Шпаргалки по "Резанию металла"

1.Инструментальные материалы

инст­рументальные материалы играют решающую роль в повышении про­изводительности труда и формировании поверхностного слоя обрабатываемых деталей. Производительность режущего инструмента в значительной степени зависит от продолжительности работы, в тече­ние которой сохраняется его режущая способность.Для получения инструментов с высокими режущими свойствами инструментальные материалы должны удовлетворять следующим ос­новным требованиям:1)иметь высокую теплостойкость и износостойкость;2)быть прочными и высокотвердыми;3)обладать достаточной теплопроводностью;4)иметь возможность обрабатываться в холодном и горячем со­стоянии;

5)быть экономичными. Под теплостойкостью (красностойкостью) материала понимается его способность сохранять свои физико-механические свойства, в ча­стности твердость, при высокой температуре.Большое значение имеет теплопроводность инструментального материала. Чем ниже теплопроводность, тем меньше теплоотдача и выше температура инструмента в процессе резания. Теплопровод­ность повышается с увеличением содержания в инструментальном материале компонентов с максимальной теплопроводностью.К инструментальным материалам относятся:углеродистые инструментальные стали;легированные инструментальные стали;быстрорежущие стали;

металл ок ерами чески с материалы (твердые сплавы);минералокерамические материалы;

абразивные материалы;алмазы;сверхтвердые материалы.

2.Углеродистые инструментальные стали разделяются на стали обыкновенного качества и высококачественные (ГОСТ 1435-74), при­чем в высококачественных содержится меньше серы и фосфора, до 0,03 % каждого.К сталям обыкновенного качества относят стали У7-У13, а к вы­сококачественным У7А-У13А, где цифры означают в среднем деся­тые доли процентного содержания углерода. Кроме этого, в состав сталей входят Cr, Ni, Mo в пределах 0,15-0,20 %, а также Mn, Si, каж­дый от 0,15 до 0,30 %.Углеродистые инструментальные стали имеют низкие режущие свойства. Их теплостойкость до 200°С. При температуре резания вы­ше 200"С стали резко теряют твердость и стойкость, что объясняется строением и свойствами структуры мартенсита. Инструменты из этих сталей должны применяться, когда температура резания не превыша­ет 200°С.Из-за низкой режущей способности углеродистые стали марок У7-У9 используют для изготовления слесарных, деревообраба­тывающих и кузнечных инструментов; У10А-У13А - для ручных ре­жущих инструментов (напильники, метчики, развертки), а также для (машинных) инструментов, работающих на низких скоростях резания (К<0.15-0.25 м/с).

3. Легированные инструментальные стали имеют в своем составе небольшое содержание таких легирующих элементов, как Mn, Si, Cr, W, V. Легированные стали имеют более высокие режущие свойства, чем углеродистые. Их теплостойкость~-250°С, они более износостой­ки и меньше коробятся при термообработке. Стали применяются для изготовления штампов, режущего (сверл, плашек, фрез, метчиков, разверток, протяжек), измерительного и слесарного инструмента, Ос­новные марки сталей - это 9ХС, ХВГ, ХВСГ, Х6ВФ и др. Наиболее распространены 9ХС и ХВГ. Недостаток стали 9ХС: плохо шлифует­ся (надиры на поверхности). Сталь ХВГ меньше коробится при тер­мообработке, поэтому используется при изготовлении инструмента сравнительно большой длины и работающего с невысокими скоро­стями резания; это протяжки, длинные развертки, метчики и др. ин­струмент.

4.Быстрорежущие стали имеют более высокие режущие свойства, чем легированные инструментальные стали. Быстрорежущие стали допус­кают больщую примерно в 2-3 раза скорость резания по сравнению с легированными сталями. Из них изготавливают примерно 70 % лез­вийных инструментов.Быстрорежущие стали делятся на стали нормальной теплостой­кости (Р9, Р12, Р18, Р6МЗ, Р6М5) и стали повышенной теплостойко­сти (Р9К5, Р9К10, Р12ФЗ, Р10Ф5К5, Р18Ф2К5, Р6М5К5, P9M4KS и Быстрорежущие стали первой группы отличаются в основном процентным содержанием W, V, Мо. У них износостойкость в 2 раза, а теплостойкость в 3 раза выше, чем у углеродистых инструменталь­ных сталей. Эти стали используются' для изготовления различных режущих инструментов при обработке конструкционных сталей, чугунов и цветных металлов и сплавов.Сталь Р9 рекомендуется применять для изготовления инструмен­тов более простой конфигурации из-за плохой шлифуемости.

Стали Р12 и Р18 - для изготовления сложных и ответственных инструментов, таких, как фасонные резцы, резьбообрабатывающие инструменты и зуборезный инструмент, а также протяжки и разверт­ки.Однако стали Р9, Р12 и Р18 имеют ограниченное применение из-за дефицита вольфрама. Поэтому в последние годы созданы быстро­режущие стали Р6МЗ и Р6М5. В настоящее время производство стали Р6М5 составляет около 75% общего выпуска быстрорежущих сталей. Быстрорежущие стали повышенной теплостойкости можно раз­делить на вольфрамокобальтовые; вольфрамованадиевыс;вольфрамокобальтованадиевые и вольфрамокобальтомолибденовые .Вольфрамокобальтовые (Р9К5, Р9К10) имеют более высокую те­плостойкость (630-640°С) и твердость после термообработки HRC 64-67Волъфрамованадиевые стали (Р12ФЗ, Р9Ф5, Р18Ф2 и др.) более износостойкие и прочнее, чем вольфрамовые и вояъфрамомолибденовые стали. Теплостойкость порядка 620 - 630°С.

Вольфрамокобальтованадиевьте стали (Р10Ф5К5, Р18Ф2К5 и др.) по своим режущим свойствам не уступают вольфрамокобальтовым сталям и имеют большую прочность и износостойкость. Вольфрамокобальтомолибденовые стали (Р6М5К5, Р9М4К8 и др.) созданы для замены высоковольфрамовых быстрорежущих ста­лей.

