Какие показатели обрабатываемости металлов вы знаете

и как они взаимосвязаны?

К числу показателей, определяющих сущность термина «обрабатываемость резанием», относятся:

‒ сила резания (момент вращения) по сравнению с эталонным металлом (обычно сталь 45), измеренная в равных режимных условиях;

‒ эффективная мощность, затрачиваемая на резание по сравнению с эталонным металлом в равных режимных условиях;

‒ усадка стружки продольная и поперечная как мера пластической деформации, необходимой и достаточной для ее срезания и образования новых поверхностей на стружке и обрабатываемой заготовке;

‒ наличие или отсутствие склонности к наростообразованию в равных условиях резания, а также форма нароста;

‒ качество поверхностей, обработанных резанием в равных и оптимальных режимных условиях, оцениваемое шероховатостью и остаточным напряжением в поверхностных слоях изготовленной детали;

‒ интенсивность изнашивания инструментального материала по сравнению с резанием эталонного металла;

‒ теплота, выделяющаяся при деформации материала срезаемого слоя и контактном взаимодействии трущихся поверхностей, а также ее распределение между стружкой, обрабатываемым материалом и инструментом;

‒ вид, форма и размеры срезанной стружки, определяющие удобство ее отвода, хранения и транспортировки, возможность принудительной завивки и ломания стружки, а также безопасность обслуживающего персонала;

‒ энергозатраты на срезание единицы массы стружки.

2 раздел «Обработка материалов точением и строганием»

2.1. Каковы основные виды стружек?

Основными видами стружки (рис. 3.2) являются стружка надлома; элементная стружка; ступенчатая стружка; сливная стружка.

3

Стружка надлома образуется при обработке твердых и хрупких металлов(чугун,бронза). Сила резца в этом случае не вызывает пластических деформаций стружки, и она откалывается от заготовки кусочками неправильной формы, образуя на обработанной поверхности различные углубления и выступы, делающие ее грубой, шероховатой.

4

Элементная стружка редко встречается,так как образуется при обработке с малойскоростью резания твердых, маловязких металлов и при большой толщине среза. Такая стружка имеет вид отдельных, несколько деформированных элементов.

5

Ступенчатая стружка состоит из ряда элементов,достаточно прочно связанныхмежду собой, и обычно образуется при обработке стали средней твердости, при средней скорости резания.

6

Сторона стружки, скользящая по передней поверхности резца — гладкая, а противоположная — ступенчатая, с острыми зазубринами.

7

Сливная стружка образуется при обработке с достаточно большой скоростьюрезания вязких металлов. Сторона стружки, соприкасающаяся с резцом, — гладкая, противоположная же сторона имеет слегка шероховатую поверхность, в связи с чем границы отдельных элементов стружки очень слабо заметны.

Рис. 3.1. Виды стружек:

а —надлома; б —элементная; в —ступенчатая; г —сливная; mn —плоскость деформации

 

2.2 Какие силы действуют на лезвие инструмента со стороны обрабатываемого материала?

Главная (касательная) составляющая силы резания P zсовпадает по направлениюсо скоростью главного движения резания в вершине лезвия. С учетом силы P z рассчитывают на прочность детали и узлы коробки скоростей станка, а также прочность резца.

 

Радиальная составляющая силы резания Р унаправлена по радиусу вращательногодвижения резания в вершине лезвия (перпендикулярно оси заготовки). Эта составляющая определяет силу отжима резца от заготовки и прогиб заготовки, влияющие на точность изготовления детали; по силе Р у рассчитывают на прочность механизм поперечной подачи.

 

Осевая составляющая силы резания Р хдействует параллельно оси главноговращательного движения резания. По этой силе рассчитывают механизм продольной подачи станка и изгибающий момент, действующий на стержень резца М х. По суммарному изгибающему моменту от сил P z и Р х рассчитывают на прочность крепежную часть резца. Равнодействующая силы определяется как сумма векторов трех составляющих (диагональ параллелепипеда):

 

P = P_z ²+ P_y ²+ P_x ².

2.3 Что называется наклепом обработанной поверхности?

