Резание металлов и режущий инструмент

Сущность технологии изготовления деталей машин состоит в последовательном использовании различных технологических способов воздействия на обрабатываемую заготовку с целью придать ей заданную форму и размеры указанной точности. Она осуществляется металлорежущими инструментами и ведется на металлорежущих станках. Обработка резанием заключается в срезании с обрабатываемой заготовки некоторой массы металла, называемой припуском.

После срезания заготовки всего припуска она превращается в готовую деталь. Удаляемый при обработке резанием слой материала заготовки превращается в стружку.

Все способы и виды обработки металлов, основанные на срезании припуска и превращении его в стружку, составляют разновидности, определенные термином «резание металлов».

В настоящем цикле лабораторных работ рассмотрено резание металлов только лезвийным инструментом, имеющим определенную форму, размеры и геометрию заточки. Чтобы режущий инструмент выполнял свое предназначение, материал его рабочей части должен быть значительно тверже обрабатываемого материала. Термообработанные инструментальные стали имеют твердость в пределах HRCэ 63…64, твердые сплавы синтетические инструментальные материалы имеют твёрдость, измеряемую по шкале А Роквелла HRA 87…93.

При резании металлов в зоне развития высоких температуры, а инструментальные материалы должны сохранять свои механические свойства при этих температурах. Различные инструментальные материалы должны сохранять свои механические свойства при этих температурах. Различные инструментальные материалы имеют температуроустойчивость в широких пределах от 220 до 18000 С.

При обработке заготовок лезвийным инструментом различают поверхности, показанные на Рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 – Обработка заготовки лезвийным инструментом.

Для осуществления обработки заготовки резанием назначаются и анализируются режимы резания по которым подразумеваются:

ГЛУБИНА РЕЗАНИЯ t – величина проникновения лезвия инструмента в материал заготовки при выполнении каждого рабочего хода, мм.

СКОРОСТЬ РЕЗАНИЯ V – скорость главного движения резания (т. е. движения, осуществляемого с наибольшей скоростью), м/мин. Вспомогательное перемещение инструмента относительно заготовки носит название ПОДАЧИ S.

В зависимости от вида обработки различают подачу на оборот (мм/об), если устанавливается перемещение в направлении движения подачи, соответствующее одному обороту инструмента или заготовки, совершаемому во вращательном главном движении; в миллиметрах на зуб (мм/зуб), если устанавливается перемещение в направлении движения подачи, соответствующее повороту инструмента на один угловой шаг его режущих зубьев: в миллиметрах на двойной ход (мм/дв.ход),если перемещение соответствует двойному ходу заготовки или инструмента.

Формообразование поверхностей на токарном станке.

Обработка поверхностей заготовки на токарном станке может производиться различными режущими инструментами: резцами всех типов, стержневыми и фасонными инструментами (сверлами, зенкерами, развертками, метчиками и т.д.). Чаще всего, обработка ведется резцами. В этом случае вращается заготовка со скоростью резания V, мм/мин, определяемой зависимостью:

где d – диаметр обрабатываемой поверхности заготовки, мм;

n – частота вращения заготовки(шпинделя станка), об/мин.

Подача задается в миллиметрах на оборот заготовки (S, мм/об) и осуществляется параллельно образующей обработанной поверхности при обточке и расточке или в направлении, перпендикулярном к оси вращения шпинделя пир подрезке торцов.

Геометрические параметры режущего инструмента показаны на Рисунке 1.2.

Рисунок 1.2 – Геометрические параметры режущего инструмента.

Принятая система координат: геометрическая ось резца параллельна оси y (по нормали к обработанной поверхности). Нижняя опорная плоскость резца совмещена с плоскостью ХОУ. Ось вращения заготовки параллельна оси ОХ.

φ –главный угол в плане – угол в основной плоскости между проекцией на неѐ вектора скорости подачи Vs и проекцией главной режущей кромки;

φ1 – вспомогательный угол на плане – угол в основной плоскости между проекциями на неѐ вспомогательной режущей кромки и направлением проекции вектора подачи;

λ- угол наклона главной режущей кромки и плоскостью, проходящей через вершину резца параллельно основной плоскости (положительный, если вершина резца – самая низшая точка главной режущей кромки над основной плоскостью);

γ- главный передний угол – угол в главной секущей плоскости между линиями пересечения еѐ с передней поверхностью и горизонтальной плоскостью;

α – главный задний угол – угол в главной секущей плоскости между линиями пресечения еѐ с главной задней поверхностью;

ρ – радиус закругления вершины резца.