Технологические методы лезвийной обработки резанием - ABCD42.RU

Технологические методы лезвийной обработки резанием

Лезвийная обработка металлов

Размерная обработка металла – наиболее распространенный процесс, для которого используются специальные лезвия. Воздействие на заготовки, детали, листы или другие материалы режущего элемента помогает придавать изделиям нужную форму, шероховатость, размер и другие параметры.

Лезвийная обработка металла является довольно производительной, поскольку она позволяет осуществлять самые различные процессы с высокой скоростью, также она энергосберегающая, что объясняет ее высокую популярность.

Технология лезвийной обработки металлов

Технология лезвийной обработки металла позволяет осуществлять такие виды обработки как отрезание, вырезание, разрезание, снятие фаски, нарезание резьбы и зубцов, закругление зубцов. Для осуществления всех этих механических действий используются самые разнообразные станки, инструменты и аппараты.

Рассмотрим, в чем заключается суть технологии лезвийной обработки, и в каких целях она применяется.

Чтобы получить изделие определенной формы и размеров, используется механическая обработка заготовок режущими инструментами. Инструментом, в основном, является режущий клин, который снимает верхний слой металла, который называется технологическим припуском и имеет вид стружки.

Существуют такие виды стружки, в зависимости от обрабатываемого материала и примененной технологии:

  • Сливная;
  • Элементная;
  • Суставчатая;
  • Стружка надлома.

Режущий клин должен быть выполнен из металла, прочность которого и стойкость превышает аналогичные параметры обрабатываемого материала. Снятие слоя из заготовки происходит путем приложения к инструменту режущего усилия.

Клин под воздействием этого усилия перемещается по поверхности, в этот момент между ним, стружкой и обрабатываемой деталью возникает трение, которой приводит к нагреву всех элементов.

Как известно, при нагревании металл становится более пластичным и теряет свои режущие свойства, именно по этой причине для охлаждения зон резания используют специальные охлаждающе-смазывающие средства, которые подаются специальными системами.

Лезвийная обработка металла является универсальной, при ее помощи можно изготавливать заготовки и детали почти из любого материала, кроме того, который имеет особенно высокую прочность.

Какие установки используются для лезвийного резания металла

Лезвийная обработка металла включает в себя обработку фрезами, сверлами и другими режущими элементами. Следовательно, процесс может проводиться на самых различных установках.

Существуют механические станки с гидравлическим или электрическим приводом. Они могут относиться к самым различным типам, разделить все машины на определенные виды довольно сложно, поскольку один агрегат может выполнять несколько функций.

Однако все установки объединяет то, что они производят резку заготовок. Как правило, все машины состоят из специального крепления, при помощи которого детали прочно закрепляются, конструкция запускается в действие приводом.

Во время обработки заготовка может оставаться неподвижной или осуществлять поступательное движения, резцы при этом передвигаются, что обеспечивает снятие верхнего слоя металла.

Инновационные станки для лезвийной обработки с ЧПУ

Современные предприятия с высокой производительностью стараются максимально автоматизировать все процессы. Именно по этой причине лезвийная обработка металла все чаще осуществляется на специальных станках с ЧПУ – это агрегаты с управлением на программном обеспечении, которые самостоятельно выполняют все процессы, вплоть до подачи заготовки в станок и ее отправки на другой процесс после обработки.

Оборудование с ЧПУ является экономически выгодным, поскольку оно позволяет значительно снизить затраты на содержание штата специалистов высокого профиля, участие человека в работе машин минимальное, оператору нужно только следить за выполнением всех задач и менять программы.

Также агрегаты являются энергосберегающими, они позволяют экономить на потреблении электричества и других ресурсов. Подобные машины включаются в автоматические линии, что позволяет повысить производительность заводов.

Современные технологии лезвийной обработки металла на выставке

Узнать, как производится лезвийная обработка металла при помощи инновационного оборудования, можно будет на специализированной выставке «Металлообработка», которая состоится в московском «Экспоцентре».

Масштабное мероприятие международного уровня соберет представителей лучших мировых компаний, которые продемонстрируют последние разработки в сфере оборудования, инструментов и технологий для обработки металла.

В ходе выставки можно будет выбрать лучшие агрегаты для производств любого типа и масштаба, поскольку экспоненты предложат гостям самые разнообразные решения для организации прибыльного бизнеса по металлообработке.