При обработке резанием на РИ всегда образуется радиус кривизны вершины лезвия rв (рис. 1.13). Поэтому в стружку переходит лишь часть металла, подвергающаяся упругопластическому деформированию. Другая часть, толщина которой соизмерима с радиусом r в, образует обработанную поверхность. После прохождения резца относительно обработанной поверхности происходит упругое восстановление поверхностного деформированного слоя на величину r у — упругое последействие. В результате упругопластического деформирования обработанной поверхности повышаются прочностные характеристики (временное сопротивление, предел текучести σт, твердость НВ), снижается пластичность и изменяются физические свойства материала. Совокупность изменения указанных свойств материала называют упрочнением или наклепом. Наклеп характеризуется глубиной h н и степенью i н:

 

_{i =} ^HV пов _,

^н HV _исх

 

где HVпов и HVисх — микротвердость соответственно поверхностного и исходного материала.

 

 

 

Рис. 4.1. Схема образования поверхностного слоя стружки

 

Чем мягче и пластичнее ОМ, тем большему наклепу он подвергается.

2.4 Какое влияние оказывает нарост на процесс резания?

При некоторых условиях резания под влиянием высоких давлений и температур частицы ОМ задерживаются на передней поверхности лезвия, прочно сцепляются с ней, образуя нарост. Вследствие значительных деформаций твердость нароста становится в 2

 

— 3 раза больше твердости ОМ и нарост сам начинает резать металл, являясь как бы новым элементом режущего лезвия.

Нарост является положительным явлением при черновой обработке и отрицательным — при чистовой, так как снижает качество обработанной поверхности.

2.5 Каковы источники теплоты при резании?

Источниками теплоты при резании являются пластическое деформирование в зоне стружкообразования, трение стружки о переднюю поверхность РИ и трение поверхности резания и обработанной поверхности о задние поверхности лезвия РИ. Тепловыделениями за счет упругих деформаций и диспергирования обычно пренебрегают ввиду их незначительной величины.

2.6 Какое влияние оказывает теплообразование на процесс резания?

Теплообразование оказывает двойное воздействие на резание. С одной стороны, интенсивное тепловыделение облегчает деформирование материала срезаемого слоя, способствует образованию пограничного слоя на контактных поверхностях стружки и заготовки, вследствие чего уменьшается износ РИ и повышается качество обработанной поверхности. С другой стороны, тепловое воздействие на режущее лезвие РИ приводит к изменению структуры и физико-механических свойств ИМ (снижению его твердости). Температура в зоне главной РК достигает 800...1 000 °С, что приводит к потере режущих способностей РИ и ускоренному изнашиванию.

 

Кроме того, с повышением температуры РИ увеличиваются его размеры, что вызывает снижение точности обработки. Нагрев жестко закрепленной заготовки ведет к изменению ее размеров и деформациям, что также влияет на точность обработки.

2.7 Какие процессы изнашивание инструмента имеют место при резании?

При резании металлов в результате трения стружки по передней и задним поверхностям резца о поверхности заготовки происходит износ резца, протекающий в виде истирания и удаления микрочастиц с поверхностей, а также в виде микросколов (выкрашивания) РК.

Абразивное изнашивание происходит в результате царапания и истирания отдельныхучастков поверхностей РИ твердыми включениями, находящимися в ОМ. Контактные поверхности РИ могут царапать также частицы периодически разрушающегося нароста, твердость которого в несколько раз превосходит твердость ОМ.

Адгезионное изнашивание происходит в результате действия сил молекулярногосцепления — адгезии, выражающейся в схватывании поверхностных слоев РИ с ОМ. Частицы материала вырываются с поверхности РИ и уносятся со стружкой.

 

Диффузионное изнашивание происходит в результате растворения ИМ в ОМ.Взаимному диффузионному растворению металла РИ и заготовки способствует высокая температура, большие пластические деформации и схватывание в контакте. При этом происходит диффузия не молекул химического соединения, а отдельных элементов этого соединения, например, углерода, кобальта, титана, вольфрама, входящих в состав ИМ. Наиболее активно диффузионному изнашиванию подвергаются ТС, работающие при высоких скоростях резания, когда температура контактных слоев 900...950 °С и более.

 

Окислительное изнашивание происходит в связи с коррозией металлов в условияхактивного охлаждения зоны резания и газонасыщения; происходит разрушение поверхностных слоев путем образования оксидов и растравливания зерен в сочетании с царапанием и истиранием.

2.8 Какие факторы влияют на стойкость инструмента?

