку резца. Для этого процесса требуется специальный строгальный станок, т.к. только он оснащен нужным инструментом.

Во время работы резец постепенно входит в металл, а затем выходит обратно, выполняя прерывистые движения.

Это сложный способ обработки цветных металлов, т.к. он требует расчетов холостых и рабочих ходов для правильного выполнения работы.

Последний способ работ с металлом – шлифовальный. Это довольно простой метод, который часто можно выполнить своими руками, если шлифовальный круг есть в наличии.

Для профессиональной же обработки используются специальные шлифовальные станки.

Работа с заготовками из цветных металлов происходит за счет вращательных движений с прямолинейной и круговой подачей. Видео:

Этот способ воздействия используется для получения деталей, имеющих цилиндрическую форму.

Если же обработке подвергается плоская заготовка, то направление подачи может быть только прямым.

Фрезерование и шлифование

Фрезерование – один из наиболее интересных способов обработки металлов. Данная операция выполняется при помощи самых разнообразных фрез на фрезерных станках. Различают концевую, фасонную, торцевую и периферийную обработку. Фрезерование может быть как черновым и получистовым, так и чистовым. Наименьший квалитет точности, получаемый при чистовой обработке,– 6. При помощи фрез вытачивают различные шпонки, канавки, колодцы, подсечки, фрезеруют профили.

Шлифование – механическая операция, используемая для повышения качества шероховатости, а также для снятия лишнего слоя металла вплоть до микрона. Как правило, данная обработка является завершающим этапом при изготовлении деталей, а значит, является чистовой. Для срезания используются абразивные круги, на поверхности которых расположено огромное количество зерен, имеющих разную форму режущей кромки. При такой обработке деталь очень сильно нагревается. Для того чтобы металл не деформировался и не надкололся, используют смазочно-охлаждающие жидкости (СОРЖ). Механическая обработка цветных металлов осуществляется при помощи алмазных инструментов. Это позволяет обеспечить наилучшее качество изготавливаемой детали.

Термины, встречающиеся в мехобработке металлов резанием

Слой металла, снимаемый режущим инструментом за один проход станка, называется глубиной резания. Данная величина измеряется в миллиметрах. Под подачей понимают расстояние, на которое перемещается инструмент за один оборот заготовки. Скорость резания измеряется в метрах в минуту. Более подробно с терминами, часто встречающимися при механической обработке резания, можно ознакомиться в справочнике технолога.

При любом виде мехобработки следует приложить определенные усилия (усилие резания), чтобы инструменту удалось отделить поверхностный слой от заготовки. Данный параметр обеспечивает должное сопротивление резанию. Способность материала противостоять напору инструмента называется коэффициентом резания, причем, для каждого металлического сплава этот параметр разный.

Виды обработки металла резанием

Обработка металлов резанием активно используется во многих отраслях, в наибольшей степени – в машиностроении, где является важной и дорогостоящей частью процесса. Это объясняется высокими требованиями, которые предъявляются к изделиям: они должны быть безупречны с точки зрения качества и геометрической точности.

Обработка резанием этим требованиям вполне удовлетворяет, позволяя создавать уникальные высокоточные детали. Именно поэтому уже много лет она не теряет своей популярности.

Как происходит обработка?

Резание металла – это процесс, при котором специальным режущим инструментом с обрабатываемой заготовки снимается слой металла с целью придания ей необходимой формы.

Если учесть, что существует великое множество разнообразных деталей, отличающихся по целому ряду своих характеристик, то не вызовет удивления тот факт, что для работы с ними требуются совершенно разные методы и станки. Для каждой детали предполагается своя технология. Так, основными методами обработки металлов резанием являются:

• точение;
• сверление;
• фрезерование;
• строгание;
• долбление;
• шлифование.

А использующиеся при этом станки, как правило, носят названия применяемых методов (точильный, фрезеровальный, долбежный и т. д.).

На станках устанавливаются различные инструменты, с помощью которых и выполняется процедура обработки. Они должны значительно превосходить обрабатываемый металл по твердости и прочности, их режущие края должны быть острыми. Инструменты, как и заготовки, перед началом работы закрепляются на станке с помощью специальных приспособлений.

В процессе обработки металла образуется много отходов (порядка 20% стружки), что не слишком хорошо с экономической точки зрения. Однако зачастую отказаться от резания не представляется возможным ввиду его универсальности, низкой энергозатратности, высокой точности изделий, большого выбора оборудования и т. д.

Как можно обрабатывать металл резанием?

Обработку резанием можно осуществить несколькими методами. Они ориентированы на разные по форме изделия и имеют разные цели. Основные способы обработки металлов резанием:

