Обработка металлов резанием - davaiknam.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
страница 1
Похожие работы
Название работы Кол-во страниц Размер
"Термическая обработка металлов и сплавов" 1 20.96kb.
Техническое задание на приобретение токарного станка по дереву Назначение 1 70.12kb.
Резюме луковкин анатолий иванович 1 30.9kb.
Программа профессиональной переподготовки мтф п/п-1 «металловедение... 1 34.15kb.
Металловедение и термическая обработка металлов Формула специальности... 1 25.17kb.
Контрольная работа По предмету: «Металловедение и термическая обработка... 1 192.88kb.
Программа кандидатского экзамена по научной специальности 05. 1 94.51kb.
Красноярск, 2011 1 125.07kb.
Справочник работ и профессий рабочих выпуск 2 Часть 2 33 6169.93kb.
Лекция 11 11 Виды термической обработки металлов 1 80.88kb.
Рабочая программа дисциплины «Политология» 1 210.46kb.
Использование натурального камня в России: экскурс в историю 1 37.56kb.
Направления изучения представлений о справедливости 1 202.17kb.

Обработка металлов резанием - страница №1/1




Обработка металлов резанием

Обработка резанием является универсальным методом размерной обработки.Метод позволяет обрабатывать поверхности деталей различной формы и размеровс высокой точностью из наиболее используемых конструкционных материалов. Онобладает малой энергоемкостью и высокой производительностью. Вследствиеэтого обработка резанием является основным, наиболее используемым впромышленности процессом размерной обработки деталей.1. Сущность и схемы способов обработки Обработка резанием — это процесс получения детали требуемойгеометрической формы, точности размеров, взаиморасположения и шероховатостиповерхностей за счет механического срезания с поверхностей заготовкирежущим инструментом материала технологического припуска в виде стружки(рис. 1.1). Основным режущим элементом любого инструмента является режущий клин (рис.1.1, а). Его твердость и прочность должны существенно превосходитьтвердость и прочность обрабатываемого материала, обеспечивая его режущиесвойства. К инструменту прикладывается усилие резания, равное силесопротивления материала резанию, и сообщается перемещение относительнозаготовки со скоростью ?. Под действием приложенного усилия режущий клинврезается в заготовку и, разрушая обрабатываемый материал, срезает споверхности заготовки стружку. Стружка образуется в результате интенсивнойупругопластической деформации сжатия материала, приводящей к его разрушениюу режущей кромки, и сдвигу в зоне действия максимальных касательныхнапряжений под углом ?. Величина ? зависит от параметров резания и свойствобрабатываемого материала. Она составляет ~30° к направлению движениярезца. Внешний вид стружки характеризует процессы деформирования и разрушенияматериала, происходящие при резании. Различают четыре возможных типаобразующихся стружек: сливная, суставчатая, элементная и стружка надлома(рис. 1.1, б). Рис. 1.1. Условная схема процесса резания:а – 1 – обрабатываемый материал; 2 – стружка; 3 – подача смазочно-охлаждающих средств; 4 – режущий клин; 5 – режущая кромка; ? – угол сдвига,характеризующий положение условной плоскости сдвига (П) относительноплоскости резания; ? – главный передний угол режущего клина; Рz – силарезания; Рy – сила нормального давления инструмента на материал; С?u, С?l –длины пластичного и упругого контактов; С?, Сa – длина зон контактноговзаимодействия по передней и задней поверхностям инструмента; LOM – областьглавного упругопластичного деформирования при стружкообразовании; FKPT –область вторичной контактной упруго–пластичнеской деформации металла; h –глубина резания; Н – толщина зоны пластического деформирования (наклепа)металла. В процессе резания режущий клин, испытывая интенсивное трение,контактирует с материалом стружки и обработанной поверхностью в контактныхзонах. Для снижения сил трения и нагрева инструмента применяютпринудительное охлаждение зоны резания смазочно-охлаждающими средами (СОС),подавая их в зону резания специальными устройствами. Детали и инструменты