Влияние глубины резания и подачи. При увеличении глубины резания и подачи возрастает площадь поперечного сечения срезаемого слоя, увеличиваются силы резания и количество выделяемой теплоты, а это способствует более интенсивному износу резца. Отсюда следует, что с увеличением глубины резания и подачи скорость резания уменьшается.

 

Влияние физико-механических свойств ОМ. Чем выше прочность и твердость ОМ, тем меньше должна быть скорость резания, и наоборот, мягкие металлы и сплавы можно обрабатывать с большими скоростями.

 

Стали с мелкозернистой структурой легче обрабатываются, чем стали с крупнозернистой структурой.

 

Металлы, обладающие повышенной теплопроводностью (например, цветные металлы и сплавы), можно обрабатывать при более высоких скоростях резания, чем металлы с малой теплопроводностью. Причиной этого является лучший отвод теплоты от резца в стружку и заготовку, вследствие чего резец работает в более благоприятных температурных условиях.

 

Обработка чугуна производится при более низких скоростях резания, чем обработки стали (при одинаковых прочих условиях). Это объясняется меньшей теплопроводностью чугуна и его более высокой истирающей способностью, которая увеличивается также за счет песка, шлака и других включений, часто содержащихся в поверхностных слоях заготовки. Скорость резания должна быть понижена при обработке заготовок, имеющих твердую поверхностную корку (литые заготовки, поковки, имеющие окалину), так как работа по корке вызывает усиленный износ резца.

 

Влияние свойств РИ. Физико-механические свойства ИМ существенно влияют на допускаемую им скорость резания. Чем выше красностойкость, износостойкость, теплопроводность и сопротивляемость адгезии ИМ, тем медленнее изнашивается РИ и тем с большей скоростью можно работать при заданных условиях резания. Рациональным выбором ИМ можно значительно увеличить скорость резания.

 

Влияние геометрических параметров резца. Наличие положительного переднего угла γ облегчает отделение стружки, уменьшает ее деформацию и тепловое напряжение при резании. Следовательно, при заданном периоде стойкости резца с увеличением переднего угла можно повышать скорость резания. Однако увеличение угла γ сверх определенных пределов, зависящих от свойств ОМ и ИМ, влечет за собой уменьшение прочности рабочей части резца и ухудшение теплоотвода. Максимальные скорости резания при обработке заготовок из сталей резцом из БРС можно допускать при переднем угле 20...25º.

 

У резца с отрицательным передним углом пластинка из ТС работает в более благоприятных условиях, так как испытывает не изгиб, а сжатие; угол заострения β больше, чем у резца с положительным передним углом. В результате этого повышается прочность резца, улучшается отвод теплоты от РК, вследствие чего резец может работать при большой скорости резания.

 

Главный угол в плане φ сильнее влияет на скорость резания, чем другие углы резца. Резец с малым углом φ работает в более благоприятных условиях, так как наличие большой длины контакта с заготовкой улучшает теплоотвод, чему способствует также увеличение массивности рабочей части резца. Следовательно, при прочих равных условиях с уменьшением угла φ можно увеличивать скорость резания. Однако нельзя забывать, что с уменьшением угла φ возрастает сила Р у, отжимающая резец от заготовки, поэтому применение резца с малым углом φ (10...30º) рекомендуется только при наличии жесткой технологической системы.

Влияние вспомогательного угла в плане φ 1 на скорость резания аналогично влиянию главного угла в плане φ.

Увеличение размеров поперечного сечения резца улучшает теплоотвод от его РК и позволяет производить обработку при более высокой скорости резания. Для твердосплавных резцов влияние размеров сечения тела резца на скорость резания незначительно.

Влияние охлаждения (СОТС). Применение СОТС в процессе резания способствует понижению температуры рабочей части резца, причем охлаждение должно быть тем сильнее, чем вязче ОМ. При обдирочном точении вязких металлов резцами из БРС за счет охлаждения скорость резания может быть повышена на 20...30 %.

Стойкость РИ в значительной степени зависит от состава жидких СОТС и от того, в каком виде и как подается жидкость к РК инструмента. Например, охлаждение РИ распыленной жидкостью повышает их стойкость примерно в 2—3 раза и способствует снижению расхода электроэнергии при обработке за счет уменьшения сил резания.

2.9 Каково назначение СОТС?