• Точение. Выполняется с помощью станка, на котором установлен резец (например, токарный). Процесс работы выглядит так: обрабатываемое изделие совершает вращательное движение вокруг своей оси, а в это время резцом снимается нужный слой металла. Точение применяют для цилиндрических, конических и торцевых поверхностей (и наружных, и внутренних).
• Сверление. Выполняется на станках с установленным сверлом. Легко догадаться, что сверление предназначено для того, чтобы проделывать в деталях отверстия. Деталь прочно зажимается в тисках, и в ней просверливается отверстие нужного диаметра, при этом диаметр определяется размером сверла. Между тем сверла различаются не только размером, но и формой: есть сверла спиральные, перовые, центровочные и другие, каждое для своих целей.
• Фрезерование. Требует специального оборудования, на котором установлена фреза – инструмент с резцами. Фреза совершает вращательное движение, а заготовка, закрепленная на столе, движется продольно. Фрезеровка может быть горизонтальной, вертикальной и диагональной, в зависимости от того, как будут закреплены заготовка и фреза. Существуют и компактные ручные электрические фрезеры, которые при необходимости могут использоваться где угодно, не привязывая мастера к станку. Правда, и возможностей у них гораздо меньше.
• Строгание. Для него необходим строгальный станок (их существует несколько видов: строгально-долбежный, поперечно-строгальный, продольно-строгальный и т. д.). Обрабатывают на них преимущественно рамы, штанги, станины и т. п. Резцы могут использоваться прямые и изогнутые. Прямые наиболее просты в применении, но не позволяют добиться высокой точности. Изогнутые резцы высокоточны, и поэтому являются предпочтительными, и распространены больше.
• Долбление. Необходим долбежный станок. Резец совершает прямолинейное возвратно-поступательное движение, а перпендикулярно ему двигается заготовка. Применяется по большей части для плоских поверхностей с небольшой высотой. С помощью долбления, например, можно получить зубчатые колеса достаточно неплохих степеней точности.
• Шлифование. Для него необходим станок со шлифовальным кругом. Шлифовальный круг крутится, а заготовка получает круговую, продольную или поперечную подачу. Шлифование позволяет получить деталь потрясающей точности, следует лишь учитывать в работе ряд особенностей процесса, таких как нагревание детали во время обработки, устойчивость станка (отсутствие сильных вибраций), глубина резания и т. д.

Выводы

Обработка металла резанием, несмотря на свой недостаток в виде большого количества отходов, продолжает активно использоваться в различных производственных отраслях.

При резании подвергается деформации форма детали без воздействия на структуру материала, режущий инструмент работает лишь с поверхностью изделия. Если прибавить к этому универсальность, высокоточность и другие плюсы, то они, несомненно, перекроют имеющиеся минусы. Поэтому можно с уверенностью заявить, что, несмотря на появление новых технологий обработки металла, обработка резанием сдаст свои позиции еще очень нескоро.

ОСНОВЫ РЕЗАНИЯ МЕТАЛЛОВ НА МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКАХ

ПРОЦЕСС МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛА РЕЗАНИЕМ

Общие сведения

Обработка металлов резанием — это процесс срезания режущим инструментом с поверхностей заготовки слоя металла в виде стружки для получения детали необходимой геометрической формы, точности размеров, взаиморасположения и шероховатости поверхностей.

Заготовками для механических цехов служат прокат (круглый, квадратный, полосовой, трубы ит.д.), поковки, штамповки и отливки. Заготовки, поступающие в механические цехи, имеют припуск на обработку резанием. Припуск зависит от ряда факторов: размеров, формы и конструктивных особенностей изготовляемой детали, вида заготовки, масштабов производства (количества изготовляемых деталей) и др. Припуск на сторону для штамповок составляет 1,5—7 мм, для поковок 2,5—20 мм, для отливок (в земляные формы) — 3—30 мм.

К основным методам обработки металлов резанием относятся точение (рис. 6.1, а), сверление (рис. 6.1, б), фрезерование (рис. 6.1, в), строгание (рис. 6.1, г) и шлифование (рис. 6.1, д). Из перечисленных методов наиболее распространен и изучен в теории резания металлов метод точения, который имеет много общего со всеми другими методами механической обработки металлов, поэтому правильное понимание этого процесса облегчает изучение всех других методов обработки резанием.

Чтобы срезать с заготовки слой металла, необходимо сообщить режущему инструменту и заготовке относительные движения. Инструмент и заготовку устанавливают и закрепляют в рабочих органах станков, обеспечивающих эти относительные движения: в шпинделе, на столе, в револьверной головке и т.д.

Движения рабочих органов станков делят на движения резания, установочные и вспомогательные. Движениями резания называют движения, которые обеспечивают срезание с заготовки слоя металла или вызывают изменение состояния обработанной поверхности заготовки. К ним относят главное движение и движение подачи. За главное движение принимают то движение, которое определяет скорость деформирования и отделения стружки. За движение подачи принимают то движение, которое обеспечивает непрерывность врезания режущей кромки инструмента в материал заготовки. Эти движения могут быть непрерывными или прерывистыми, а по своему характеру вращательными, поступательными, возвратно-поступательными и т.д. Скорость главного движения обозначают v, скорость подачи v_s.

Рис. 6.1. Основные методы обработки материалов резанием: а — точение; б — сверление; в — фрезерование; г — строгание; д — шлифование; / — главное движение; II — движение подачи

Установочными называют движения, обеспечивающие взаимное расположение инструмента и заготовки для срезания с нее определенного слоя материала.

К вспомогательным движениям относят транспортирование заготовки, закрепление заготовок и инструмента, быстрые перемещения рабочих органов станка на холостом ходу, переключение скоростей резания и подачи и т.п.

При токарной обработке (см. рис. 6.1, а) главное движение резания I — вращение обрабатываемой детали, движение подачи II— движение резца. При сверлении (см. рис. 6.1,6) главное движение /— вращение сверла; движение подачи II— перемещение сверла в осевом направлении. При фрезеровании (см. рис. 6.1, в) главное движение / определяется вращением фрезы, а движение II — движением подачи. При строгании (см. рис. 6.1, г) главное движение I — перемещение резца относительно детали или детали относительно резца, что физически равноценно; движение подачи II — перемещение обрабатываемой детали на двойной ход резца в направлении, перпендикулярном главному движению. При шлифовании (см. рис. 6.1, д) главное движение I— вращение круга; движение подачи II— продольное или поперечное перемещение детали.

Скорость главного движения по величине значительно больше скорости подачи. Вспомогательные движения — установочные перемещения суппортов, задней бабки, поворот резцедержателя, перемещение траверсы и др.