5.6.7. Твердые сплавы широко применяются для изготовления различного режущего инструмента. С появлением твердых сплавов произошел резкий скачок в металлообработке. Ско­рости резания возросли в 5-10 раз по сравнению с обработкой инст­рументами из быстрорежущих сталей.В настоящее время нашей промышленностью выпускаются одно-карбидные, двухкарбидные и трехкарбидные твердые сплавы -вольфрамовые (ВК), титановольфрамовые (ТК) и танталотитано-вольфрамовые (ТТК).

Твердые сплавы подразделяются на марки, отличающиеся одна от другой физико-механическими свойствами и процентным содер­жанием входящих в них элементов.Группа ВК: ВК2, ВКЗ, ВК4, ВКЗМ, ВК6, ВК6М, ВК8, ВК60М, ВК8В и др. Буква М означает, что сплав мелкозернистый величина зерна до 1мкм, а В - высокопрочный, крупнозернистый, в которых размер зерен 3-5 мкм. У других марок сплавов этой группы размеры зерен 1-2 мкм.Группа ТК: Т15К6, , Т14К8, Т5К12 Группа ТТК: ТТ7К12, ТТ10К8Б, ТТ20К9 и др.Твердость соответственно групп HRA: 91-86; 92-87; 87-89. Хими­ческий состав твердых сплавов легко расшифровывается по обозна­чению марок.Так, в сплаве:1)  ВК2 содержится 98% WC и 2% Со.2)  ВК8 содержится 92% WC и 8% Со.3)  Т15К6 содержится 79% WC,15% TiCa 6% Co.4)  ТТ7К12 содержится 81%WC,4%TiC и 3%ТаС, 12%Со.5)  ТТ20К9 содержится 71%WC, 8%TiC, 12%TaC, 9%Co. Карбиды вольфрама, титана и тантала являются как бы режущими составляющими. В качестве связки выступает Со. Чем меньше Со в сплаве, тем он более твердый, но более хрупкий, и прочность его ниже.Теплостойкость их 8О0...95О°С.Износостойкость выше быстрорежущих -в 50 раз.Безвольфрамовые твердые сплавы. В связи с дефицитом W поя­вились так называемые безвольфрамовые твердые сплавы. Основой их является TiC, (TrNb)C и TiNC, т.е. карбидыТл и Nb или карбоеит-риды TiNC; а связкой - Ni или № и Мо.Эти сплавы имеют высокую теплостойкость, низкую теплопро­водность, но имеют высокую твердость (HRA 89-90). Они применя­ются для чистовой и получистовой обработки. Стойкость инструмен­тов из этих сплавов в1,5 раза выше, чем из Т15К6.

8.Минералокерамические материалы. В основе минералокера-мики лежит окись алюминия А52Оз- По сравнению с другими инстру­ментальными материалами она дешевле. ЦМ-332 оксидная минерало-керамика имеет более высокую твердость (на 2-5 единиц}, а тепло­стойкость 1200°С, имеет повышенную износостойкость по сравнению с твердыми сплавами. Однако этот материал хрупок и малопрочен.Используемая до настоящего времени оксидная микрокерамика ЦМ-332 не нашла широкого применения в качестве режущего мате­риала вследствие ее малой прочности о„ -300 МПа.Всесоюзный научно-исследовательский институт абразивов и шлифования (ВНИИАШ) создал оксидную керамику марки ВШ-75, ее рекомендуется применять при чистовой и получистовой обработка сталей и чугунов. Минер'алокерамика допускает скорость резания в 1,5-2 раза выше, чем твердые сплавы.

9. Сверхтвердые материалы. Наряду с минералокерамикой разра­ботаны сверхтвердые инструментальные материалы, предназначен­ные для чистовой обработки материалов с большой твердостью (HRC 60), а также материалов при высоких скоростях резания (свыше 10 We). К их числу относятся материалы на основе кубического нитрида бора (КНБ).Кубический нитрид бора - новый сверхтвердый материал. Он представляет собой соединение двух химических элементов - бора 43,6% и азота 56,4%. КНБ - весьма твердый, теплостойкий и химиче­ски устойчивый материал. По твердости он близок к алмазу. Тепло­стойкость КНБ 1300°С. КНБ выпускается под названием эльбор. Обозначается Л. В зависимости от размера зерен эльбор выпускается двух групп: шлифпорошки и микропорошки.Сверхтвердые синтетические материалы - это композиционные поликристаллические материалы, обладающие весьма высокой твер­достью, приближающейся к твердости алмаза. Существуют три их разновидности: композиты (композит 01 - эльбор - Р; композит 05; композит 10(гексонит-Р); исмит), карбонадо и силинит.Карбонадо - более плотные модификации синтетического алмаза, по твердости он превосходит композиты, но уступает по теплостой­кости.Все они выпускаются в виде цилиндров диаметром 4-6 мм и вы­сотой 3-6 мм или в виде пластин.Силинит Р - новый сверхтвердый синтетический материал HRA-94...96, но недостаточно прочен. Применяется для лезвийных инст­рументов в виде пластин для чистовой и тонкой обработки.

10. Поверхности детали, движения (подача, глубина резания )

На обрабатываемой заготовке при снятии стружки различают три поверхности: обрабатываемую, которая частично или полностью удаляется при обработке; обработанную, образованную на заготовке в результате обработки; поверхность резания, образуемую режущей кромкой в результирующем движении резания.

Подача S – перемещение режущей кромки относительно обработанной поверхности в направлении движения подачи. Различают подачу за один оборот заготовки Sо (мм/об) и за 1 мин Sм= Sоn (мм/мин).

При токарной обработке подача может быть поперечная и продольная. Сверло имеет два зуба (пера) и режет одновременно двумя режущими кромками, поэтому на каждую кромку (один зуб) приходится подача Sz= Sо/z= Sо/2 (мм). Минутная подача Sм= Sоn. Между подачей на зуб фрезы Sz, на один оборот фрезы Sо и минутной Sм существует соотношение Sм= Sоn= Szzn.

Глубина резания t – размер слоя, удаляемого за один проход, измеренный в направлении, перпендикулярном к обработанной поверхности. t=(D-d)/2 (мм).

11. Толщина, ширина, площадь срезаемого слоя, скорость резания.

Ширина срезаемого слоя, или ширина среза b (мм) – длина стороны сечения срезаемого слоя, образованной поверхностью резания. b=t/sin.