Смазочно-охлаждающие технологические среды при обработке резанием значительно уменьшают износ РИ и силы резания, улучшают качество обработанной поверхности, повышают эксплуатационные характеристики деталей. Их применение является одним из основных способов улучшения процесса резания труднообрабатываемых материалов.

2 .10 Каковы пути уменьшения вибраций при резании?

Основные способы повышения устойчивости процесса резания, устраняющие или уменьшающие вибрации, следующие:

 

• правильный выбор параметров технологической системы резания (жесткости, сопротивления и массы);

 

• рациональная схема обработки, обеспечивающая максимальное использование динамических свойств системы;

• правильный выбор геометрических элементов режущей части инструмента и режимов резания, сводящих к минимуму действия возмущающих сил;

 

• улучшение динамических свойств технологической системы за счет применения специальных конструкций виброгасителей.

2.11 Какие факторы определяют выбор величины элементов режима резания?

стойкость резца, глубина резания, подача, свойства ОМ и ИМ, геометрические параметры резца, СОТС, износ резца, параметры обработки и состояние поверхностного слоя заготовки (наличие литейной корки, холоднотянутый или горячекатаный материал и т.п.).???

3 раздел «Обработка материалов сверлением, зенкерованием, развертыванием»

3.1 Что представляет собой технологический способ обработки отверстий сверлением?

Сверление — основной способ образования глухих и сквозных отверстий в сплошномметалле заготовок. Просверленные отверстия имеют параметр шероховатости Ra 12,5 мкм и точность, соответствующую 12 — 14-му квалитетам. Причиной сравнительно невысокой точности просверленных отверстий является отклонение от соосности сверла со шпинделем станка и отклонение от симметричности заточенной режущей части. Отрицательное влияние этих факторов приводит к увеличению диаметра отверстия по сравнению с диаметром сверла. Отверстия, обработанные сверлом, используют обычно для болтовых соединений либо для последующего нарезания резьбы.

3.2 В чем состоят отличия сверления, зенкерования и развертывания при обработке отверстий?

Сверление — основной способ образования глухих и сквозных отверстий в сплошномметалле заготовок.

Зенкерование —способ обработки предварительно просверленных отверстий илиотверстий, изготовленных литьем и штамповкой с целью получения более точных по форме и размеру, чем при сверлении, цилиндрических отверстий (10-го, 11-го квалитетов точности).

Развертывание —способ завершающей чистовой обработки просверленных изенкерованных отверстий с целью получения точных по форме и диаметру цилиндрических отверстий (6 —9-го квалитетов точности) с малой шероховатостью (Ra 0,32...0,8 мкм).

3.3 Каковы основные типы сверл и от каких параметров зависит их выбор?

Типы сверл. В зависимости от назначения сверла различают для обработки обычных и глубоких отверстий, для конструкционных металлов, легких сплавов, труднообрабатываемых сталей и сплавов, неметаллических материалов. В зависимости от формы отверстий используются цилиндрические, конические и комбинированные центровочные сверла.

 

По конструкции сверла делятся на спиральные, перовые, пушечные, ружейные, шнековые, сверлильные головки и сверла с поворотными пластинами, кольцевые, эжекторные и др. В качестве ИМ используются БРС, ТС и в некоторых случаях СТМ, в том числе алмаз.

Спиральное сверло относится к основным и наиболее распространенным видам РИ, применяемым при изготовлении отверстий.

Твердосплавные сверла. Для сверления заготовок из чугуна, цветных металлов, пластмассы, неметаллических материалов применяют сверла из ТС. При сверлении заготовок из сталей эти сверла редко применяют из-за нестабильности работы (поломки, выкрашивания) и незначительного увеличения производительности при их эксплуатации.

Сверла для глубокого сверления. К глубоким отверстиям обычно относят отверстия, глубина которых превышает 5 d. Однако уже при h > 3 d в случае сверления отверстий спиральными сверлами наблюдаются трудности с подводом СОТС в зону резания и удалением стружки из отверстия, что приводит к снижению стойкости РИ. Поэтому на практике применение РИ для сверления глубоких отверстий обычно начинается с глубин, больших 3 d. Такие сверла применяют для сплошного (D < 80 мм) и кольцевого (D > 80 мм) сверления.

 

3.4 Каковы основные конструктивные элементы сверла?