При обработке резанием на детали различают поверхности (рис. 6.2):

о обрабатываемую /, с которой снимается стружка;

о обработанную 3, полученную после снятия стружки;

О поверхность резания 2, образуемую режущей кромкой резца в результате движений резания и являющуюся переходной между обработанной и обрабатываемой поверхностями.

Углы режущих инструментов наиболее часто определяют в статической системе координат с началом в точке режущей кромки резца, ориентированной по направлению скорости главного движения резания. Для этого устанавливают исходные плоскости:

0 основную 4, проведенную через рассматриваемую точку режущей кромки перпендикулярно направлению скорости главного движения ц;

О плоскость резания 5, касательную режущей кромке в рассматриваемой точке и перпендикулярную основной плоскости;

о рабочую 6, в которой расположены направления скоростей главного движения v и движения подачи v_s (рис. 6.2).

Скорость результирующего движения резания обозначена v_e. При установке резца по центру детали основная плоскость параллельна плоскости основания резца 7.

Рис. 6.2. Поверхности и плоскости при обработке резцом: поверхности: 1 — обрабатываемая; 2 — резания; 3 — обработанная; плоскости: 4 — основная; 5 — резания; 6 — рабочая;

7 — основания резца

Пространственную конструктивную форму любой детали определяет сочетание поверхностей. Для облегчения обработки заготовки конструктор стремится использовать преимущественно такие геометрические поверхности: плоские, круговые цилиндрические и конические, шаровые. Любая геометрическая поверхность представляет собой совокупность последовательных положений (следов) одной производящей линии, называемой образующей, движущейся по другой производящей линии — направляющей. Например, для образования круговой цилиндрической поверхности необходимо прямую линию (образующую) перемещать по окружности (направляющей).

При обработке поверхностей на металлорежущих станках образующие и направляющие линии в большинстве случаев являются воображаемыми. Они воспроизводятся во времени комбинацией движений заготовки и инструмента, скорости которых строго согласованы. Движения резания являются также формообразующими движениями. Механическая обработка заготовок деталей машин реализует в основном четыре метода формообразования поверхностей.

Получение поверхностей по методу копирования (рис. 6.3, а) состоит в том, что режущая кромка инструмента — это реальная образующая 7, форма которой совпадает или обратна той, которая служит образующей линией поверхности детали. Направляющая линия 2 воспроизводится во времени вращением заготовки. Главное движение здесь является формообразующим. Движение подачи необходимо для того, чтобы получить геометрическую поверхность определенного размера. Метод копирования широко используют при обработке фасонных поверхностей деталей на металлорежущих станках.

Рис. 6.3. Методы формообразования поверхностей:

а — копирования; б — следов; в — касания; г — обкатки; подачи: S_n — поперечная; 5_пр — продольная; 5_кр — круговая

Образование поверхностей по методу следов (рис. 6.3, б) состоит в том, что образующая 7 является траекторией движения точки (вершины) режущей кромки инструмента, а направляющая 2 — траекторией движения точки заготовки. Здесь движения резания формообразующие. Этот метод формообразования поверхностей деталей распространен наиболее широко.

Образование поверхностей по методу касания (рис. 6.3, в) состоит в том, что образующей 7 является режущая кромка инструмента, а направляющая 2 поверхности служит касательной к ряду геометрических вспомогательных линий — траекториям точек режущей кромки инструмента. Здесь формообразующим выступает только движение подачи.

Образование поверхностей по методу обкатки (огибания) (рис. 6.3, г) заключается в том, что направляющая 2воспроиз-

водится вращением заготовки. Образующая линия 1 получается как огибающая кривая к ряду последовательных положений режущей кромки инструмента относительно заготовки вследствие согласования между собой движения резания и движения подачи. Скорости этих движений согласуются так, что за время прохождения круглым резцом расстояния / резец делает один полный оборот относительно своей оси вращения. Здесь все три движения являются формообразующими.

Обработка металла резанием: что это такое, основные виды и способы металлообработки

Повышение стойкости токарного станка

При контакте одного металла с другим естественным образом происходит быстрое стачивание инструмента, а основное условие работы — это поддержание высокой степени заточки режущей кромки.

В ходе решения данной проблемы инженеры рассматривали, какой материал лучше и дольше будет эксплуатироваться во время точения. Изначально применялась классическая инструментальная сталь с высоким количеством углерода. Она очень прочная, но все же не удовлетворяла высоким потребностям разработчиков.

Затем химический состав сплава изменили. добавив вольфрам. Элемент привел к повышенной твердости, а вместе с тем стало возможным проводить процедуру металлообработки быстрее, поэтому такое оборудование назвали быстрорежущим. Но и данная скорость не удовлетворяла инженеров.

Теперь используют совершенные сплавы с максимальной стойкостью к повышенным температурам. Они выдерживают температурный нагрев до 100 градусов, поэтому не деформируются в процессе работы. Как мы знаем, чем выше скорость. тем сильнее нагрев, поэтому данные материалы помогли решить вопрос о скоростном режиме.

Фрезерование как технология обработки металлов резанием

Фреза — более универсальный вариант резца. Этот инструмент вытесняет и строгание, на заводах более не устанавливают строгальные станки, поскольку фрезерный позволяет производить множество операций. Заготовка располагается вертикально или горизонтально, в зависимости от конструктивных особенностей оборудования. Затем деталь приходит в движение, подача — продольная, фреза начинает вращаться. Взаимодействие двух одновременных подач и возможность работать в нескольких плоскостях и системах координат способствует тому, что можно добиться разнообразных форм и работать со сталью даже в труднодоступных местах.

Особенности шлифования

Задача шлифовального оборудования — снятие тонкого верхнего слоя с целью устранения видимых дефектов, выравнивания поверхности и вреза и достижение необходимой степени шероховатости.