Толщина срезаемого слоя, или толщина среза а (мм) – длина нормали к поверхности резания, проведенной через рассматриваемую точку режущей кромки, ограниченная сечением срезаемого слоя. а=S sin.

Площадь поперечного сечения среза f=tS=ab.

Суммарная площадь поперечного сечения среза, снимаемого прямозубой фрезой:

А=,

m=z/360 – количество зубьев фрезы, находящихся одновременно в работе; где z – число зубьев фрезы.

Скорость главного движения резания (скорость резания)  - скорость рассматриваемой точки режущей кромки или заготовки в направлении главного движения резания. При точении, когда заготовка вращается с частотой вращения n (об/мин), скорость резания (м/мин): =Dn/1000,

D – наибольший диаметр поверхности резания, мм.

12. Конструктивные параметры резца.

Резец состоит из двух основных частей: головки и стержня (тела). Головка резца является рабочей частью. Стержень служит для закрепления резца в резцедержателе.Рабочую часть резца выполняют из инструментальных сталей, металлокерамических твердых сплавов, минералокерамики, кермета или алмаза, а державку (стержень) – из конструкционных сталей. В промышленности применяются также цельные резцы              Рабочая часть резца (головка) ограничена следующими поверхностями: передней 1, по которой сходит срезаемая стружка; задними (главной 2 и вспомогательной 3), обращенных к обрабатываемой детали.Пересечение передней и задних поверхностей образует две режущие кромки: главную 4 , выполняющую основную работу резания, и вспомогательную 5. Место сопряжения главной и вспомогательной режущих кромок образует вершину резца 6.

При точении различают следующие поверхности (рис.1.2): обрабатываемую поверхность, с которой снимают стружку (1); обработанную поверхность, полученную после снятия стружки (2); поверхность резания, образуемую непосредственно рабочей частью главной режущей кромки резца (3).Для определения углов резца служат следующие координатные плоскости (рис. 1.2; 1.3): основная плоскость 4 (Рv) – плоскость, параллельная направлениям продольной и поперечной подач; плоскость резания 5 (Рn) – плоскость, касательная к поверхности резания и проходящая через главную режущую кромку резца; главная секущая плоскость – плоскость, перпендикулярная к проекции главной режущей кромки на основную плоскость; Рr (6) вспомогательная секущая плоскость – плоскость, перпендикулярная к проекции вспомогательной режущей кромки на основную плоскость Рr (7); рабочая плоскость Рs .

Рассмотрим углы резца в статическом состоянии . В основной плоскости измеряют углы в плане:

 – главный угол в плане - угол между проекцией главной режущей кромки на основную плоскость и направлением подачи;

1 – вспомогательный угол в плане - угол между проекцией вспомогательной режущей кромки на основную плоскость и направлением подачи;

 – угол при вершине резца - угол между проекциями главной и вспомогательной режущих кромок на основную плоскость. 180.                                 

главная  секущая плоскость

главный задний угол -    угол между главной задней поверхностью и плоскостью резания;

передний угол - угол между передней поверхностью и плоскостью, перпендикулярной плоскости резания;

 угол заострения - угол между передней и главной  задней поверхностями резца;

угол резания - угол  между передней поверхностью и плоскостью резания, т.е.                                                или  90.  Во вспомогательной секущей плоскости :  – вспомогательный задний угол – угол между вспомогательной  задней поверхностью и плоскостью, проходящей через вспомогательную режущую кромку перпендикулярно основной поверхности; вспомогательный передний угол – угол между следом передней поверхности резца и следом плоскости, проходящей через вспомогательную режущую кромку параллельно основной поверхности.

В плоскости резания измеряется угол    - угол наклона главной режущей кромки – угол, заключенный между главной режущей кромкой и плоскостью, проведенной через вершину резца параллельно основной поверхности.

Угол   считается положительным, когда вершина резца является наинизшей точкой режущей кромки; отрицательным, когда вершина резца является наивысшей точкой режущей кромки, и равным нулю, когда главная режущая кромка параллельна основной плоскости.

13. Координатные плоскости резца

Расположение режущих кромок в пространстве определяет особенности режущего лезвия и оценивается относительно так называемых координатных плоскостей.

Для определения положения режущих кромок резца принимают следующие координатные плоскости: 1 – основная; 2 – резания; 3 – рабочая; 4 – главная секущая, а также вспомогательная секущая плоскость (не показана).

Координатныеплоскости рассматривают в различных системах координат. Статическая система имеет начало в рассматриваемой точке режущей кромки и ориентирована относительно направления скорости главного движения резания,

кинематическая – относительно направления скорости результирующего движения резания,

инструментальная – относительно элементов режущего инструмента, принятых за базу.

Основная плоскость – плоскость, проведенная перпендикулярно направлению скорости главного движения.

Плоскость резания – плоскость, касательная к режущей кромке в рассматриваемой точке и перпендикулярная к основной плоскости.

Рабочая плоскость – плоскость, в которой расположены направления скоростей главного движения и движения подачи.

Главная секущая плоскость 4 – координатная плоскость, перпендикулярная к линии пересечения основной плоскости 1 и плоскости резания 2.

Вспомогательная секущая плоскость – плоскость, перпендикулярная к проекции вспомогательной режущей кромки на основную плоскость.

14. Углы в плане. Их влияние на процесс обработки.

φ – главный угол в плане, уменьшение угла ухудшает точность, увеличивает стойкость, уменьшает шероховатость.(30-900)

φ1- оказывает влияние на стойкость и прочность резца, а так же на шероховатость обрабатываемой поверхности. (10-300)

угол при вершине, оказывает подобное влияние как φ и φ1.

15.Углы в главной и вспомогательной текущей плоскости. Их влияние на процесс обработки.

γ- передний угол, оказывает влияние на силы резания, прочность,стойкость, сход стружки(-15-300)

α – задний угол, чем больше тем выше сила трения

(5-100)

β – угол заострения режущего клина.

δ – угол резания

α1 – вспомогательный задний угол,уменьшает трение инструмента о заготовку.

16.Угол наклона главной режущей кромки, его влияние на процесс резания.

Угол наклона главной режущей кромки  - угол между главной режущей кромкой и основной плоскостью.