Конструктивные элементы. Основными конструктивными элементами сверла являются:

 

• главный угол в плане (угол режущей части, угол при вершине);

• угол наклона винтовой канавки;

 

• углы РК;

• поперечная кромка;

 

• форма задней поверхности;

• форма канавки;

• ленточка;

 

• обратная конусность калибрующей части;

• зажимная часть.

3.5 Каковы основные геометрические параметры сверла и как их выбирают?

3.6 Как определяется глубина резания при сверлении, рассверливании, зенкеровании и развертывании?

Глубина резания определяется следующим образом: при сверлении в сплошном материале t = D /2; при рассверливании t = (D - d)/2, где d — первоначальный диаметр отверстия, мм.

Глубина резания при зенкеровании t = (В — d)/2, где D — номинальный диаметр зенкера, мм; d — диаметр отверстия, подготовленного под зенкерование, мм.

Глубина резания при развертывании t = (D — d)/2, где D — номинальный диаметр развертки, мм; d — диаметр отверстия, подготовленного под развертывание, мм.

 

 

3.7 Каковы основные геометрические параметры зенкера и от чего зависит их выбор?

К геометрическим параметрам относятся угол при вершине 2 φ, передние γ и задние α углы, углы наклона канавок ω и главных РК λ.

3.8 Какими параметрами характеризуется режущая часть развертки?

Геометрические параметры режущей части зубьев разверток.

Главный угол в плане φ

 

 измеряется между главной РК и линией, параллельной направлению движения подачи. Развертки, предназначенные для работы вручную, имеют главный угол в плане φ = 1º...1º30'. У машинных разверток для обработки хрупких и твердых материалов φ = 3...5°, а у разверток для обработки вязких и пластичных материалов φ = 12...15°.

Вспомогательный угол в плане у разверток φ 1= 0,так как калибрующая часть не имеетобратной конусности.

 

Угол наклона главных РК λ = 0и передний угол γ = 0в связи с тем,что передние поверхностизубьев лежат в «диаметральных» плоскостях, проходящих через ось развертки. При обработке вязких материалов во избежание налипания стружки и вырывов на обработанной поверхности зубья затачивают с положительными углами у = 5... 10°.

 

Задние углы на калибрующей части l 2также равны нулю,поскольку задняя поверхность зубьев на этом участке выполнена в виде цилиндрических фасок шириной f. Задние углы на зубьях режущей части измеряются между касательной к наружной окружности развертки в вершине сечения зуба и заточенной по плоскости задней поверхностью зуба развертки.

 

Задний угол α = 5...12° получают заточкой задних поверхностей развертки по плоскости, причем в отличие от других видов РИ меньшее значение этого утла рекомендуется брать при чистовой обработке, а большее — при черновой.

3.9 От чего зависит ширина срезаемого слоя при развертывании?

Ширина слоя b,срезаемого зубьями развертки,как и для случая точения,сверления изенкерования, выражается уравнением b = t / sin φ.

4 раздел «Обработка материалов фрезерованием»

4.1. Каковы особенности фрезерования?

Фрезерование по сравнению с точением имеет следующие особенности:

 

в работе одновременно участвуют несколько лезвий, поэтому фрезерование является более производительным способом обработки, чем точение. Единица длины лезвия может выдержать лишь определенную силовую и тепловую нагрузку, а значит, чем больше рабочая длина одного лезвия или суммарная рабочая длина нескольких лезвий, одновременно участвующих в работе, тем производительнее обработка;

 

лезвия фрезы работают с перерывами, так как каждый режущий элемент (зуб фрезы) в процессе фрезерования находится в контакте с заготовкой только в течение некоторой части оборота до следующего врезания. Вследствие этого врезание каждого зуба фрезы сопровождается ударами и приводит к неравномерности резания. Такой режим обработки сопровождается вибрациями, повышенным изнашиванием зубьев вследствие микро- и макровыкрашивания, термоупругих разрушений, отрицательно сказывается на точности заготовки и шероховатости ее поверхности;

 

площадь среза может колебаться в широких пределах, вследствие чего силы резания имеют переменные значения;

 

явление нароста проявляется в меньшей мере, чем при работе резцом, так как зуб фрезы врезается с ударами и поэтому меньше возможностей для прочного удержания нароста.

4.2. Что относится к элементам режима резания при фрезеровании?