Станок оснащен абразивным диском. Это основной инструмент шлифовки. Поверхность и торцевая часть обмазаны специальным составом, который удерживает мелкие частицы абразива. Зерна могут быть разной фракции, они расположены симметрично и повернуты разными углами, режущими кромками, чтобы производить частичное снятие стружки.

Обработка металлов резанием по технологии плазменной резки — что это такое

Во время процесса электродуга, как при сварке, возникает между электродом (или металлической поверхностью) и соплом. В плазмотрон поступает струя сжатого воздуха под высоким давлением. Здесь происходит моментальный нагрев от 8 000 градусов и более, до 30 тыс. Кислород ионизируется, поскольку проходит через электрическую дугу. Получается, что образуется плазма, то есть раскаленная струя воздуха под высоким давлением, обладающая зарядом.

Проходя через сопло, поток развивает невероятную скорость — около 3 метров в секунду. Под воздействием плазмореза металл просто начинает плавиться, а кислород выдувает расплавленные капли.

Ключевые преимущества

К достоинствам следует отнести:

• высокая обрабатываемость металлов резанием — можно использовать любые, даже тугоплавкие и прочные материалы;
• большая скорость;
• любое направление сопла, возможность художественной резки;
• максимальная толщина стали;
• хорошее качество кромки;
• экологическая чистота, малый выброс веществ в атмосферу;
• безопасность, поскольку нет взрывоопасных баллонов.

Экономия времени и средств

Так как срез получается чистым, а количество отходов минимальное, то получается сэкономить бюджет, ведь не требуется финишная обработка. Дополнительное преимущество — короткий срок выполнения операции и возможность установки ЧПУ. Это позволяет сократить длительность работы оператора.

Особенности лазерного метода

Еще один инновационный способ, который получил широкое распространение. Одно из достоинств — возможность работы не только с металлами, но и с деревом, пластмассой.

Описание

Лазерное излучение точечно нагревает сталь, она начинает плавиться, а затем испаряться. В зону работы подается газ (чаще всего кислород), который помогает избавиться от остатков, а также охлаждает область.

Из-за высоких энергетических затрат способ используется только с тонколистовыми изделиями.

Преимущества метода

К достоинствам следует отнести:

• Нет механического контакта, поэтому минимизирован риск деформации даже самых хрупких деталей.
• Толщина обрабатываемого листа — от 0,2 до 300 мм в зависимости от материала.
• Высокая скорость.
• Небольшое количество отходов.
• Чистый срез.
• Максимальная точность.

Газовый способ

Второе название — кислородная резка. Струя газа воздействует на уже разогретую до 1100 градусов заготовку. Под воздействием кислорода происходит процесс горения. А сам поток выдувает остатки сплава.

Необходимо отметить, что при взаимодействии происходит окисление крайнего среза, поэтому необходима последующая шлифовка.

Вывод

В статье мы рассказали про основы обработки металлов резанием. Способов множество, но технология остается прежней и используется повсеместно.

Обращайтесь в ООО «Роста», если вы решили купить приспособления для промышленного пользования. У нас в наличии и на
заказ имеются ручные и полуавтоматические ленточнопильные станки, а также маятниковые, вертикальные и двухстоечные агрегаты.
Цена на товары снижена в 1.5 — 2 раза по сравнению с зарубежными аналогами.

Чтобы уточнить интересующую вас информацию, свяжитесь с нашими менеджерами по телефонам
8 (908) 135-59-82; (473) 239−65−79; 8 (800) 707-53-38. Они ответят на все ваши вопросы.

Способы механической обработки металлов резанием

Металлических деталей существует целая масса, они отличаются своей формой, весом, качеством, поэтому и виды обработки металлов резанием тоже будут отличаться друг от друга. Для изготовления любой детали понадобится металлический материал, им может выступать: сварные заготовки, пластмассы, штамповки, отливки сортовой прокат, поковки. Такие названия можно соединить в одну группу под названием “заготовки”.

Чтобы деталь соответствовала всем заданным параметрам, токарь или фрезеровщик должен снять с заготовки весь лишний металл. До получения нужной формы, мастер будет обрабатывать деталь используя, станок для резки металла или слесарное ручное оборудование. Тот ненужный снятый слой металла называется “припуском на обработку”. В этом и состоит вся сущность обработки металлов резанием.

Существующие способы резания металла

Давайте подробно рассмотрим основные методы обработки металлов резанием, какие они бывают, чем выполняются и т. д.

1. Точение (обточка). Выполняется, когда заготовка не слишком отличается размерами от нужной детали. Этот процесс может выполняться на таком оборудовании (станках): токарных, фрезерных, сверлильных, шлифовальных, долбежных, строгальных и т. д. Для этого резания используют резец токарного станка. Процесс происходит при большой скорости вращения детали, которую ей обеспечивает резец. Это движение называется “главным”. А резец двигается медленно и поступательно, вдоль или поперек. Такой вид движения имеет название “движение подачи”. Скорость резания определяется главным движением.

2. Сверление. Это методы обработки металлов резанием, где название говорит само за себя. Происходит на любом станке, где есть сверло. Заготовка зажимается прочно в тисках, а сверло вращается медленными поступательными движениями по одной прямой. В результате, в детали появляется отверстие с диаметром равным размеру сверла.

3. Фрезерование. Такие способы обработки металлов резанием могут выполняться лишь на специальных столах-станках – горизонтально-фрезерных. Главным инструментом станочника выполняющего фрезерную обработку металла, которое и совершает главное движение, является фреза. Движение подачи производит в продольном направлении заготовка, оно происходит под прямым углом относительно движению станка. Будущую деталь крепко зажимают на столе, и все время она остается неподвижной.