Положительный :

tg пр=tg  cos  - tg  sin  - продольный

tg п=tg  sin  + tg  cos  - поперечный

Отрицательный :

tg пр=tg  cos  + tg  sin 

tg п=tg  sin  - tg  cos 

Так как  небольшой (05), то:                             tg пр=tg  cos 

Влияет на сходящую стружку,при положительном вершина резца упрочняется и стружка сходит в сторону обработанной поверхности, сила резания увеличивается, увеличивается отжим детали. При отрицательном угле стружка сходит в сторону обр. поверхности.

17.Углы резца в продольной и поперечной плоскости.

18.19. Углы резца в движение: а) поперечная обточка; б) продольная обточка

20. Углы резца в зависимости от его установки

Изменение углов резания в зависимости от установки резца относительно высоты центров.

Угол между проекцией режущей кромки резца на горизонтальную плоскость и направлением подачи образует главный угол в плане. Чем меньше этот угол, тем короче та часть лезвия резца, которая непосредственно режет обрабатываемую заготовку, и тем, следовательно, меньше усилие резания, но зато больше концентрируется тепла в этой части резца. На обдирочных работах угол в плане надо выбирать в зависимости от обрабатываемого материала и формы изделия (рис. 28).

Обычно во время черновой обработки главный угол в плане составляет 45°. Если материал твердый, угол уменьшают до 30°. Если же обрабатывается тонкое, длинное изделие, угол в плане надо сделать как можно больше, максимально приблизив его к 90°, чтобы уменьшить усилия резания, а следовательно, прогиб изделия и его вибрацию.

Для нарезания резьбы применяются стержневые, призматические (в державках) и круглые (дисковые) резцы. Резьбовые резцы могут быть однониточными и многониточными («гребенки»). Резцы (и державки) закрепляют в суппорте токарного станка.

Зависимость между главным углом резца в плане, шириной стружки и усилием резания.

21. Схемы стружкообразования

Стружкой называется металл, срезанный с заготовки режущим инструментом.

Процесс резания (стружкообразования) – сложный физический процесс, при котором возникают и упругие и пластические деформации (сжатия, растяжения, сдвига); этот процесс сопровождается большим трением, тепловыделением, наростообразованием, завиванием и усадкой стружки, повышением твердости деформируемых слоев металла и износом режущего инструмента.

Под действием режущего инструмента срезаемый слой подвергается сжатию. Процессы сжатия и растяжения сопровождаются упругими и пластическими деформациями. Пластическое деформирование заключается в сдвиге одних слоев относительно других по плоскостям скольжения, которые совпадают в основном с направлением наибольших сдвигающих напряжений. Сдвиги происходят между отдельными частицами кристаллического зерна (монокристалла) и между самими зернами в поликристалле; в результате сдвигов изменяется форма зерен, их размер и взаимное расположение. Процесс пластического деформирования сопровождается большим тепловыделением и изменением свойств металла; одним из таких изменений является повышение твердости (а следовательно, и хрупкости).

Режущий клин действует на срезаемый слой толщиной а на контактной площадке шириной С. Сила R, с которой инструмент передней поверхностью давит на срезаемый слой, получила название силы стружкообразования. Линия ОК разграничивает области сжимающих (слева от ОК) и растягивающих (справа от ОК) напряжений в обрабатываемом материале ниже поверхности резания.

Зона I, обозначенная ОАВNО и расположенная перед передней поверхностью инструмента, является зоной первичной деформации. Нижняя граница ОА зоны I вогнута и пересекает продолжение поверхности резания. Правее линии ОВ находятся зерна стружки, а левее линии ОА – недеформированные зерна материала срезаемого слоя. Зерно материала срезаемого слоя проходит по траектории FQ и сильно деформируется. Деформация зерна заканчивается в точке Q, и оно приобретает скорость с, равную скорости стружки.

Линией ОА показана поверхность сдвига (скольжения), на которой сдвигающие напряжения  равны пределу текучести с материала на сдвиг. Вся зона ОАВNО делится на подобные поверхности, на каждой из которых сдвигающие напряжения равны пределу текучести материала, уже получившего упрочнение в результате предшествующей деформации.

В результате взаимодействия поверхности стружки с поверхностью инструмента, зерна стружки продолжают деформироваться и после их выхода из зоны первичной деформации. Так возникает зона II вторичной деформации стружки, ограниченная передней поверхностью инструмента и линией OND. Ширина OD этой зоны приблизительно равна половине ширины площадки контакта С, а максимальная ее толщина 1 составляет примерно 0,1 ас. Степень деформации зерен во II зоне может в 20 и более раз превышать среднюю деформацию стружки.

Размеры зоны вторичной деформации и степень деформации зерен в этой зоне определяются силами трения на контактных поверхностях стружки и инструмента. Чем меньше силы трения, тем меньше размеры зоны II и деформация в ней зерен.

22. Типы стружки

Классификация стружки: сливная, скалывания (суставчатая), элементная и надлома.

Стружка скалывания состоит из отдельных элементов. Поверхность стружки, контактирующая с передней поверхностью резца, гладкая. Она образуется в результате обработки сталей и других пластичных материалов при большой толщине срезаемого слоя, относительно низкой скорости резания и небольшом переднем угле лезвия. При уменьшении толщины среза, повышении скорости резания и увеличении переднего угла отдельные элементы стружки станут менее отчетливыми и будут сходить без зазубрин  на ее внешней стороне (сливная стружка). Если увеличить толщину среза, уменьшить скорость резания и передний угол , отдельные элементы стружки будут менее связными, т.е. образуется элементная стружка. Эти три вида стружки получаются при обработке пластичных металлов.

В случае обработки хрупких материалов при больших толщинах среза и больших углах  происходит вырывание или откалывание крупных частиц металла неправильной формы. Получаемая при этом стружка называется стружкой надлома (обработка чугуна).

23.Пластическая деформация срезаемого слоя, коэффициент усадки

Пластическая деформация при резании металлов внешне проявляется в том, что длина стружки Lx получается короче пути L, пройденного резцом по обработанной поверхности, а толщина стружки ах больше толщины среза, (рисунок ниже) а ширина стружки при сравнительно небольшом угле λ, (примерно λ < 30°) незначительно отличается от ширины среза Ь. Изменение размеров срезаемого слоя в результате пластической деформации определяется коэффициентом усадки стружки С. Если считать, что объем деформированного металла не изменяется и bx = b, то коэффициент продольной усадки стружки равен коэффициенту усадки стружки по толщине.