закрепляются в специальных органах станка илиприспособлениях. Станок, приспособление, инструмент и деталь образуютсиловую систему (СПИД), передающую усилие и движение резания от приводастанка режущему инструменту и детали. Реальные схемы различных способов обработки резанием, используемыйинструмент, а также виды движения инструмента и заготовки в процессеобработки приведены на рис. 1.2. В зависимости от используемого типаинструмента способы механической обработки подразделяются на лезвийную иабразивную. Рис. 1.2. Схемы способов обработки резанием: а – точение; б – сверление; в – фрезерование; г – строгание; д – протягивание; е – шлифование; ж – хонингование; з – суперфиниширование; Dr – главное движение резания; Ds – движение подачи; Ro – обрабатываемая поверхность; R – поверхность резания; Rоп – обработанная поверхность; 1 – токарный резец; 2 – сверло; 3 – фреза; 4 – строгальный резец; 5 – протяжка; 6 – абразивный круг; 7 – хон; 8 – бруски; 9 – головка. Отличительной особенностью лезвийной обработки является наличие уобрабатываемого инструмента острой режущей кромки определеннойгеометрической формы, а для абразивной обработки – наличие различнымобразом ориентированных режущих зерен абразивного инструмента, каждое изкоторых представляет собой микроклин. Рис. 1.3. Конструкция и элементы лезвийных режущих инструментов: а – токарного резца; б – фрезы; в – сверла; 1 – главная режущая кромка; 2 – главная задняя поверхность; 3 – вершина лезвия; 4 – вспомогательная задняя поверхность лезвия; 5 – вспомогательная режущая кромка; 6 – передняя поверхность; 7 – крепежная часть инструмента. Рассмотрим конструкцию лезвийных инструментов, используемых прирезании (рис. 1.3). Инструмент состоит из рабочей части, включающей режущиелезвия, образующие их поверхности, режущие кромки и крепежной части,предназначенной для установки и закрепления в рабочих органах станка. Основными способами лезвийной обработки являются точение, сверление,фрезерование, строгание и протягивание. К абразивной обработке относятсяпроцессы шлифования, хонингования и суперфиниша. В основу классификацииспособов механической обработки заложен вид используемого инструмента икинематика движений. Так, в качестве инструмента при точении используютсятокарные резцы, при сверлении – сверла, при фрезеровании – фрезы, пристрогании – строгальные резцы, при протягивании – протяжки, при шлифовании– шлифовальные круги, при хонинговании – хоны, а при суперфинише –абразивные бруски. Любой способ обработки включает два движения (рис.1.2.): главное – движене резания Dr – и вспомогательное – движение подачиDs. Главное движение обеспечивает съем металла, а вспомогательное – подачув зону обработки следующего необработанного участка заготовки. Эти движенияосуществляются за счет перемещения заготовки или инструмента. Поэтому приоценках движение инструмента во всех процессах резания удобно рассматриватьпри неподвижной заготовке как суммарное (рис. 1.4). Рис. 1.4. Схемы определения максимальной скорости режущей кромки инструмента vе, формы поверхности резания R и глубины резания h при обработке: а – точением; б – сверлением; в – фрезерованием; г – строганием; д– протягиванием; е – хонингованием; ж – суперфинишированием. Тогда полная скорость перемещения (ve) произвольной точки Мрежущейкромки складывается из скорости главного движения (v) и скорости подачи(vs): ve = v + vs (1.1) Поверхность резания R представляет собой поверхность, которуюописывает режущая кромка или зерно при осуществлении суммарного движения,включающего главное движение и движение подачи. При точении, сверлении,фрезеровании, шлифовании поверхности резания — пространственные линейчатые,при строгании и протягивании — плоские, совпадающие с поверхностямиглавного движения; при хонин-говании и суперфинишировании они совпадают споверхностями главного движения.