4. Строгание. Происходит на поперечном строгательном оборудовании, станках. Обработка заготовки происходит резцом, выполняющим медленные движения по заданному направлению и обратно. Главное движение принадлежит инструменту – немного изогнутому резцу. Движение подачи совершает заготовка, при чем, оно не сплошное, а прерывистое. Направление последнего движения прямо перпендикулярно главному. В этом виде станков движение резания высчитывается путем сложения рабочего и холостого ходов.

5. Шлифование. Мероприятие выполняется при помощи шлифовального круга на кругло шлифовальных станках. Режущий круг делает вращательные движения, а заготовка получает прямолинейную и круговую подачу, но если вытачивается деталь цилиндрической формы. Когда предметом обработки есть плоская поверхность, то заготовка получает подачу лишь в прямом направлении.

Проходившая выставка в Москве “металлообработка 2013” поражает наличием современного оборудования. фото оборудования с которой представлены в следующем сюжете :

Основная терминология при резании металлов

Глубиной резания называется толщина металла, выраженная в миллиметрах, которая удаляется при одном движении станка. Подачей принято называть расстояние в миллиметрах, совершаемое за одно движение режущего предмета или на которое он передвигается за один свой оборот. Скорость резания – это длина, описанная в метрах, которая понадобится для работы станка за определенно взятый отрезок времени. Такой единицей измерения принято брать минуту.

Для тех, кто хочет лично разобраться в подробностях, достаточно набрать в поисковике – обработка металлов резанием справочник технолога.

Для любого вида резания нужно приложить усилия, чтобы помочь инструменту отделить слой металла. Такие усилия называются “усилиями резания”, именно это понятие помогает найти сопротивление резанию. Сила, с которой материал противостоит инструменту, называют “коэффициентом резания”, для каждого металла он различный. Размер этой величины берется с сечением в 1 мм².

Какие бывают станки по назначению, мы уже описывали выше, а вот по уровню автоматизации они бывают: гидрофицированные, оснащенные программным управлением, автоматы и полуавтоматы.

Хотите сделать металлическую печку для бани самостоятельно? Как соорудить ее своими руками, читайте в этой статье.

Финальным этапом работы с металлом является его закалка. Как правильно ее производить, читайте в статье по https://elsvarkin.ru/texnologiya/texnologiya-zakalki-i-otpuska-stali/ ссылке.

Для чего предназначен каждый станок

• Токарные станки производят отверстия в цилиндрах и конусах. Им можно нарезать резьбу, просверлить или зенкеровать. Инструментом этого станка есть резцы разных типов.
• Сверлильные станки делают такие же операции, как и токарные, но еще умеют растачивать резьбы или отверстия. Работа выполняется при помощи сверл, энкеров, разверток, метчиков, резцов.
• Фрезерные станки предназначены для работы с плоской поверхностью или фигур, которые сложно сконструированы. Такие операции проводятся с помощью множества лезвий, которые имеет фреза. Такой инструмент тоже имеет свою классификацию.
• Строгальные станки работают с помощью резцов. Обрабатывают плоские и фасонные заготовки, могут выстрогать траншею.
• Шлифовальные станки шлифуют с высокой точностью, производят все отделочные работы. Инструмент такого станка – брус и круг.
• Зуборезные станки помогают вырезать зубья на детали формой конуса или цилиндра.

Если Вы захотите прочесть подобную информацию в несколько развернутом виде, то Вам понадобится учебник обработка металлов резанием, или регулярное издание такое как “журнал металлообработка и станкостроение”.

Лекции на тему «Обработка материалов резанием»по дисциплине материаловедение

Обработка металлов резанием активно используется во многих отраслях, в наибольшей степени – в машиностроении, где является важной и дорогостоящей частью процесса. Это объясняется высокими требованиями, которые предъявляются к изделиям: они должны быть безупречны с точки зрения качества и геометрической точности.

Обработка резанием этим требованиям вполне удовлетворяет, позволяя создавать уникальные высокоточные детали. Именно поэтому уже много лет она не теряет своей популярности.

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.

Газокислородная резка металла

Такой вариант доступен при соблюдении целого ряда условий. В первую очередь можно резать только изделия и конструкции, которые содержат строго определенное количество примесей. Конструкция не должна отличаться высокой теплопроводностью.

Важно. Чтобы температура плавления обрабатываемого материала, была выше, чем температура горения. При этом важно, чтобы разница не была меньше 50°С.

Те оксиды, которые получаются в результате резания металла должны обладать высокими показателями жидкотекучести. В противном случае они будут серьезным препятствием длясгораня основного металла. Процесс станет более дорогим и экономически не выгодным.

См.также: Обработка металла давлением

Технология резки газом

Данная разновидность резки не является наиболее часто используемой. Она применяется, когда необходимо раскроить сплавы до 6 см толщиной. Вся процедура происходит за счет того тепла, что выделяется при реакции окисления. При этом все продукты сгорания удаляются из области разреза непосредственно потоком газа.

Важно правильно провести подготовку к разрезанию металла, а также технологически правильно соблюдать все нюансы процесса:

1. Непосредственно линию разреза, а также область на 20 см вокруг следует очистить ото всех посторонних материалов. В противном случае может случить возгорание или даже взрыв. Специалисты советуют зачистить даже ржавчину, поскольку ее наличие сильно замедлит процесс резки.
2. Непосредственно под линией разреза важно сделать свободное пространство в 10-15 см. Если поток газа будет отражаться на деталь и не сможет свободно выходить, то в результате резки возникнет отрицательная турбулентность и в итоге скорость процесса очень сильно снизится.
3. Режущий инструмент должен быть расположен строго по вертикали. Отклонение больше чем в 5° значительно снизить точность резки и качество выполняемой работы.
4. Рабочий, выполняющий резку при помощи газа должен иметь высокий уровень квалификации.