24. Различные методы определения коэффициента усадки.

- измерение длины стружки и длины участка, с которого она была срезана.

- измерение толщины стружки и толщины участка, с которого она была срезана.

Весовой метод:

Теоретический метод:

25. Влияние на коэффициент усадки  толщины среза и угла резания.

С увеличением толщины среза коэффициент усадки уменьшается, это объясняется тем, что больше деформируется слои стружки расположенные ближе к поверхности инструмента поэтому в толстых стружках деформация меньше.

С увеличением переднего угла, силы резания уменьшаются, следовательно уменьшается деформация.

26. Влияние на коэффициент усадки скорости резания и радиуса округления при вершине резца.

При V1 – коэффициент усадки незначителен, до V2 происходит  интенсивное образование нароста, что меняет угол резания, процесс резания облегчается , деформация уменьшается и уменьшается коэффициент усадки.

До V3 происходит срыв нароста, сила резания увеличивается. После V3 под действием высоких температур условия резания облегчаются, коэффициент усадки увеличивается.

Влияние радиуса при вершине резца:

- с увеличением радиуса, коэффициент усадки увеличивается, объясняется это тем что толщина среза в разных точках прямолинейного участка  разная, поэтому происходит увеличение коэффициента усадки.

Увеличение радиуса приводит к увеличению длины криволинейного участка, таким образом отношение объёма стружки снятой с криволинейного участка к  общему объёму стружки  увеличивается, следовательно увеличивается и К.

Кроме этого в плоскости деформации на криволинейном участке нормали к режущей кромки будут пересекаться, что вызовет стеснённое резание и естественно дополнительную деформацию.

При радиусе =0 с увеличением главного угла (φ) уменьшаются силы резания, уменьшаются объем пластической деформации и соответственно уменьшается коэффициент усадки.

С увеличением угла в плане увеличивается доля  участия  криволинейного участка  в процессе резания и соответственно увеличивается коэффициент усадки.

27.Влияние t и S на Кус.

С увеличением глубины резания (или ширины среза) коэффициент усадки стружки меняется незначительно, а с увеличением подачи (или толщины среза) коэффициент усадки стружки снижается.

28. Образование нароста

Под наростом понимают клиновидную, относительно неподвижную область материала, расположенную на передней поверхности лезвия у его режущей кромки.

Нарост – сложное по химическому составу агрегатное состояние металла из продуктов взаимодействия обрабатываемого и инструментального материалов и окружающей среды. Он состоит из слоев сильно деформированного обрабатываемого материала с включениями оксидов и карбидов обрабатываемого и инструментального материалов, а также кобальта, входящего в состав твердого сплава. Строение нароста сложное: основная часть – это «третье тело», прочно соединенное с поверхностью инструмента, на которое наращиваются последующие слои сходящей стружки. При разрушении нарост частично уносится стружкой, частично поверхностью детали, в результате чего увеличивается шероховатость.

Он имеет форму, близкую к треугольной, мало развит по высоте, имеет небольшой радиус округления вершины.

При более высоких скоростях образуется нарост второго вида значительной высоты, с большими передним и задним углами, достигающими 5…12. Основание нароста достаточно стабильно, а его верхняя часть часто разрушается. С дальнейшим возрастанием скорости резания этот нарост преобразуется в нарост третьего вида. Его форма становится прямоугольной или близкой к трапецеидальной, имеет значительную высоту. Наросты такого вида наиболее стабильны, их срыв происходит крупными частицами или полностью.

Еще при более высоких резания возникает нарост четвертого вида, по форме и расположению близкий к первому. Это – нестабильное образование, постоянно изменяющееся во всем объеме. Разрушение его происходит путем постоянного стекания с лезвия.

29. Износ режущего инструмента

Износ режущего инструмента значительно отличается от износа деталей машин, поскольку зона резания, в которой работает инструмент, характеризуется высокой химической чистотой трущихся поверхностей, высокими температурой и давлением в зоне контакта. Механизм износа инструмента при резании металлов сложен и включает в себя абразивный, адгезионный и диффузионный износ. Удельное влияние каждого из них зависит от свойств материала, инструмента и детали и условий обработки (прежде всего скорости резания).

1- зона первоначального интенсивного износа(приработка)

2-зона нормального износа

3-зона катастрофического износа

30. Виды износа реж. инструмента(износ истиранием)

Виды износа: -износ истиранием, износ выкрашиванием, износ пластическим деформированием.

Виды износа истиранием:

- износ по задней поверхности.(такой вид износа происходит при обработке сталей с небольшими скоростями резания с толщиной снимаемого слоя менее 0,1 мм  при малых значениях малого угла)

- износ по передней поверхности(такой вид износа возникает при обработке вязких материалов без охлаждения с высокими скоростями резания с толщиной  срезаемого слоя более 0,1 мм)

- по передней и задней поверхности.

- износ в результате округления режущей кромки(такой вид износа наблюдается при обработке материала с низкой теплопроводностью, напр.- пластмассы)

31. Влияние на износ режимов резания

В процессе резания металлов около 80% работы затрачивается на пластическое и упругое деформирование срезаемого слоя и слоя, прилегающего к обработанной поверхности и поверхности резания, и около 20% работы - на преодоление трения по передней и задней поверхностям резца. Примерно 85- 90% всей работы резания превращается в тепловую энергию, количество которой (в зоне резания) существенно влияет на износ и стойкость инструмента, на шероховатость обработанной поверхности. Установлено, что свыше 70% этой теплоты уносится стружкой, 15- 20% поглощается инструментом, 5-10% - деталью и только 1% излучается в окружающее пространство. Температура в зоне резания зависит от физико-механических свойств обрабатываемого материала, режимов резания, геометрических параметров режущего инструмента и применяемой смазочно-охлаждающей жидкости. При обработке стали выделяется больше теплоты, чем при обработке чугуна. С увеличением прочности и твердости обрабатываемого материала температура в зоне резания повышается и при тяжелых условиях работы может достигнуть 1000- 1100 градусов С. При увеличении подачи температура в зоне резания повышается, но менее интенсивно, чем при увеличении скорости резания. Глубина резания оказывает наименьшее (по сравнению со скоростью и подачей) влияние на температуру в зоне резания. С увеличением угла d резания и главного угла j в плане температура в зоне резания возрастает, а с увеличением радиуса г скругления резца - уменьшается. Применение смазочно-охлаждающей жидкости существенно уменьшает температуру в зоне резания.