Поверхности Ro и Roп называются, соответственно, обрабатываемойповерхностью заготовки и обработанной поверхностью детали (см. рис. 1.2). В процессах точения, сверления, фрезерования и шлифования главноедвижение и движение подачи выполняются одновременно, а в процессахстрогания, хонингования движение подачи выполняется после главногодвижения.2. Параметры технологического процесса резания К основным параметрам режима резания относятся скорость главногодвижения резания, скорость подачи и глубина резания. Скорость главного движения резания (или скорость резания) определяетсямаксимальной линейной скоростью главного движения режущей кромкиинструмента. Эта скорость выражается в м/с. Если главное движение резания вращательное, как при точении,сверлении, фрезеровании и шлифовании, то скорость резания будетопределяться линейной скоростью главного движения наиболее удаленной от осивращения точки режущей кромки — максимальной линейной скоростью главногодвижения (см. рис. 1.4): v = ?D/2 (2.1)где D - максимальный диаметр обрабатываемой поверхности заготовки,определяющий положение наиболее удаленной от оси вращения точки режущейкромки, м; ? - угловая скорость, рад/с. Выразив угловую скорость ? через частоту вращения шпинделя станка,получим: v = ?nD (2.2) При строгании и протягивании скорость резания v определяется скоростьюперемещения строгального резца и протяжки в процессе резания относительнозаготовки. При хонинговании и суперфинишировании скорость резания определяется сучетом осевого перемещения (см. рис. 1.4, е, ж) инструмента. Скорость резания оказывает наибольшее влияние на производительностьпроцесса, стойкость инструмента и качество обработанной поверхности. Подача инструмента определяется ее скоростью vs. В технологическихрасчетах параметров режима при точении, сверлении, фрезеровании ишлифовании используется понятие подачи на один оборот заготовки So ивыражается в мм/об. Подача на оборот численно соответствует перемещениюинструмента за время одного оборота: So = vs / n (2.3) При строгании подача определяется на ход резца. При шлифовании подачаможет указываться на ход или двойной ход инструмента. Подача на зуб прифрезеровании определяется числом зубьев Z инструмента и подачей на оборот: Sz = So / Z (2.4) Глубина резания А определяется расстоянием по нормали от обработаннойповерхности заготовки до обрабатываемой, мм. Глубину резания задают накаждый рабочий ход инструмента. При точении цилиндрической поверхностиглубину резания определяют как полуразность диаметров до г: послеобработки: h = (Dur - d) / 2 (2.5) где d - диаметр обработанной поверхности заготовки, мм. Величинаподачи и глубина резания определяют производительность процесса и оказываютбольшое влияние на качество обрабатываемой поверхности. К технологическим параметрам процесса относятся геометрия режущегоинструмента, силы резания, производительность обработки и стойкостьинструмента. Геометрические параметры режущего инструмента определяются углами,образуемыми пересечением поверхностей лезвия, а также положениемповерхностей режущих лезвий относительно обрабатываемой поверхности инаправлением главного движения. Указанные параметры идентичны для различныхвидов инструмента, что позволяет рассмотреть их на примере резца,используемого при точении. Углы резца по передним и задним поверхностям измеряют в определенныхкоординатных плоскостях. На рис. 2.1, а изображены координатные плоскостипри точении, а на рис. 2.1, б углы резца в статике. Главный передний угол ? — угол между передней поверхностью лезвия иплоскостью, перпендикулярной к плоскости резания; главный задний угол ? –угол между задней поверхностью лезвия и плоскостью резания; угол заострения? – угол между передней и задней поверхностями. Из принципа построенияуглов следует, что ? + ? + ? = ?/2. Угол наклона режущей кромки X — угол в плоскости резания между режущейкромкой и основной плоскостью. Углы в плане: главный угол в плане ? – угол в основной плоскости междуследом плоскости резания и направлением продольной подачи; вспомо-гательный угол в плане ?' – угол в основной плоскости между вспомогательнойрежущей кромкой и обработанной поверхностью. Рис. 2.1. Геометрические парамеры токарного резца: а – координатные плоскости; б – углы резца в статике; 1 – плоскость резания Рп; 2 – рабочая плоскость Рs; 3 – главная несущая плоскость Рt; 4 – основная плоскость Pv Геометрические параметры режущего инструмента оказывают существенноевлияние на усилие резания, качество поверхности и износ инструмента. Так, сувеличением угла у инструмент легче врезается в материал, снижаются силырезания, улучшается качество поверхности, но повышается износ инструмента.