Скорость главного движения v,м/мин

При фрезеровании различают следующие виды подач: подачу на один зуб, подачу на один оборот и минутную подачу. По направлению различают продольную, поперечную и вертикальную подачи. Подачей на зуб (S z,мм/зуб)называется величина перемещения стола с заготовкой или фрезы завремя ее поворота на один зуб.

5

Подачей на один оборот фрезы (S o,мм/об)называется величина перемещения стола с заготовкойили фрезы за один оборот фрезы:

6

S о= S z z,

где z — число зубьев фрезы.

7

Минутной подачей (S минмм/мин)называется величина относительного перемещения стола сзаготовкой или фрезы за 1 мин:

8

S мин= S о n ф.

К элементам режима резания при фрезеровании относят и основное время.

4.3. Как называются элементы срезаемого слоя при фрезеровании?

Для всех видов фрезерования различают глубину и ширину фрезерования. Глубина фрезерования

 

— расстояние между обрабатываемой и обработанной поверхностями. Ширина фрезерования — ширина обработанной за один проход поверхности.

4.4. Для чего необходимо знание составляющих силы резания при фрезеровании?

Для прямозубой цилиндрической фрезы равнодействующую силу резания R всех одновременно режущих зубьев фрезы можно разложить на следующие составляющие: окружную (тангенциальную) составляющую P z, направленную по касательной к траектории движения точки на лезвии фрезы (перпендикулярно радиусу), и радиальную составляющую Р у, направленную по радиусу. Равнодействующую силу R можно разложить по правилу параллелограмма на две взаимно-перпендикулярные составляющие: горизонтальную P h и вертикальную P v. Окружная составляющая силы резания Р r как и при точении, оказывает влияние на эффективную мощность резания. С учетом этой силы производят расчет звеньев механизма главного движения на прочность. При цилиндрическом фрезеровании радиальная составляющая силы резания Р у = (0,6...0,8) P z отжимает фрезу от заготовки, изгибает оправку и оказывает давление на подшипники шпинделя станка. Горизонтальная составляющая силы резания P h = (1...1,1) P z воздействует на механизм подачи стола фрезерного станка. С учетом максимального значения этой силы рассчитывают звенья механизма подачи и элементы крепления заготовки в приспособлении. Вертикальная составляющая силы резания P v = (0,2... 0,3) P z при фрезеровании против подачи стремится приподнять стол фрезерного станка над его направляющими, а при фрезеровании по подаче — прижать стол к направляющим. При фрезеровании цилиндрической фрезой с винтовыми зубьями действует еще осевая составляющая силы резания P o = (0,35...0,55) P z, направление которой зависит от направления наклона винтовой канавки фрезы и угла наклона ω. Сила P o стремится сдвинуть фрезу вдоль оправки. Резание праворежущими фрезами предпочтительнее, так как в этом случае осевая составляющая силы резания направлена в сторону заднего конца фрезерного шпинделя, т.е. в сторону жесткой опоры.

4.5. В чем состоит сущность встречного и попутного фрезерования, каковы достоинства и недостатки этих методов?

Встречным называется фрезерование,которое осуществляется при противоположныхнаправлениях движения фрезы и заготовки в месте их контакта (рис. 10.8, а). Попутное фрезерование производится при совпадающих направлениях движения фрезы и заготовки в месте их контакта (рис. 10.8, б).

 

 

Рис. 10.8. Схемы фрезерования

 

При встречном фрезеровании толщина среза изменяется от нуля при входе зуба в точке А до максимального значения при выходе зуба из контакта с заготовкой в точке В. При попутном фрезеровании толщина среза изменяется от максимальной величины в момент входа зуба в контакт с заготовкой в точке В до нуля при выходе в точке А. Таким образом, при встречном фрезеровании процесс резания происходит спокойнее, так как толщина среза нарастает плавно и, следовательно, нагрузка на станок возрастает постепенно. При попутном фрезеровании в момент входа зуба в контакт с заготовкой наблюдается явление удара, так как в этот момент толщина среза максимальна. Поэтому попутное фрезерование можно производить на станках, обладающих достаточной жесткостью и виброустойчивостью. Однако при попутном фрезеровании заготовка прижимается к столу, а стол — к направляющим, что обеспечивает лучшее качество обработанной поверхности.

 

При попутном фрезеровании значение угла наклона главной РК будет положительным, при встречном — отрицательным.

 

При прочих равных условиях стойкость фрезы при попутном фрезеровании выше, чем при встречном, кроме случаев работы по твердой корке. Недостатком встречного фрезерования является также стремление фрезы оторвать заготовку от поверхности стола.