32. Влияние на износ СОЖ

Применение СОЖ благоприятно воздействует на процесс резания металлов: значительно уменьшается износ режущего инструмента, повышается качество обработанной поверхности и снижаются затраты энергии на резание. При этом уменьшается наростообразование у режущей кромки инструмента и улучшаются условия для удаления стружки и абразивных частиц из зоны резания. Наименьший эффект дает применение СОЖ при обработке чугуна и других хрупких материалов. При работе твердосплавным инструментом на высоких скоростях резания рекомендуется обильная и непрерывная подача СОЖ, так как при прерывистом охлаждении в пластинах твердого сплава могут образоваться трещины и инструмент выйдет из строя. Наиболее эффективно применение СОЖ при обработке вязких и пластичных металлов, при этом с увеличением толщины среза и скорости резания положительное воздействие СОЖ на процесс стружкообразования уменьшается. Выбор СОЖ зависит от обрабатываемого материала и вида обработки. СОЖ должна обладать высокими охлаждающими, смазывающими антикоррозионными свойствами и быть безвредной для обслуживающего персонала. Все СОЖ можно разбить на две основные группы - охлаждающие и смазочные. К первой группе относятся водные растворы и эмульсии, обладающие большой теплоемкостью и теплопроводностью. Широкое распространение получили водные эмульсии, содержащие поверхностно-активные вещества; водные эмульсии применяются при обдирочных работах, когда к шероховатости обработанной поверхности не предъявляют высоких требований. Ко второй группе относятся минеральные масла, керосин, а также растворы поверхностно-активных веществ в масле или керосине. Жидкости этой группы применяются при чистовых и отделочных работах. Также нашли применение осерненные масла (сульфофрезолы), в которых в качестве активированной добавки используется сера.

33. 34 Физическая природа изнашивания

Абразивное изнашивание – происходит в результате мех. зацепления выступающих поверхностей  на трущихся поверхностях сопр-ая их скалыванием, срезанием, а так же истиранием режущих поверхностей инструмента.

Адгезионное изнашивание – происходит в результате прилипания/схватывания трущихся поверхностей  и последующего отрыва мельчайших частиц материала и инструмента; для наступления схватывания необходимо сближение поверхностей на расстояние параметра кристаллической решётки.

Диффузионное изнашивание – диффузионное растворение металла инструмента в обработанном металле, при температуре 800-850оС , при таких температурах работают твёрдые сплавы. Быстрее всего диффундирует углерод, медленнее W, Co, Ti.

Окислительное изнашивание – основано на коррозии твёрдых сплавов при нагреве их в среде кислорода; при температуре 700-800 оС , кислород вступает в реакцию с  фазой твёрдого сплава и карбидами W и Ti, вследствие чего твёрдость  продуктов  окисления в 40-60 раз ниже твёрдости сплава. Они быстро разрушаются, нарушая монолитность сплава, что создаёт условия для выкрашивания.

35.Критерии затупления (критерий максимального износа).

Критерий затупления режущего инструмента - критерий отказа режущего инструмента (лезвия), характеризуемый максимально допустимым значением износа режущего инструмента (лезвия), после достижения которого наступает его отказ. (Износ - величина, характеризующая изменение формы и размеров режущего инструмента вследствие изнашивания при резании.)
Критерий отказа режущего инструмента (Критерий отказа) - определяется в зависимости от требований к обработке при выполнении конкретной технологической операции. Например, на операциях предварительной обработки критериями отказа могут быть приняты предельно допустимые значения износа инструмента по задней поверхности лезвия, определенные по условию его рациональной эксплуатации; значения силы резания.

37. Силы резания при точении (схема действия, составляющие).Действующие на резец силы (рис. ) обычно приводятся к силам упругой Рупр и пластической Рпл деформаций, действующим нормально к передней поверхности резца, и силам Р'упр и Р'пл, действующим нормально к задней поверхности резца.

Рис. 255. Силы резания при точении.
В свою очередь силы трения Т = μ (Рупр + Рпл) и Т = μ (Р'упр + Р'пл) действуют соответственно вдоль передней и задней поверхностей резца.
Упомянутая система сил приводится к равнодействующей силе R (рис. 255, б).
Равнодействующая сила резания R обычно раскладывается на три взаимно перпендикулярные составляющие Рх, Ру и Рz. Составляющая сила Pz, действующая в плоскости резания, называется силой резания. По этой силе определяют крутящий момент на шпинделе станка, мощность резания и производят расчет механизма коробки скоростей и прочности резца. Составляющая сила Ру, действующая в горизонтальной плоскости и совпадающая с направлением поперечной подачи, называется радиальной силой. Сила Ру действует на обрабатываемую заготовку, изгибая ее, что влияет на точность обработки и одновременно отжимает инструмент от заготовки.
Составляющая Рх действует в горизонтальной плоскости, совпадает с направлением продольной подачи и называется силой подачи. Силу Рх должен выдержать механизм подач станка.
Величина силы резания Pz определяется по формуле, полученной обработкой опытных данных: Pz = CptXp SУp кГ,
где Ср — коэффициент, зависящий от качества обрабатываемого металла; t — глубина резания в мм; S — подача в мм/об; Хр и Ур — показатели степени при глубине резания и подачи.
Значение Ср и показатели степеней Хр и Ур для конкретных условий приведены в различных нормативных материалах, откуда их и выбирают для практических целей.
Обычно Ур = 0,75, а Хр = 1, вследствие чего для уменьшения силы резания при обтачивании с одним и тем же сечением среза f = tS рекомендуется выполнять обработку при большей подаче и меньшей глубине резания.
Вычислив силу Рг, переходят к определению сил Рх и Ру.
Однако соотношение сил Pz : Рх : Ру зависит от элементов режущей части резца и режимов резания (t, S, V), от свойств обрабатываемого материала и износа резца, от условий резания и других факторов. В среднем соотношение составляющих сил резания можно принять:  Pz : Ру : Рх = 1 : 0,45 : 0,35.