Наличие угла а снижает трение инструмента о поверхность резания, уменьшаяего износ, но чрезмерное его увеличение ослабляет режущую кромку,способствуя ее разрушению при ударных нагрузках. Силы резания Р представляют собой силы, действующие на режущийинструмент в процессе упругопластической деформации и разрушения срезаемойстружки.Силы резания приводят к вершине лезвия или к точке режущей кромки ираскладывают по координатным осям прямоугольной системы координат xyz (рис.2.2). В этой системе координат ось z направлена по скорости главногодвижения и ее положительное направление соответствует направлению действияобрабатываемого материала на инструмент. Ось у направлена по радиусуокружности главного движения вершины. Ее положительное направление такжесоответствует направлению действия металла на инструмент. Направление оси хвыбирается из условия образования правой системы координат. Значение усилиярезания определяется несколькими факторами. Оно растет с увеличениемглубины h резания и скорости подачи s (сечения срезаемой стружки), скоростирезания ?, снижением переднего угла ? режущего инструмента. Поэтому расчетусилия резания производится по эмпирическим формулам, установленным длякаждого способа обработки (см. справочники по обработке резанием).Например, для строгания эта формула имеет вид Р = СphXpsYpXn гдекоэффициенты Ср, Хр, Yp, n характеризуют материал заготовки, резца и видобработки. Мощность процесса резания определяется скалярным произведением: N = Pve (2.6) Выразив это произведение через проекции по координатным осям, получим: N = Pz vz + Pyvy + Pxvx (2.7)где vx, vy, vz — проекции на оси координат скорости движения точкиприложения равнодействующей сил резания. В практических расчетахиспользуется приближенная зависимость N = Pzv. Это упрощение обусловленотем, что составляющие Ру и Рх полной силы резания малы по сравнению с Р2, аскорость подачи относительно скорости резания составляет всего 1 - 0,1%. Рис. 2.2. Схема действия сил резания на режущую кромку инструмента в точке, имеющую максимальную скорость перемещения ?е, при обработке: а – точением; б – сверлением; в – фрезерованием; г – строганием; д– протягиванием; е – хонингованием; ж – суперфинишированием. Производительность обработки при резании определяется числом деталей,изготовляемых в единицу времени: Q = Тт . Время изготовления одной деталиравно Тт = Тд + Тт + Ткп, где То — машинное время обработки, затрачиваемоена процесс резания, определяется для каждого технологического способа; Тт —время подвода и отвода инструмента при обработке одной детали; Гвсп —вспомогательное время установки и настройки инструмента. Таким образом, производительность обработки резанием в первую очередьопределяется машинным временем То. При токарной обработке, мин: То =La/(nsoh), где L - расчетная длина хода резца, мм; а — величина припускана обработку, мм. Отношение a/h характеризует требуемое число проходов инструмента приобработке с глубиной резания И. Поэтому наибольшая производительность будетпри обработке с глубиной резания h = а, наибольшей подачей s0 имаксимальной скоростью резания. Однако при увеличениипроизводительностиснижается качесто поверхности и повышается износ инструмента. Поэтому приобработке резанием решается задача по установлению максимально допустимойпроизводительности при сохранении требуемого качества поверхности истойкости инструмента. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ[1] – Материаловедение и технология металлов. Под ред. Г.П.Фетисова М.: Высшая школа, 2001




У меня никогда не было проблем с наркотиками — а только с полицией. Кейт Ричард, рок-музыкант
ещё >>