Машиностроение и механика

Лезвийная обработка заготовок деталей машин резанием

Article Index
Лезвийная обработка заготовок деталей машин резанием
Точение
Проверка элементов режима резания по мощности электродвигателя станка
Нормирование токарной операции
Сверление
Протягивание
Строгание
All Pages

лезвийная обработка заготовок деталей машин резанием

Общая характеристика лезвийной механической обработки резанием

Обработка резанием – это процесс получения детали требуемой геометрической формы, точности размеров, взаиморасположения и шероховатости поверхностей за счет механического срезания с поверхностей заготовки режущим инструментом материала технологического припуска в виде стружки.

Обработка резанием является универсальным методом размерной обработки. Метод позволяет обрабатывать поверхности деталей различной формы и размеров с высокой точностью из наиболее используемых конструкционных материалов. Он обладает малой энергоемкостью и высокой производительностью. Вследствие этого обработка резанием является основным, наиболее используемым в промышленности процессом размерной обработки деталей.

Резанием обрабатывают литые, кованые и полученные другими методами пластического деформирования заготовки, а также заготовки, полученные сваркой.

В зависимости от используемого типа инструмента способы механической обработки подразделяют на лезвийные и абразивные.

Отличительной особенностью лезвийных способов обработки является наличие у обрабатывающего инструмента острой режущей кромки (либо нескольких кромок) определенной геометрической формы.

Для абразивных способов обработки характерно наличие множества различным образом ориентированных режущих зерен абразивного инструмента, каждое из которых представляет собой микроклин.

Основными способами лезвийной обработки являются точение, сверление, фрезерование, строгание и протягивание. В основу классификации способов обработки заложен вид используемого инструмента и кинематика движений. Любой способ обработки включает два движения: главное – движение резания (обозначается V) – и вспомогательное – движение подачи (обозначается S). Главное движение обеспечивает съем металла, а вспомогательное – подачу в зону обработки следующего необработанного участка заготовки. Эти движения осуществляются за счет перемещения заготовки или инструмента.

В зависимости от точности размеров и шероховатости получаемой поверхности различают черновую и чистовую обработку резанием. Чистовая обработка характеризуется большей точностью размеров и меньшей шероховатостью поверхности по сравнению с черновой.

Любой лезвийный инструмент состоит из рабочей части, включающей режущие лезвия, образующие их поверхности, режущие кромки и крепежной части, предназначенной для установки и закрепления в рабочих органах станка.

Основным режущим элементом любого лезвийного инструмента является режущий клин определенной геометрической формы . Его твердость и прочность должны существенно превосходить твердость и прочность обрабатываемого материала, обеспечивая его режущие свойства. К инструменту прикладывается усилие резания P, равное силе сопротивления материала резанию, и сообщается перемещение относительно заготовки со скоростью V. Под действием приложенного усилия режущий клин врезается в заготовку и, разрушая обрабатываемый материал, срезает с поверхности заготовки стружку. В процессе образования стружки металл заготовки претерпевает упругопластическую деформацию, которая заканчивается разрушением и сопровождается рядом физико-химических процессов: трением, износом инструмента, выделением тепла, вибрациями и т. д. Выбор материала режущей части лезвийного инструмента и ее геометрической формы зависит от вида обрабатываемого конструкционного материала заготовки.

Основные углы заточки лезвийного инструмента

Читайте также  Технология приготовления бисквитного торта

Режущий клин любого типа лезвийного инструмента может иметь несколько углов заточки, однако основными из них, оказывающими наибольшее влияние на процесс резания, являются передний g и задний a углы .

Они измеряются в одной плоскости, так называемой главной секущей, которая при точении проводится перпендикулярно проекции главной режущей кромки клина (той, что режет металл) на основную (горизонтальную) плоскость.

Передний g и задний a углы – это основные углы заточки режущих кромок у любого вида лезвийного инструмента. Передний угол g – это угол заточки передней поверхности.

Отличительной особенностью передней поверхности всегда является то, что по ней сходит стружка.

Задний угол a – угол заточки задней поверхности, которая вместе с передней поверхностью образует режущий клин резца (см. рис. 2.1.2), зуба сверла, фрезы, протяжки и т. д.

Геометрические параметры режущего инструмента оказывают существенное влияние на усилие резания, качество поверхности и износ инструмента. Так, с увеличением переднего угла g инструмент легче врезается в материал, снижаются силы резания, улучшается качество поверхности, но повышается износ инструмента. Наличие заднего угла a снижает трение инструмента о поверхность резания, уменьшая его износ, но чрезмерное его увеличение ослабляет режущую кромку, способствуя ее разрушению при ударных нагрузках.

Глава 2. Технологические методы лезвийной обработки

Поступательная обработка

К поступательным видам обработки относятся строгальные, долбежные и протяжные виды обработки.