38. Частные случаи действия сил резания. Равнодействующая.
Суммарную равнодействующую всех сил, действующих на резец со стороны обрабатываемого металла, можно назвать силой сопротивления резанию (стружкообразованию) R=. Где: Рz – сила резания, или тангенциальная сила, касательная к поверхности резания и совпадающая с направлением главного движения; Рх – осевая сила, или сила подачи, действующая параллельно оси заготовки в направлении, противоположном движению подачи; Ру – радиальная сила, направленная перпендикулярно к оси обрабатываемой заготовки.

39.Влияние на силы резания свойств обрабатываемого материала, материала инструмента и скорости резания.

Влияние скорости резания: На уч-ке от V1-V2  скорость резания уменьшается ,т.к. появляется нарост на инструменте, что приводит к уменьшению усадки стружки и соответственно к уменьшению силы. На уч-ке V2-V3  происодит срыв нароста, что увеличивает усадку и увеличивает силы резания. При скорости более V3 коэф усадки уменьшается . а след-но уменьшаются силы резания. Pz=c/V0.15 ; Py=c/V0,3

Влияние материала заготовки и мат-ла инструмента. Чем тверже метал, тем сильнее он сопротивляется проникновению инструмента, т. об. При обработке стали силы резания больше чем при обраб чугуна, т.к. при обработке хрупких мат-ов степень плстической деформации ниже а след-но ниже сопротивляемость.

Различное влияние мат-ла режущей части на силы резания объясняются различным коэфиц трения. Коэфиц трения у твердосплавных меньше чем у углеродистых,  а у керамических меньше чем у твердосплавных.

На силы резания влияют следующие факторы: обрабатываемый материал, глубина резания, подача, передний угол (угол резания), главный угол в плане, радиус закругления при вершине, смазочно-охлаждающие технологические среды, скорость резания и износ инструмента.

Во избежание смещения резца от действия сил  Ру и Рх он должен быть прочно закреплен в резцедержателе. Напряжения, вызванные в державке силами Рz, Ру и Рх, не должны повышать напряжений, допускаемых материалом державки по его прочности и жесткости. Большие напряжения создаются и в режущей части инструмента, поэтому сила Рz должна быть меньше силы, допустимой для режущей части резца.

Сила резания может быть рассчитана по формуле: Р=СрtХрSУpНВZp, где коэффициент Ср и показатели степени хр, ур и zр  для всех трех составляющих силы резания – справочные величины (Грановский 177). Полученные значения составляющих сил резания необходимо умножить на поправочные коэффициенты, учитывающие влияние: а) главного угла в плане ; б) радиуса r0 закругления вершины резца; в) максимального линейного износа h3мах.

Работа резания в общем случае (в джоулях) рассчитывается по формуле: W=PzL, где Рz – сила резания, действующая в направлении скорости резания (Н); L – путь, проходимый режущим инструментом, м.

Эффективную мощность, Вт, затрачиваемую на резание, рассчитывают по уравнению Ne=Р/60, где  - скорость резания, м/мин; Р=Рz – сила резания, Н. С учетом КПД станка легко подсчитать и необходимую (расчетную) мощность электродвигателя: Nэл=Ne/.

40.Влияние на силы резания t и S.

Влияние глубины резания: С увеличением глубины рез увеличивается длина активной части реж кромки, а так же площадь поперечного сечения среза, что приводит к увеличению объёма пластической деформации, след-но увеличиваются силы резания Pz=ctx

Влияние подачи: Увелич объем срезаемого мат-ла , что приводит к увеличению сил резания, но пластич деформация с увеличением толщины меньше, а значит и работа затраченная на пластическую деформацию меньше, след-но меньше силы резания.Pz=c2Sy

41.Влияние на силы резания угла резания и главного угла в плане.

Влияние переднего угла: Т.к. реж кромка станов острее, что приводит к уменьшению усадки стружки след-но уменьш. силы резания.

Влияние главного угла в плане: С увеличением угла φ сила резания уменьшается т.к. уменьшается длина активной части режущей кромки и соответственно уменьшается сопротивление, силы резания уменьшаются. При увеличении угла φ возрастает толщина среза и длина криволинейного уч-ка режущей кромки. С увеличением толщины среза уменьшается деформация(усадка стружки) В диапазоне от 30-60(град) увелич средней толщины среза играют большую роль в уменьшении деформации, чем увелич длины криволинейного участка, что приводит к уменьшению Pz, а в диапазоне от 60-90(град) увеличение средней толщины незначительно, тогда как длина криволинейного уч-ка продолжает возрастать и соответственно увелич силы резания.

42.Влияние на силы резания формы инструмента, износа, СОЖ.

Влияние формы резца в плане: Влияние фасонного резца на силы резания больше, т.к. длина активной части реж кромки больше => больше сопротивление резания. Соответ-но больше сила резания.

Влияние износа инструмента на силы резания: Износ по передней пов-ти уменьшает силы резания. С увеличением износа по передней пов-ти увеличивается угол, что приводит к уменьшению силы резания. С износом по задней пов-ти увеличиваются силы трения и соответственно увеличиваются силы резанияю

Влияние СОЖ: а) СОж уменьшает коэф трения м-ду стружкой и передней пов-юи м-ду задней пов-ю и обрабатываемой пов-ю. При этом нагрузка снижается на 30%.

б) уменьшение сил резания при применении СОЖ объясняется адсорбным понижением твердрсти. 