4.6. Каковы наиболее распространенные типы фрез (не менее пяти) и область их применения?

Цилиндрические фрезы (рис.9.2, а)являются самыми распространенными из большойгруппы фрез. На их примере можно выявить все особенности и закономерности процесса фрезерования. Определения геометрических и режимных параметров цилиндрических фрез справедливы для остальных фрез. Цилиндрические фрезы предназначены для установки на горизонтально-фрезерных станках при обработке плоских поверхностей шириной до 120 мм при условии, что ширина В обрабатываемой поверхности на заготовке на 5...6 мм меньше длины l рабочей части фрезы. Цилиндрические фрезы имеют центральное базовое отверстие со шпоночной канавкой. Надетые на оправку станка цилиндрические фрезы зажимаются между кольцами с помощью затяжной гайки.

 

Угловые фрезы (рис.9.2, б)предназначены для фрезерования профильных угловых канавок,как правило, в инструментальном производстве. Угловые фрезы имеют диаметры D = 35...90 мм. Их применяют на универсально-фрезерных станках.

 

Торцовые фрезы (рис.9.2, в)отличаются от концевых фрез соотношением размеров D / l (дляторцовых фрез D / l = 4...6; для концевых фрез D / l = 0,2...0,5). Стандартные торцовые фрезы имеют диаметры D = 60...600 мм цилиндрические отверстия для установки на шпинделе станков. Предназначены они для обработки плоских поверхностей, лежащих как в одной, так и в разных по высоте плоскостях, например, на корпусных деталях. Торцовыми фрезами больших диаметров можно за один проход обработать заготовки шириной до 500 мм. Применяются торцовые фрезы на мощных горизонтально- и вертикально-фрезерных станках, а также на агрегатных станках.

 

Фасонные фрезы имеют различный профиль лезвий.На рис.9.2, г в качестве примерапоказана фреза с выпуклым полукруглым профилем лезвия. Фасонные фрезы предназначены для фрезерования канавок и выступов фасонного профиля, имеют диаметры D = 45...90 мм. Применяются фасонные фрезы преимущественно на горизонтально-фрезерных станках.

 

Дисковые фрезы (рис.9.2, д)имеют диаметр D = 60...110мм и цилиндрические базовыеотверстия для крепления на оправке. Режущие зубья дисковых фрез выполняются на цилиндрической внешней поверхности, а также на одной (односторонние) или на обеих (двусторонние) торцовых поверхностях. Предназначены дисковые фрезы для фрезерования канавок различного назначения шириной В = 6...16 мм.

 

Дисковая фреза, показанная на рис. 9.2, е, предназначена для фрезерования Т-образных пазов. Фрезы этого типа имеют коническую или цилиндрическую присоединительную часть. Диаметр рабочей части D = 10...54 мм, ширина В = 7,5...40 мм.

 

Прорезная (шлицевая) фреза (рис.9.2, ж)предназначена для фрезерования узких щелей ишлицов в головках винтов и шурупов. Прорезные фрезы имеют диаметры D = 40...75 мм и ширину

 

В = 0,2...5мм.

 

Отрезная фреза (рис.9.2, з)предназначена для разрезания катаных прутков на мерныезаготовки на горизонтально-фрезерных станках. Зубья этих фрез выполнены только на внешнем диаметре. Отрезные фрезы имеют рабочий диаметр D = 60...200 мм и ширину В = 1...5 мм.

 

 

 

Рис. 9.2. Типы фрез

 

Шпоночные фрезы (рис.9.2, и)используются для фрезерования шпоночных канавок.Стандартные шпоночные фрезы имеют диаметр D = 3...40 мм и устанавливаются на вертикально- и горизонтально-фрезерных станках.

 

Концевые фрезы (рис.9.2, к)имеют наружный диаметр D рабочей части D = 3...50мм.Присоединительная часть концевых фрез диаметром D < 14 мм цилиндрическая, а фрез диаметром D > 20мм—коническая.В диапазоне диаметров D = 14...20мм присоединительная часть можетбыть выполнена как цилиндрической, так и конической. Основным рабочим участком режущей части концевых фрез является цилиндрический участок длиной l, которым фрезеруется поверхность на заготовке шириной В (В < l), а также часть торцовой поверхности, на которой имеются режущие зубья. Концевые фрезы применяют для обработки открытых пазов и копировально-фрезерной обработки стенок замкнутых профильных углублений и отверстий в плоских заготовках. Концевые фрезы предназначены в основном для работы на вертикально-фрезерных станках, но могут быть использованы и на горизонтально-фрезерных.