Строгание и долбление — обработка резанием осуществляемая однолезвийным инструментом с возвратно-поступательным главным движением резания. Строгание и долбление обычно применяются при обработке несложных профильных поверхностей с прямолинейными образующими, а также для обработки вертикальных и горизонтальных плоскостей в единичном и массовом производствах. Для этого процесса характерно действие на инструмент ударных нагрузок, небольшие скорости резания (1…1,5 м/c) и низкая производительность обработки вследствие инерционности движущихся частей станков и наличия холостого хода стола или инструмента.

Протягивание — обработка многолезвийным инструментом с поступательным главным движением резания, распространяемая на всю обрабатываемую поверхность без движения подачи. Срезание припуска осущетсвляется за счет превышения (подъема) последующего зуба над предыдущим. Производительность этого процесса, несмотря на низкие скорости резания (до 0,2…0,3м/с), в 5…10 раз выше фрезерования и в 10…15 раз — зенкерования и развертывания. Применяется в массовом и серийном производствах при получении отверстий, обработке плоских и цилиндрических наружных поверхностей с точностью до 7…9 квалитетов и шероховатостью Rz=6,3…0,8 мкм. К особенностям протягивания относится прерывистый характер работы лезвий инструмента, ударные нагрузки на зуб, срезание припуска большим количеством зубьев.

Внутреннее протягивание — протягивание внутренней замкнутой поверхности и ее элемента. Наружное протягивание — протягивание наружной или незамкнутой внутренней поверхности.

Осевая обработка

Осевая обработка — лезвийная обработка с вращательным главным движением резания при постоянном радиусе его траектории и движением подачи только вдоль оси главного движения резания. Основные виды осевой обработки — это сверление, зенкерование и развертывание.

Зенкерование и развертывание — осевая обработка соответственно зенкером и разверткой. Зенкерование применяется для обработки предварительно просверленных, прошитых или отлитых отверстий с целью повышения их точности (11…9-й квалитеты) и снижения шероховатости до Ra=2 мкм. Развертывание предназначено для окончательной (чистовой) обработки предварительно просверленных или расточенных резцом или зенкером цилиндрических и конических отверстий с точностью до 7-го квалитета и шероховатостью до Ra=0,6 мкм. Процессы зенкерования и разверывания протекают в более благоприятных условиях, чем сверление, так как у зенкера и развертки нет поперечной режущей кромки; глубина резания сравнительно небольшая и скорость резания вдоль режущих кромок постоянна. Вместе с тем, наблюдаются большие силы трения на ленточках и неудовлетворительные условия размещения и отвода стружки.

Зенкование и цекование — осевая обработка соответственно зенковкой и цековкой.

Сверление — осевая обработка сверлом. Сверление применяется для получения отверстий в сплошном материале, а также для рассверливания на больший диаметр уже имеющихся отверстий и получения центровочных отверстий. Сверлением обеспечивается 11…12-й квалитеты точности и шероховатость обработанной поверхности Rz=80…20 мкм. Процесс резания при сверлении во многом аналогичен точению, но имеет ряд особенностей, обусловленных: 1) переменностью переднего угла, принимающего малые и даже отрицательные значения у поперечной кромки, что приводит к повышению деформации срезаемого слоя, силы и температуры резания; 2) изменением скорости резания по длине режущей кромки, сказывающимся на изменении деформации в смежных элементах; 3) ухудшением отвода стружки и затруднением проникновения СОЖ в зону резания; 4) отсутствием задних углов на вспомогательных режущих кромках, что повышает силы трения.

Сверлами обычно обрабатываются отверстия в сплошном материале, когда требуется получить отверстия невысокой точности. Более точные отверстия после сверления обрабатываются зенкерами и развертками. В этом случае точность отверстий обеспечивается лучшим центрированием инструмента (благодаря наличию большего числа режущих лезвий), повышенной жесткостью инструмента и более легкими условиями работы каждого лезвия.

Сопоставление условий работы инструментов при сверлении, зенкеровании и развертывании может быть представлено таблицей.

Основы обработки деталей резанием

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ОБ ОБРАБОТКЕ РЕЗАНИЕМ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМ ПРОЦЕССЕ

1.1. общие понятия о лезвийной обработке

В современном производстве машин необходима совокупность действий людей и орудий производства, выполняемая в определенной последовательности и позволяющая изменять размеры, форму и свойства обрабатываемой заготовки до заданного состояния. Отдельные составные части машин, которые можно исчислять в штуках или экземплярах, называют изделиями. Если изделие изготовлено из однородного по наименованию и марке материала без применения сборочных операций, то eго называют деталью. Изделие, состоящее из нескольких частей, соединенных между собой при изготовлении путем тех или иных операций, называют сборочной единицей.