При выполнении всех перечисленных условий, место разреза будет ровным, а скорость и качество выполняемых работ превысит многие другие варианты резки металла.

Виды газовой резки

Есть несколько разновидностей резки металла газом. Каждый из них применяется в своих условиях и имеет несколько технологических особенностей:

• Пропаном — один из наиболее популярных методов газовой резки. Абсолютно не подойдет для разрезания высокоуглеродистых соединений. Прекрасно используется для резки титановых соединений и низколегированных сплавов.
• Воздушно-дуговая. В данном варианте помимо кислорода используется электродуга, которая вмонтирована в резак. Удобен при необходимости сделать широкую линию разреза.
• Кислородно-флюсовая. Название дано за счет флюсового порошка, который подается на обрабатываемую поверхность при резке. Благодаря своим свойствам данный порошок придает материалу большую пластичность и делает его более податливым при обработке резаком. Особенно это помогает при наличии на металле термостойкой оксидной пленки. Поэтому данный вид резки применяется для изделий из меди, чугуна, бронзы, латуни.
• Копьевая. При такой разновидности резки используется дополнительный расходный материала. Это специальная стальная труба — газовое копье. За счет ее применения повышается эффективность, скорость основного процесса. Используется такой вид резки применяется при обработке больших заготовок и массивных конструкций.

Вне зависимости от конкретного вида газовой резки, технология процесса предполагает, что специалист весь процесс контролирует и проводит сам, вручную, без участия автоматов.

Собственно на рукоятке резака есть три патрубка. По ним подается собственно кислород из баллона, пропан, а также жидкость для охлаждения. Давление кислорода может достигать 12 атмосфер. Выставляется данный показатель на редукторе баллона.

Кислород подается только после того как выполняется зажигание в факеле резака.

Важно. Важным параметром на производстве считается расход газа при газовой резке металла. Этот параметр зависит и от опыта специалиста, который осуществляет данный процесс, и от толщины металла, и от ширины разреза.

Основные способы обработки металлов

Обработку резанием выполняют на машиностроительном оборудовании, где применены такие способы снятия стружки:

1. 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.

Сверлением на станках сверлильного типа. Применяется для получения отверстий сквозных и глухих необходимого диаметра с помощью сверл центровочных, перовых, спиральных и т. д.

Строганием на станках поперечно-, продольнострогальных, строгально-долбежных и др. типов. При этом применяют резцы изогнутые и прямые.

Точением на одноименных станках поверхностей цилиндрических, конических, торцевых наружных и внутренних. Заготовка при этом совершает вращательное движение, резец снимает припуск за один или несколько проходов.

Фрезерованием с помощью фрез. В этом случае заготовка закрепляется на станке неподвижно и может двигаться только в продольном направлении. Рабочий орган совершает вращательное движение.

Шлифованием на специальном круге, который совершает обороты с определенной скоростью. Таким способом можно получить деталь с необходимой степенью шероховатости и чистоты, которые могут достигать долей миллиметра.

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.

Теория и практика

Теоретические труды по металлообработке начали появляться в 19 веке вместе с первыми аппаратами. Основная задача науки — увеличение скорости обработки при сохранении статичности и стойкости резца, а также:

• поиск и развитие альтернативных методов (это плазменная, газовая, лазерная резка);
• минимизация возникновения тепла при трении;
• способы охлаждения конструкции.

Научные разработки тесно связаны с результатами исследований по материаловедению, поскольку основным направление этой науки является изучение физических и химических характеристик сплавом — их прочность, твердость, температура пластичности и пр.

Применяемое оборудование и инструменты для резания

Как было отмечено, оборудование отличается по типу применяемого металлорежущего инструмента. Выпускается оно в большом ассортименте российскими и зарубежными компаниями, подбирают его в зависимости от вида работ, которые планируют выполнять. Многие из них являются универсальными, т. е. предназначены для выполнения ряда разного типа операций.
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.

Преимущества метода

На рынке раскроя металлических изделий лазерная резка является одной из наиболее востребованных. Она в значительной мере сделала работу с твердосплавными материалами более простой. Ведь они достаточно сложные в плане обработки и часто могли ухудшиться после таких манипуляций. Для лазерной резки лучше всего подойдут:

• сталь;
• цветные металлы;
• алюминиевые сплавы.

Толстые листы тоже гораздо лучше обрабатываются. Будет проще работать со сложными формами металлических деталей и делать отверстия в очень твёрдых материалах с малым диаметром. Здесь в плане геометрии можно дать волю своей фантазии. Система может быть автоматизирована. Достаточно для этого создать специальный файл с заданной программой на компьютере. Механических воздействий на металл не будет – это тоже немаловажно. Также при лазерной обработке замечены следующие преимущества:

• Возможность создания сложного контура реза.
• Можно обрабатывать практически любой листовой металл независимо от его теплофизических характеристик.
• Высокая точность работ.
• Резка возможна даже на легко деформируемых и не слишком жёстких материалах.
• Высокая производительность за счёт применения большой мощности лазера.
• Если поверхность должна быть гладкой, то лучше использовать сфокусированный луч с регулируемой мощностью.

Конструктивные элементы режущего инструмента

Инструмент для выполнения резательных операций на машиностроительных станках состоит из рабочей части (в некоторых случаях совмещается с калибрующей) и присоединительной. 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.

Применение токарных станков

Оборудование для резки бывает разным. Один из ключевых типов станков – это токарный. Его применение практиковалось ещё в древние времена. Тогда его приводили в действие благодаря верёвочным приспособлениям наподобие лука для стрельбы. В такой сфере, как резание металлов, токарная обработка в нынешнее время применяется с целью изготовления машинных деталей. Причём это делается настолько точно и быстро, что механическим путём таких целей достичь не удастся.

