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.
Точениеявляется 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 резцаназывают 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 точенииявляются 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.
Сверлениеявляется 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?