Действия людей и орудий производства, позволяющие из обрабатываемой заготовки получить детали и другие изделия (сборочные единицы, узлы, комплекты и др.), называют технологическим процессом. Отдельные законченные части технологического процесса называют операциями.

Обработка заготовок, осуществляемая режущими инструментами и заключающаяся в проникновении лезвия 2 с режущей кромкой 1 инструмента в материал заготовки 4 с последующим отделением определенного слоя материала в виде стружки 3, называется обработкой резанием (рис. 1.1.). Лезвие 2, являющееся режущим элементом инструмента, представляет собой клин. На рабочей части инструмента может содержаться или заданное число лезвий установленной формы, или случайное число лезвий разнообразной формы.

Режущий инструмент с заданным числом лезвий установленной формы называют лезвийным, а обработку таким инструментом — лезвийной обработкой, основными видами которой являются строгание (рис. 1.2, а), обтачивание (рис. 1.2, б), фрезерование (рис. 1.2, в), растачивание, подрезание, долбление, сверление, рассверливание, центрование, зенкерование, цекование, протягивание, опиливание, шевингование, прошивание и др. Каждый вид лезвийной обработки осуществляется режущим инструментом той или иной конструкции при сочетании определенных движений инструмента и заготовки. Основными видами лезвийного инструмента являются резцы, фрезы, сверла, зенкеры, развертки, зенковки, цековки, метчики, плашки, протяжки, ножовочные полотна, напильники, шеверы, комбинированные и другие инструменты.

Режущий инструмент, на рабочей части которого расположено неопределенное число частиц абразивного материала высокой твердости, имеющих лезвия разнообразных размеров и формы (абразивные зерна), называют абразивным, а обработку таким инструментом — абразивной обработкой (рис. 1.2, г).

Читайте также  Технология производства чугуна

Слой материала заготовки, деформированный и отделенный в результате обработки резанием, называется стружкой(см. рис. 1.1). Поверхность, образованная на заготовке в результате обработки, называется обработанной. Поверхность заготовки, которая частично или полностью удаляется при обработке, называется обрабатываемой. Снятие стружки и образование обработанной поверхности происходят в процессе движения лезвия (или лезвий) относительно заготовки. Различают главное движение резания Dr, движение подачи Ds и касательное движение DK (рис. 1.3).

Главное движение резания Dr, осуществляемое с наибольшей скоростью, может сообщаться лезвию или заготовке, быть прямолинейным поступательным, вращательным, винтовым, криволинейным плоским или пространственным формообразующим движением. Скорость и рассматриваемой точки режущего лезвия относительно заготовки при главном движении резания называют скоростью главного движения резания. Векторы v при обтачивании, периферийном фрезеровании,

фрезеровании концевой угловой фрезой и сверлении показаны на рис. 1.3, а—г.

Движение подачи Ds предназначено для перемещения лезвия или заготовки, обеспечивающего отделение стружки на всей обрабатываемой поверхности. В зависимости от направления различают продольное, поперечное, вертикальное и другие движения подачи. Оно может быть также непрерывным или прерывистым (дискретным), осуществляемым в перерывах процесса резания, прямолинейным поступательным, вращательным или криволинейным. Скорость движения подачи обозначают vs. Направления скоростей результирующего движения резания ve и движения подачи vs в рабочей плоскости относительно направления скорости главного движения резания v определяют углом скорости резания n и углом подачи м. Расстояние S, пройденное рассматриваемой точкой лезвия вдоль траектории движения подачи Ds за определенный цикл движения, называют подачей. Подачу, соответствующую одному обороту инструмента или заготовки, называют подачей на оборот So. Подачу, соответствующую одному ходу или одному двойному ходу, называют подачей на ход Sx или подачей на двойной ход S. При использовании многолезвийных инструментов подачу, соответствующую повороту инструмента или заготовки на один угловой шаг зубьев, называют подачей на зуб

Касательное движение DK, предназначенное для смены контактирующих участков лезвия, направлено в рассматриваемой точке по касательной к режущему лезвию; его скорость обозначают vK. При сложении главного движения резания, движения подачи и касательного движения получают результирующее движение резания De. Скорость результирующего движения рассматриваемой точки режущего лезвия обозначают ve. Векторы v, и ve для наиболее типичных случаев обработки резанием показаны на рис. 1.3, а—г. На этом же рисунке показана плоскость, в которой расположены векторы скоростей главного движения резания v и движения подачи vs, называемая рабочей плоскостью Ps.

Поверхность лезвия инструмента, контактирующую в процессе резания со срезаемым слоем и стружкой, называют передней поверхностью лезвия Ау, а контактирующую с поверхно-

Автор: Администрация

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

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.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: