Особенности технологических процессов обработки заготовок резанием

Обработка металлов резанием — процесс срезания режущим инструментом с поверхности заготовок слоя металла в виде стружки для получения необходимых геометрической формы, точности размеров, взаимного положения и качества поверхностей изделий. Почти все детали сложной формы изготовляют путем механической обработки заготовок резанием. С помощью режущего инструмента могут быть получены разные изделия — от деталей часовых механизмов до сосудов высокого давления диаметром свыше 3 м и других крупногабаритных изделий.

Существует большое разнообразие видов механической обработки заготовок резанием. Наиболее широкое применение получили точение, растачивание, сверление, фрезерование, строгание, долбление и шлифование.

Механическая обработка базируется на целенаправленном, управляемом разрушении поверхностного слоя и кинематике резания. Металл, удаляемый в процессе обработки заготовки, подвергается пластическому деформированию и разрушению. В результате этого материал, отделяемый от обрабатываемой заготовки, приобретает характерную форму, и в таком виде его принято называть стружкой.

Для разрушения поверхностного слоя необходимо сообщить относительные движения режущему инструменту и заготовке. Перемещения рабочих органов станков подразделяют на движения резания, установочные и вспомогательные.

Движения, которые обеспечивают срезание с заготовки слоя металла или вызывают изменение состояния обрабатываемой поверхности, называют движениями резания. К ним относятся главное движение резания и движение подачи.

За главное движение резания Dr принимают движение, определяющее скорость деформирования поверхностного слоя заготовки и отделение стружки. Движение режущего инструмента или заготовки, предназначенное для того, чтобы распространить отделение слоя материала по всей обрабатываемой поверхности, принято называть движением подачи Ds. Скорость главного движения резания обозначают v, скорость движения подачи — vs, при этом v > vs. Большинство принципиальных кинематических схем резания предусматривают сочетание двух движений — главного и подачи.

При сложных сочетаниях трех одновременно осуществляемых движений дополнительное определяет специфику формообразования, например изготовление зубчатого колеса методом обкатки. Эти движения в совокупности определяют плоскую или пространственную траекторию результирующего движения точек главной режущей кромки.

Движение, обеспечивающее взаимное положение инструмента и заготовки для срезания с нее определенного слоя материала, называют установочным. К вспомогательным движениям относят транспортирование заготовки, закрепление заготовки и инструмента, быстрые перемещения рабочих органов станка.

Для любого процесса резания можно составить схему обработки, на которой показывают обрабатываемую заготовку, способ ее базирования и закрепления, положение инструмента относительно заготовки, а также движения резания (рис. 28.1). Инструмент показывают в положении, соответствующем окончанию обработки поверхности изделия. Движение подачи может быть продольным (пр), поперечным (п), вертикальным (в), круговым (кр) и др. В процессе резания на заготовке различают рабатываемую поверхность, обработанную поверхность и поверхность резания (см. рис. 28.1).

Пространственную форму детали определяют сочетанием различных поверхностей. Для облегчения механической обработки при проектировании детали стремятся использовать простые геометрические поверхности: плоские, цилиндрические, конические, шаровые и торовые.