Развитие теории и практики резания

Лекция 2. Резание, общая схема и система резания. Кинематика резания. Движение резания и его элементы. Количественные характеристики элементарных движений резания. Основные виды обработки резанием, их краткая характеристика

РЕЗАНИЕ, ОБЩАЯ СХЕМА И СИСТЕМА РЕЗАНИЯ

Резанием называется обработка материала, заключающаяся в образовании новых поверхностей путем механического или какого-либо др

угого воздействия и последующего отделения части материала (стружки). Обработка резанием является по форме простой, так как для ее осуществления необходимы три основных компонента (рис.2.1): режущий инструмент, заготовка и их относительное движение, а по содержанию - сложной, так как она зависит от большого количества величин, называемых параметрами резания.

Рис.2.1 Общая схема обработки резанием:

1 - режущий инструмент; 2-заготовка; 3-стружка; 4-режущая кромка

К параметрам резания относятся: форма и размеры инструмента и заготовки, форма траектории резания, скорость относительного перемещения инструмента и заготовки, степень заглубления инструмента в заготовку, физические характеристики обрабатываемого и инструментального материалов и другие. Эти параметры в процессе резания взаимодействуют и приводят к возникновению взаимосвязанных механических, электрических, тепловых, химических и других явлений, которые обуславливают отделение и формирование поверхностного слоя обрабатываемой заготовки, а также воздействие на инструмент. Поэтому обработку резанием можно представить как систему (рис.2.2), включающую на "входе" параметры резания, которые определяют совокупность характеристик физических явлений в процессе резания ("черный ящик"), и на "выходе" параметры обработанной поверхности детали и работоспособного состояния режущего инструмента. Функционирование системы и процесса резания определяется, прежде всего, кинематикой резания.

Рис.2.2 Система резания:

1 - станок; 2 - приспособление; 3 - инструмент; 4 - заготовка; 5 - среда технологическая; 6 - режим резания; 7 - кинематика; 8 - упругие и пластические деформации; 9 - трение и разрушение; 10 - тепловые явления; 11 - химические явления; 12 - электромагнитные явления; 13 - точность обработки; 14 - качество поверхности; 15 - стойкость инструмента; 16 - прочность инструмента; 17 - производительность; 18 - экономичность

КИНЕМАТИКА РЕЗАНИЯ, ДВИЖЕНИЕ РЕЗАНИЯ И ЕГО ЭЛЕМЕНТЫ

Кинематика резания - это раздел теории резания, рассматривающий относительное движение инструмента и заготовки в процессе резания, его элементы, влияние этих элементов на процесс резания. Движение резания - общее (результирующее) относительное движение инструмента и заготовки в процессе резания. Оно может быть как простым, так и сложным. Сложное движение резания воспроизвести рабочим органом бывает затруднительно, поэтому его расчленяют на простые движения. Простейших движений в составе движения резания может быть несколько и их разделяют на главное движение Dr, движение подачи Ds и касательное движение Dк. Главное движение - прямолинейное поступательное или вращательное движение режущего инструмента или заготовки, происходящее с наибольшей скоростью в процессе резания. Движение подачи - прямолинейное поступательное или вращательное движение режущего инструмента или заготовки, скорость которого меньше скорости главного движения резания, предназначенное для того, чтобы распространить отделение слоя материала на всю обрабатываемую поверхность. Касательное движение - движение режущего инструмента или заготовки, скорость которого меньше скорости главного движения и направлена по касательной к режущей кромке в рассматриваемой точке, предназначенное для того, чтобы сменять контактирующие с заготовкой участки режущей кромки. Примеры элементарных движений резания представлены на рис.2.3… 2.7

Рис.2.3 Схемы видов лезвийной обработки:

а - строгание; б - строгание по копиру; в - долбление; г - обтачивание; д - растачивание; в - подрезание; 1 - обрабатываемая поверхность; 2 - обработанная поверхность; 3 - поверхность резания; Dr - главное движение; Ds - движение подачи.

Рис.2.4 Схемы видов лезвийной обработки:

а - сверление; б - центрование; в - зенкерование; г - развертывание; д - зенкование; е - цекование; 1,2,3, Dr, Ds - по рис.2.3

Рис.2.5 Схемы видов лезвийной обработки:

а - периферийное (цилиндрическое, дисковое и т.п.) фрезерование; б - торцовое фрезерование; в - круговое фрезерование; г - внутреннее протягивание; д - наружное протягивание; е - ротационное точение; 1, 2, 3, Dr, Ds - по рис.2.3; Dk - касательное движение

Рис.2.6 Схемы зубонарезания:

а - модульной пальцевой фрезой; б - модульной дисковой фрезой; в - зубофрезерование модульной червячной фрезой; г - зубострогание; д - зубодолбление; е - зуботочение долбяком; 1, 2, 3, Dr, Ds - по рис.2.3

Рис.2.7 Схемы абразивной обработки:

а - круглое наружное шлифование; б - внутреннее шлифование; в и г - плоское шлифование соответственно периферией и торцом круга; д - бесцентровое шлифование; е - заточка лезвия фрезы; Dr, Ds - по рис.2.3

Движение резания количественно характеризуется скоростью. Скоростью резания называется скорость перемещения точек режущей кромки в движении резания. Скорость главного движения r - скорость перемещения инструмента или заготовки в главном движении.

Скорость резания r измеряется в м/мин или м/с, применяются также такие характеристики как частота вращения n, мин-1 и число двойных ходов k, дв. х/мин:

(2.1)

где D - диаметр инструмента или заготовки;

L - длина пути инструмента или заготовки.

Скорость движения подачи s - скорость перемещения инструмента или заготовки в движении подачи за каждый цикл главного движения или его часть. Различают подачу на один оборот главного движения So, мм/об или на один двойной ход Sx, мм/дв. х, подачу на один зуб Sz, мм/зуб, минутную подачу Sм, мм/мин. Математическая связь между этими подачами следующая:

(2.2)

где Z - число зубьев инструмента.

Движение подачи не следует путать с установочным движением, предназначенным для установки инструмента в новое рабочее положение вне процесса резания.

Скорость касательного движения k - это скорость рассматриваемой точки режущей кромки или заготовки в касательном движении. Она не является режимной характеристикой и задается в виде соотношения k/ r.

 Скачать реферат