Основанием станка этого типа является станина. Заготовку нужно зажать между центрами задней и передней бабки или же в патроне. В суппорте укрепите резец. Установите посредством специальной коробки, напоминающей автомобильную, требуемую скорость вращения для резки. На инструменте присутствует ходовой валик, который приходит в движение от неё и смещает суппорт вместе с резцом. Если кроме него стоит ходовой винт, то тогда посредством такого станка можно выполнять нарезку. Когда же присутствует поворотная головка вместо задней бабки, инструмент называется токарно-револьверным. Такой станок для резки может выполнять разные виды работы. Для обработки изделий с большим диаметром используют такие инструменты, как лоботокарный или карусельно-токарный аппарат. Существуют и прочие его виды.

Особенности шлифования

Задача шлифовального оборудования — снятие тонкого верхнего слоя с целью устранения видимых дефектов, выравнивания поверхности и вреза и достижение необходимой степени шероховатости.

Станок оснащен абразивным диском. Это основной инструмент шлифовки. Поверхность и торцевая часть обмазаны специальным составом, который удерживает мелкие частицы абразива. Зерна могут быть разной фракции, они расположены симметрично и повернуты разными углами, режущими кромками, чтобы производить частичное снятие стружки.

Лекция 1 Основные понятия о резании металлов

Лекция 1 ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ О РЕЗАНИИ МЕТАЛЛОВ

1. Режущий инструмент и процесс резания

Процесс резания – это обработка металлов путем снятия стружки. Стружку снимают режущими инстру­ментами. Основным элементом всякого режущего инструмента является режущий клин, который при относи­тельном движении врезается в обрабатываемую деталь и удаляет слой металла в виде стружки.

Чтобы выяснить роль основных элементов режущего инструмента, рассмотрим простейший случай работы резца.

Предположим, что в суппорте поперечно-строгального станка закреплен прямоугольный термически обра­ботанный брусок А (рис. 1), а на столе станка в тисках закреплена заготовка Б. При перемещении суппорта с закрепленным в нем бруском Л по направлению стрел­ки и с заготовки Б будет удален слой металла глуби­ной t.

Рис. 1. Схема работы резца.

Таким образом, термически обработанный бру­сок Л будет резать более мягкий металл заготовки Б. Но резать в таких условиях будет тяжело, так как ниж­няя плоскость бруска будет сильно тереться о поверх­ность заготовки, а металл перед бруском А сильно де­формироваться.

Если нижнюю плоскость бруска А сошлифовать под углом a, а переднюю направить под углом g, то резание облегчится. Следовательно, изменив форму бруска, мы можем значительно уменьшить как трение его о поверх­ность резания, так и деформацию металла при образо­вании стружки.

Из рис. 5 видно, что с увеличением углов a и g про­цесс резания будет протекать легче, так как чем острее клин, т. е. чем меньше угол, образованный передней и задней плоскостями, тем меньше усилия требуется для его врезания в металл. Угол, образованный передней и задней плоскостями, называется углом заострения и обо­значается греческой буквой b. Таким образом, величина приложенного усилия будет зависеть от величины угла заострения: чем меньше угол заострения b тем легче клин будет проникать в металл, и, наоборот, чем больше угол заострения, тем труднее клину врезаться в металл. Но уменьшение угла заострения b приводит к механиче­ской непрочности резца. Это и ограничивает увеличение величины углов a и g.

При токарной обработке процесс снятия стружки происходит в результате со­четания двух одновременно действующих рабочих дви­жений, одно из которых вра­щательное, а второе — по­ступательное. Вращение об­рабатываемой заготовки v (рис. 2) называется глав­ным движением, а пере­мещение резца S относи­тельно заготовки — движением подачи.

Рис.2 Главное движение и движение подачи при точении

В процессе резания на детали различают следующие три поверхности: 1 – обрабатываемую поверхность, 2- поверхность резания и 3- обработанную поверхность (рис. 2).

Обрабатываемая – это та поверхность детали, кото­рая подлежит обработке, т. е. с которой снимается стружка.

Поверхностью резания называют поверхность, кото­рая образуется на детали непосредственно режущей кромкой резца. С нее срезается стружка при каждом обороте детали.

Обработанной называют поверхность детали, полу­ченную после снятия стружки.

2 Элементы режима резания

Элементами режима резания являются:

Глубина резания—это толщина слоя металла, сре­заемого резцом за один, проход (рис. 3). Глубина ре­зания обозначается буквой t и измеряется в миллимет­рах как линейное расстояние между обрабатываемой и обработанной поверхностями. При точении глубина резания измеряется в осевой плоско сти детали и равна:

где D—диаметр обрабатываемой поверхности, мм, d —диаметр обработанной поверхности, мм.

Рис.3 Поперечное сечение срезаемого слоя металла

Глубина резания и подача характеризуют основные размеры стружки.

Ширина срезаемого слоя (стружки) – это расстояние между обрабатываемой и обработанной поверхностями, измеренное по поверхности резания. Ши­рина стружки обозначается буквой b и измеряется в мил­лиметрах.

Толщиной срезаемого слоя называют расстояние, из­меряемое в направлении, перпендикулярном к ширине стружки, между двумя последовательными положениями поверхности резания за один оборот детали. Толщина из­меряется в миллиметрах и обозначается буквой a.

Номинальной площадью none речного сечения стружки называют произведение глубины резания t на подачу S или ширины стружки b на толщину а:

Глубина резания t, подача на оборот S, ширина b и толщина а срезаемого слоя связаны между собой сле­дующими зависимостями:

b =

a = S sinj

С изменением главного угла в плане j изменяются толщина и ширина стружки (срезаемого слоя) при по­стоянных величинах глубины резания и подачи. Чем меньше угол в плане, тем стружка тоньше, но шире, и наоборот.

