Способы обработки металлов резанием и элементы режима резания
B процессе обработки исходная заготовка и режущий инструмент получают рабочее движение от механизмов металлорежущих станков и перемещаются относительно друг друга. Для осуществления обработки резанием необходимо сочетание двух видов движения: главного движения резания и движения подачи.
Главное движение резания – прямолинейное поступательное, происходящее с наибольшей скоростью V в процессе резания.
Движение подачи – прямолинейное поступательное или вращательное движение режущего инструмента или заготовки, скорость Vs которого меньше скорости главного движения резания, предназначенное для того, чтобы распространить отделение слоя материала на всю обработанную поверхность. В зависимости от направления движения подачи различают продольное, поперечное и другие движения подачи.
Наиболее распространенными способами обработки металлов резанием являются точение, сверление, фрезерование, строгание, шлифование (на рис. 10.1 стрелками указаны направления главного движения резания и движения подачи).
Рисунок 10.1 – Способы обработки металлов резанием:
а – точение; б – сверление; в – фрезерование; г – строгание; д – шлифование
При точении (см. рис. 10.1 а) заготовке сообщается главное движение резания, а инструменту – движение подачи; при сверлении (см. рис.10.1, б) оба движения, как правило, сообщаются сверлу; при фрезеровании (см. рис. 10.1, в) главное движение резания осуществляет фреза, а движение подачи – заготовка; при строгании на поперечно-строгальных станках (см. рис. 10.1, г) главное движение резания совершает резец, движение подачи – заготовка, а на продольно-строгальных станках – наоборот; при шлифовании (см. рис. 10.1, д) главное движение резания осуществляет шлифовальный круг. Продольная подача при плоском шлифовании сообщается обычно заготовке, а поперечная – заготовке или шлифовальному кругу.
В общем случае процесс резания характеризуется элементами режима резания, скоростями главного движения резания и движения подачи; подачей; толщиной, шириной, а также площадью срезаемого слоя; машинным и штучным временем (рис. 10.2).
Рисунок 10.2 – Элементы режима резания
Скорость главного движения резания – скорость рассматриваемой точки режущей кромки или заготовки в главном движении резания:
V = πDn·60/1000,
где V – скорость главного движения резания, м/мин; D – диаметр поверхности обрабатываемой заготовки, мм; n – частота вращения заготовки, об/мин.
Скорость движения подачи – скорость рассматриваемой точки режущей кромки в движении подачи.
Подача S – отношение расстояния, пройденного рассматриваемой точкой режущей кромки или заготовки вдоль траектории этой точки в движении подачи, к соответствующему числу циклов или определенных долей цикла другого движении во время резания или к числу определенных долей цикла этого другого движения.
Под циклом движения понимают полный оборот, ход или двойной ход режущего инструмента или заготовки. Долей цикла является часть оборота, соответствующая угловому шагу зубьев режущего инструмента. Под ходом понимают движение в одну сторону при возвратно-поступательном движении. Различают подачу на оборот Sn, на зуб Sz, на ход Sx, на двойной ход Sдв.х. Подача Sn – поступательное перемещение режущей кромки резца за один оборот заготовки.
Толщина срезаемого слоя а – длина нормали к поверхности резания, проведенной через рассматриваемую точку режущей кромки, ограниченной сечением срезаемого слоя. Ширина срезаемого слоя b – длина стороны сечения срезаемого слоя, образованной поверхностью резания. Площадь среза – это площадь сечения срезаемого слоя f = ab. Время, затрачиваемое непосредственно на процесс отделения стружки, называют основным технологическим временем. По основному технологическому времени рассчитываются нормы выработки на данном виде оборудования.
Режущий инструмент