Точение и другие методы обработки резанием

Ключевые слова: Резец и его геометрия, материал режущей части, износ, критерии затупления и стойкость; элементы режима резания: скорость, подача и глубина резания; силы и мощность резания; выбор оптимального режима резания.

Точение является наиболее распространенным методом механи­ческой обработки, поскольку большинство деталей машин имеют форму тел вращения. Главным движением в этом случае является вращение заготовки 2, а движением подачи - поступательное перемещение инс­трумента 1 относительно заготовки (см. рис. 15.1,а). Инструментом при точении является резец, основные части и элементы которого приведены на рис.16.1. Он состоит из рабочей (режущей) части или головки А и стержня или державки Б. Его основными элементами яв­ляются: передняя 4 и задние (главная 6 и вспомога­тельная 1) поверхности, главное 5 и вспомогательное 3 режущие лезвия (кромки) и вершина резца 2. В качестве материала режущей части резца используются в ос­новном инструментальные стали, металло- и минералокерамические твердые сплавы. Углеродистые и легированные инструментальные стали (У10, У12А, ХВГ, 9ХС и др.) применяются для резцов только при обработке неметаллических материалов, поскольку их теплостойкость является невысокой. Быстрорежущие стали (Р9К5, Р18, Р6МЗ и др.) применяются для резцов, работающих в тяжелых условиях, при обработке по корке и труднообрабатываемых материалов (жаропрочных, нержавеющих и и т.п.). Металлокерамические твердые сплавы подразделяют на три группы: вольфрамовые (ВК), титановольфрамовые (ТК) и типанотантало-вольфрамовые (ТТК). Стойкостью резца называют время его работы между переточками при определенном режиме резания. Значения стойкости приведены в справочниках. Так, для резцов из быстрорежущей части она состав­ляет 30-60 мин, а из твердых сплавов - 45-90 мин. Элементами режима резания при точении являются глубина и скорость резания и подача. Иногда к ним относят элементы сечения среза: ширину, толщину и площадь. При этом глубину резания, пода­чу и число оборотов заготовки называют технологическими элемента­ми режима резания при точении (они непосредственно устанавливают­ся на станке), а скорость резания, ширину, толщину и площадь сре­за - физическими, поскольку они служат для обоснования выбора технологических элементов, исходя из физической сущности процесса резания. Между техно­логическими и физическими элементами режима резания существуют соответствующие зависимости.

Сверление является одним из самых распространенных методов образования отверстии в сплошном материале с помощью сверл на сверлильных и токарных станках. В первом случае главное движение и движение подачи сообщается сверлу, во втором - главным движени­ем является вращение заготовки, а движением подачи - перемещение сверла вдоль оси. Чтобы получить более точные отверстия, после сверления их необходимо зенкеровать, растачивать или разверты­вать. Все эти операции можно выполнять как на сверлильных, так и на токарных станках. Основные схемы обработки отверстий приведены на рис. 16.4, где а - сверление, б - рассверлившие, в - зенкерование, г-д - растачивание, е - развертывание, ж - зенкование, з-и - цекование, к - нарезание резьбы. Геометрию сверла, а также основные элементы режима резания при сверлении можно определить по аналогии с точением. Фрезерование -процесс обработки резанием, при котором режущий инструмент - фре­за - совершает главное враща­тельное движение, а обрабатываемая заготовка - пос­тупательное или вращательное дви­жение подачи. Фрезерование яв­ляется одним из наиболее произво­дительных и распространенных методов обработки резанием. Шлифование - процесс обработки поверхностей абразивными инс­трументами, чаще всего шлифовальными кругами. Абразивный инстру­мент состоит из зерен абразивного материала, связанных между со­бой специальной связкой. Применяется шлифование в большинстве случаев для окончательной чистовой обработки и является основным методом получения высокой точности и низкой шероховатости поверх­ностей. Шлифовать можно как очень мягкие, так и чрезвычайно твер­дые материалы различной формы. Основными характеристиками абра­зивного инструмента являются его зернистость, твердость, связка и структура. Зернистость определяется размером зерен, определяемых разме­рами двух смежных применяемых для анализа контрольных сит. Номер зернистости обозначает размер в сотых долях миллиметра ячейки си­та, на котором основная фракция задерживается. Связка обеспечивает соединение абразивных зерен в одно це­лое. На практике наибольшее применение получили керамическая (не­органическая), а также бакелитовая и вулканитовая (органические) связки. Твердостью абразивного круга называют сопротивление связки вырыванию абразивных зерен внешней силой. Они делятся на мягкие (М), средние (С)... чрезвычайно твердые (ЧТ). Структурой абразивного инструмента называют объемное соотно­шение зерен, связки и пор. Маркировка шлифовального круга включает основные их характе­ристики. Например, маркировка Э40СМ2К5; ПП250х1бх35; 35 м/с озна­чает, что круг изготовлен из злектрокорунда, имеет зернистость N 40, твердость СМ2, керамическую связку (К), структуру N 5, плос­кую форму прямого профиля размером 250x16x35 мм и допускаемую скорость вращения 35 м/с.

Контрольные вопросы дня самопроверки по разделу 6.3.

1. Какие основные элементы имеет токарный резец? Как они оп­ределяются?

2. Какие основные геометрические параметры имеет токарный резец? Как они определяются?

3. Какие основные марки инструментальных материалов применя­ются для резцов? Как они расшифровываются?

5. Для чего вводится понятие стойкости резца и в чем его смысл?

6. Что понимают под технологическими и физическими элемента­ми режима резания при точении?

7. Каков порядок выбора оптимального режима резания?

8. Какова сущность таких методов обработки резанием, как сверление, фрезерование и шлифование?

9. Каковы принципы выбора шлифовального круга в зависимости от свойств обрабатываемого материала? Как он (круг) маркируется?