При угле в плане j=90° ширина стружки равна глу­бине резания (b=t), а толщина—подаче (а =S). Во всех случаях, когда глубина резания и подача неизмен­ны, площадь срезаемого слоя остается постоянной.

Скорость резания—путь перемещения режущей кромки относительно обрабатываемой поверхности в еди­ницу времени. При точении скорость резания измеряется в плоскости вращения детали как окружная скорость обрабатываемой поверхности, наиболее отдаленной от оси вращения. Скорость резания обозначается буквой v и измеряется в метрах в минуту, т. е.

v =

или после сокращения:

v =

где D—диаметр обрабатываемой поверхности заготов­ки, мм;

п — число оборотов заготовки в минуту.
Для настройки станка на заданную скорость резания нужно определить число оборотов шпинделя станка. Число оборотов шпинделя вычисляется по следующей формуле:

Если такого числа оборотов шпинделя у станка нет, то следует взять ближайшее меньшее число оборотов и произвести перерасчет фактической скорости резания при этом числе оборотов.

3 Геометрические параметры резцов

Резцы состоят из державки и головки. Головка яв­ляется режущей частью резца. Углы заточки головки резца определяют ее геометрические параметры, от пра­вильного выбора которых зависят стойкость резца, производительность тру­да и качество обрабаты­ваемой поверхности.

Режущая часть резца образуется заточкой трех поверхностей: передней 1 (рис. 4), задней глав­ной 4 и задней вспомога­тельной 3. В большинстве случаев поверхности рез­ца являются плоскостями.

Рис.4 Элементы резца

Режущие кромки резца образуются пересече­нием трех поверхностей заточки. При пересечении задней главной поверхности с передней образуется главная режущая кромка 6, выполняющая основную работу реза­ния, а от пересечения задней вспомогательной поверхно­сти с передней – вспомогательная режущая кромка 2.

Точка, в. которой пересекаются передняя, задние глав­ная и вспомогательная поверхности, называется верши­ной (5) резца.

Наклон, отдельных поверхностей задается углами, из­меряемыми в определенных плоскостях. Для правильного определения углов необходимо различать плоскость ре­зания, т. е. плоскость, касательную к поверхности резания и проходящую через, главную режущую кромку;

основную плоскость, параллельную продольной и попе­речной подачам; главную секущую плоскость, перпен­дикулярную к проекции главной режущей кромки на основную плоскость, и вспомогательную секущую плос­кость, перпендикулярную к проекции вспомогательной режущей кромки на основную плоскость (рис. 5).

Главные углы, оказывающие непосредственное влияние на процесс резания, измеряются в главной секущей плоскости. Вспомогательные углы рабочей части резца измеряются во вспомогательной секущей плоскости.

Рис. 5 Геометрические параметры резца.

Передним углом g (гамма) называется угол между передней поверхностью и плоскостью, перпендикулярной плоскости резания и проходящей через главную режу­щую кромку. Величина переднего угла g выбирается в зависимости от формы передней поверх­ности, материала режущей части резца и обрабатывае­мого материала.

Задним углом a (альфа) называется угол между главной задней поверхностью резца и плоскостью реза­ния. Величина его устанавливается в зависимости от вида обработки и обрабатываемого материала.

Угол заострения b (бета) —это угол между передней и главной задней поверхностями.

Угол между передней поверхностью и плоскостью ре­зания называется углом резания d (дельта).

Проекции главной и вспомогательной режущих кро­мок на основную плоскость образуют угол при вершине e (эпсилон).

Углы между направлением подачи и проекциями главной и вспомогательной кромок на основную плос­кость составляют главный j (фи) и вспомогательный j1 углы в плане. Эти углы играют огромную роль в процессе резания и выбираются в зависимости от жесткости систе­мы станок—инструмент—деталь. Главный угол в плане j должен составлять 30…45°. При недостаточной жест­кости системы станок—инструмент—деталь угол j сле­дует назначать в пределах 60—90°.

Кроме перечисленных углов, резец имеет еще один угол, который называется углом наклона главной режу­щей кромки и обозначается l, (лямбда). Этот угол за­ключен между главной режущей кромкой и линией, про­ходящей через вершину резца параллельно основной плоскости. Измеряется он в плоскости, проходящей че­рез главную режущую кромку перпендикулярно к основ­ной плоскости.

Угол считается положительным, когда вершина рез­ца является наинизшей точкой режущей кромки (рис. 6, в), и отрицательным, когда вершина резца бу­дет наивысшей точкой кромки (рис. 6, а). Этот угол равен нулю, когда главная режущая кромка параллель­на основной плоскости (рис. 6, б).

Основное назначение угла наклона режущей кромки состоит в том, чтобы сообщать желаемое направление сходу стружки. Кроме того, он влияет на прочность вер­шины резца. При положительном угле наклона упроч­няется вершина резца и улучшается отвод тепла, но стружка сходит в сторону обработанной поверхности.

При отрицательном угле наклона режущей кромки об­легчается сход стружки, которая отводится в. сторону обрабатываемой поверхности, но зато ослабляется вер­шина резца и ухудшается отвод тепла. Если угол на­клона равен нулю, то стружка обычно сходит перпенди­кулярно режущей кромке.

Рис. 6. Угол наклона главной режущей кромки резца.

Величины всех рассмотренных углов зависят от ма­териала обтачиваемой детали, материала самого резца и от условий работы. Так как все эти обстоятельства за­ранее предвидеть невозможно, то в нормативах рекомен­дуются средние величины углов, которые затем уточня­ются для конкретных