4.7. Каковы конструктивные особенности режущих элементов фрез?

Основные элементы фрез. Фреза представляет собой тело вращения, по периферии которого или на торце расположены режущие элементы — зубья фрезы. Каждый зуб фрезы можно рассматривать как резец с присущими ему конструктивными и геометрическими параметрами.

Поверхности, кромки и другие элементы. На рис. 9.3, а изображены передняя поверхность 1;РК 2;фаска 3;задняя поверхность 4,спинка зуба 5 —поверхность,смежная с переднейповерхностью одного зуба и задней поверхностью соседнего. Она может быть плоской, ломаной или криволинейной. Торцовая плоскость — плоскость фрезы, перпендикулярная ее оси. Осевая плоскость —плоскость,проходящая через ось фрезы и рассматриваемую точку на ее РК.Режущаякромка 2 — линия, образованная пересечением передней и задней поверхностей зуба.

Главная РК —кромка,выполняющая основную работу резания.У цилиндрических фрезглавная РК может быть прямолинейной (по образующей цилиндра), наклонной к образующей цилиндра и винтовой. Вспомогательной РК у цилиндрических фрез нет.

 

 

Рис. 9.3. Основные элементы: а — цилиндрической фрезы; б — торцовой фрезы

 

У фрез, работающих торцовыми зубьями, как и у резцов, различают главную РК 1 — кромку, расположенную под углом к оси фрезы, вспомогательную РК 5 — кромку, расположенную на торцовой части фрезы, переходную РК 4 — кромку, соединяющую главную и вспомогательную РК

(рис. 9.3, б).

 

5 раздел «Протягивание»

5.1. Какие виды обработки материалов заменяет протягивание при  повышении точности и производительности?

Протягивание успешно заменяет такие виды обработки как долбление, строгание, растачивание, развертывание, фрезерование и др. Кроме того, при выполнении многошлицевых отверстий обработка протягиванием является единственно возможным процессом обработки деталей.

6

Производительность протягивания в 3—12 раз выше производительности других способов механической обработки металла (развертывания, фрезерования, долбления, строгания, шлифования).

5.2. В чем различие свободного и координатного протягивания?

Примером свободного протягивания служит обработка отверстий, точность расположения которых относительно других поверхностей детали не имеет значения и протягиваемое отверстие само является базой для дальнейшей обработки детали. Координатное протягивание характеризуется точным расположением обрабатываемыхотверстий или пазов относительно каких-либо других поверхностей детали. Примером такого протягивания может служить обработка шпоночных пазов, двух отверстий в звеньях цепи, шатуне, траке и т. п.

5.3. Какие виды поверхностей деталей обрабатываются протяжками?

Протягивание бывает внутренним и наружным. Обработка протяжками отверстий различной формы и конфигурации, прямых и фасонных канавок, расположенных на внутренних замкнутых поверхностях, называется внутренним протягиванием.

 

Методом внутреннего протягивания обрабатываются различные поверхности отверстий: круглых (цилиндрических), прямоугольных, многогранных, шлицевых с различным профилем прямых и винтовых канавок, а также шпоночных и других фигурных пазов в отверстии заготовки. Диаметр протягиваемых отверстий составляет 2…4000 мм, длина до 10 м. Чаще всего протягивают отверстия диаметром 10…75 мм, длиной, не превышающей 3 диаметров. Ширина протягиваемых пазов составляет 1…200 мм. Внутреннее протягивание бывает свободным и координатным.

Обработка плоскостей и различных фасонных поверхностей, имеющих незамкнутый контур поперечного профиля, называется наружным протягиванием.

 

Наружное протягивание применяется вместо фрезерования, строгания и шлифования для обработки поверхностей площадью 100…200 см². Вместе с тем наружное протягивание выгодно применять при обработке в массовом производстве заготовок с большой площадью поверхности (блоков и головок цилиндров автомобильных и тракторных двигателей). Чаще всего протягивают плоские и фасонные поверхности: пазы, рифления, хвосты турбинных лопаток и др.