2020-06-08
1951
Обработка резанием – срезание с заготовки слоя материала в виде стружки. Срезаемый слой материала называется припуском. Важным в определении обработки резанием является указание на то, что припуск превращается в стружку. Дело в том, что есть физические и химические методы обработки (электронно-лучевая, лазерная, плазмо-химическая и др.), при которых припуск с поверхности заготовки удаляется, но стружки при этом нет. Такие методы к обработке резанием не относятся. Далее будем рассматривать обработку резанием металлических заготовок. Заготовки получают известными нам способами литья, обработки давлением, сварки. Удаляя с них припуски, получают детали определённой геометрической формы и размеров. Обработкой резанием достигается и заданная шероховатость поверхностей, с которых удаляют припуски.
В машиностроительном производстве обработка металлов резанием – самый распространённый тип технологических процессов. Ежегодно в народном хозяйстве нашей страны нарезаются миллионы тонн стружки. Конечно, это не основной показатель машиностроительного производства (стружка – отход), но по количеству стружки очень хорошо видны масштабы производства, осуществляющего резание металлических заготовок. И ещё один обобщённый показатель: около половины стоимости машины – стоимость обработки резанием её деталей.
Схемы обработки заготовок резанием
Схемы обработки резанием различаются по инструменту, осуществляющему резание и по тому, как движутся инструмент и заготовка в процессе резания.
1. Токарная обработка (точение).
1 – заготовка,
2 – режущий инструмент – резец,
n – вращение заготовки – главное движение,
S – поступательное движение резца на заготовку – движение подачи.
Какие признаки позволяют считать эту схему токарной обработкой? Резание производится резцом. Осуществляется токарная схема движений: главное движение – вращение заготовки, движение подачи – поступательное движение резца на заготовку. Следует пояснить термины “главное движение”, ”движение подачи”.
В теории резания главным называют движение, которым производится стружкообразование, стружкоотделение. Ещё это движение называют движением резания. Движение подачи это движение врезания инструмента (в данном случае резца) в заготовку. Этим движением обеспечивается непрерывность процесса резания. Поскольку инструмент подаётся на заготовку, постольку это движение назвали подачей или движением подачи. Можно использовать вместо термина движение подачи термин вспомогательное движение резания.
2. Фрезерование.
1 – заготовка,
2 – режущий инструмент – фреза,
n – вращение фрезы – главное движение,
S – поступательное движение заготовки на фрезу (движение подачи).
Резание производится фрезой. Осуществляется фрезерная схема движений: главное движение – вращение фрезы, движение подачи – движение заготовки на фрезу.
3. Строгание.
1 – заготовка,
2 – режущий инструмент – резец,
n – возвратно-поступательное движение резца – главное движение,
S – прерывистое (мелкими шагами) движение заготовки – движение подачи (на рисунке к нам).
Резание производится резцом. Осуществляется строгальная схема движений. Главное движение – возвратно-поступательное движение резца. При движении вперёд (справа налево) резец строгает заготовку. При движении назад (слева направо) резец совершает холостой ход, проскальзывает по заготовке. Движение подачи – прерывистое (мелкими шагами) движение заготовки поперёк движения строгания. Движение заготовки согласовано с движением резца. Когда резец движется вперёд (строгает заготовку), заготовка неподвижна. Когда резец движется назад (проскальзывает по заготовке), заготовка скачком перемещается поперёк движения резца на небольшой (0,1…2 мм) шаг.
4. Сверление.
1 – заготовка,
2 – режущий инструмент – сверло,
n – вращение сверла – главное движение,
S – поступательное движение сверла на заготовку – движение подачи.
Резание производится сверлом. Осуществляется сверлильная схема движений: главное движение – вращение сверла, движение подачи – поступательное движение сверла на заготовку. Сверло движется вдоль оси, вокруг которой вращается. Другие направления поступательного движения сверла в сверлильной схеме движений не возможны.
5. Протягивание.
1 – заготовка,
2 – режущий инструмент – протяжка,
n – поступательное движение протяжки главное движение,
P – сила, тянущая протяжку.
Резание производится протяжкой. Осуществляется протяжная схема движений. Это уникальная схема движений: при протягивании есть только одно, главное, движение. Движение подачи отсутствует. Из выше изложенного получалось, что для осуществления обработки резанием требуется два движения: главное и подача, резание и врезание. А тут только движение резания и нет движения врезания. Как такое возможно? Посмотрим, как протяжка взаимодействует с обрабатываемой поверхностью.
На рисунке показаны с большим увеличением два зуба протяжки. Зубья имеют разную высоту: последующий (на рисунке правый) чуть выше предыдущего (на рисунке левого). Ясно, что при движении протяжки справа налево последующий зуб протяжки будет срезать с обрабатываемой поверхности то, что не срезал предыдущий, т. е. будет срезать слой металла толщиной t. Будем считать t=Sz, где Sz – подача на зуб. Вот эта, постепенно увеличивающаяся от начала протяжки к её концу, высота зубьев и есть подача (Sz). Подача при протягивании осуществляется не движением врезания, а заложена в конструкцию протяжки.
Теперь можно объяснить, что делает протяжка с заготовкой на схеме, иллюстрирующей процесс протягивания. В заготовке было отверстие, через которое головная часть протяжки прошла свободно, с небольшим зазором. Головную часть протяжки захватили замком протяжного станка и тянут влево силой РР. Пройти сквозь отверстие протяжка может только срезая со стенок отверстия припуск своими зубьями. Процесс завершится, когда протяжка вся целиком пройдёт сквозь отверстие. Ясно, что отверстие после протягивания будет иметь сечение и размеры, соответствующие выходному сечению протяжки. Для примера рассмотрена схема протягивания отверстия. Возможно протягивание и наружных поверхностей (пазов, канавок, уступов, лысок, плоскостей).
6. Шлифование.
1 – заготовка;
2 – режущий инструмент – шлифовальный круг;
nк – вращение шлифовального круга – главное движение;
Sкр – вращение заготовки – круговая подача;
Sпр – поступательное движение круга – продольная подача.
Резание производится шлифовальным кругом. Шлифовальный круг – абразивный режущий инструмент. У него нет режущих зубьев (режущих лезвий), как у всех выше рассмотренных инструментов. Шлифовальный круг режет своей шершавой поверхностью – мелкими, твёрдыми, острыми абразивными частицами, вкрапленными в его материал, выходящими на его поверхность. Главное движение – вращение шлифовального круга. Движений подачи два: Sпр - продольная подача – движение шлифовального круга вдоль оси заготовки, Sкр - круговая подача – вращение заготовки. Два движения подачи понадобились для того, чтобы круг мог прошлифовать заготовку по всей поверхности. Оказывается, что движений подачи может быть два. Далее будет показано, что их может быть и больше двух.
Как из нескольких движений инструмента и заготовки выбрать, какое из них главное? Надо выявить, каким из движений осуществляется резание (стружкоотделение). Если это сделать не удаётся, то можно поступить формально. Следует вычислить скорости всех движений, обеспечивающих процесс резания. Движение, совершающееся с наибольшей скоростью, будет главным, остальные движения следует считать движениями подачи.