43.Общие зависимости для определения сил резания.
На величину силы резания влияют обрабатываемый материал, площадь среза и его форма, углы реза, скорость резания и ряд других менее существенных факторов.
Влияние на силу резания обрабатываемого материала видно из следующих сопоставлений. Силы резания при обработке стали средней твердости примерно в 2,2 раза больше, чем при резании чугуна средней твердости. Сила резания при обработке самой мягкой стали значительно меньше силы резания при обработке самой твердой стали. При обработке чугуна различных твердостей эта разница не так велика.
Сила резания возрастает с увеличением площади среза. Если при этом увеличение площади среза получается за счет увеличения глубины резания, сила Рz возрастает пропорционально глубине резания. При увеличении подачи сила Рz так же возрастает, но менее. Так например, если увеличить глубину резания вдвое, сохранив ту же подачу, сила резания увеличится так же вдвое. Но если, не изменяя глубины резания, увеличить в два раза подачу, сила резания возрастет не в два раза, а несколько меньше. Это объясняется тем, что при сравнительно большой подаче не происходит столь значительной деформации металла, как это имеет место при малой подаче.
Сила резания получается различной при одинаковых площадях среза, но разных их формах. Она меньше при больших значениях толщины среза, чем при меньших. Например, сила резания при глубине 4мм и подаче 2мм/об несколько меньше, чем при глубине резания 8мм и подаче 1мм/об, несмотря на то, что площадь среза в обоих случаях одинакова и равна 8 ммІ. Это объясняется так же разной степенью деформации металла в срезаемом слое.
С уменьшением переднего угла резца, т.е. с увеличением угла резания, села резания возрастает, так как при этом увеличивается угол клина, которым является резец. При увеличении главного угла в плане примерно до 50-55є сила резания уменьшится. С дальнейшим увеличением этого угла сила резания возрастает. Изменение величины силы резания, вызываемое изменением главного угла в плане не значительно. При увеличении радиуса закругления вершины резца сила резания возрастает, но так же не значительно. Затупление резца вызывает увеличение силы резания. На величину силы резания влияет так же введение в зону резания смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ). Маслянистые вещества, содержащиеся в охлаждающей жидкости, проникая в микроскопические трещины деформируемого резцом металла, уменьшают силы трения, появляющиеся в зоне образования стружки. Благодаря этому сопротивление резанию уменьшается. Чем больше с больше в смазочно-охлаждающей жидкости содержится смазочных веществ, тем существеннее ее влияние на силу резания.

44. Измерение сил резания. Электрические динамометры.
Для экспериментального определения сил резания и изучения влияния на них различных факторов применяют специальные динамометры. Различают динамометры трехкомпонентные для измерения Pz, Py и Px; двухкомпонентные для измерения Pz и Py или Pz и Px и однокомпонентные для измерения какой-либо одной составляющей силы резания.
Динамометры в зависимости от принципа работы делятся на электрические, механические и гидравлические. Каждый динамометр включает в себя устройство для разложения равнодействующей силы резания на составляющие, датчики для преобразования измеряемой силы в удобно наблюдаемую величину и регистрирующее устройство. Наибольшее применение имеют электрические динамометры: пьезоэлектрические, емкостные, индукционные и динамометры с проволочными датчиками сопротивления.

45. Скорость резания и стойкость.

Скорость главного движения резания (скорость резания)  - скорость рассматриваемой точки режущей кромки или заготовки в направлении главного движения резания. При точении, когда заготовка вращается с частотой вращения n (об/мин), скорость резания (м/мин): =Dn/1000,

D – наибольший диаметр поверхности резания, мм.

Продолжительность резания новым или переточенным режущим инструментом до его отказа, т.е. до достижения предельно допустимого износа, называется периодом стойкости Т. Иногда для выражения технологических возможностей период стойкости инструмента дается в метрах пути резания (ТL) и в количестве деталей, обработанных между двумя переточками.

Чем больше интенсивность изнашивания, тем меньше период стойкости инструмента. Последний служит количественным выражением интенсивности изнашивания инструмента и сильно изменяется в зависимости от условий резания – режимов резания, геометрических параметров режущей части инструмента, применяемой СОТС и т.д. Одним из основных факторов, определяющих период стойкости инструмента, является скорость резания. Это в первую очередь обусловлено тем, что в зависимости от скорости изменяется температура в зоне резания.

Чтобы получить график зависимости Т=f() для определенного инструмента, его используют до полного затупления при выбранных условиях. При этом все условия сохраняются постоянными, кроме . Затем строят графики зависимости износа от времени резания hз=f(), по которым находят соответствующие значения Т при предельном износе hз= и строят кривые Т=f() или =f(Т).

46. Влияние на скорость резания обрабатываемого материала, глубины и подачи.

Влияние обрабатываемого материала на скорость резания: наихудшую обрабатываемость имеют инструментальные быстрорежущие стали, из за большого содержания вольфрама, а так же легированные стали (Ti,Mn, Ni), эти стали имеют высокий предел прочности, склонность к адгезии, низкую теплопроводность, все эти факторы вызывают увеличение сил, а следовательно увеличение износа, что приводит к снижению скоростей резания. Легче всего обрабатываются автоматные стали, что позволяет большей скорости резания при обработки.

При глубине резания больше подачи, подача оказывает большее влияние на скорость резания чем глубина, это объясняется тем что с увеличением подачи увеличивается термодинамическая нагрузка на единицу длины активной части режущей кромки.

При работе, когда подача больше глубины на скорость резания большее влияние оказывает глубина.

49. Разновидности токарных операций.

Обтачивание гладких цилиндрических поверхностей

Существует две последовательные стадии обработки гладких цилиндрических поверхностей. Первоначально осуществляют черновое обтачивание (или обдирку), в результате которого срезают лишний слой материала. Для обдирки используют отогнутые режущие инструменты. Для чистовой обработки используют нормальные резцы, которые применяют при точении с небольшой глубиной резания и малой подачей. С их помощью поверхность обрабатываемой детали становится чистой и гладкой.

Подрезание торцов и уступов

Обработка торцевых поверхностей и уступов на токарном станке осуществляется подрезными режущими инструментами. В большинстве случаев их используют для точения заготовок в центрах. В процессе подрезания вершина инструмента должна находиться на уровне центров для предупреждения появления необработанного выступа на середине сплошного торца. При обработке вершиной касаются заготовки, а затем отводят резец на себя. Для выбора глубины реза рабочий инструмент передвигают влево.

Вытачивание канавок

Вытачивание канавок осуществляется с помощью прорезных инструментов. Кромка резца образует форму канавки. Из-за ломкости режущей кромки выбирают узкие инструменты. Канавки образуются за одно прохождение резца.

Обработка конусов

Для вытачивания конусов используют специальные широкие инструменты. При обработке конусов детали, которая закреплена в патроне, устанавливают верхнюю часть суппорта на угол, который равен половине угла конуса при его вершине. Обработка детали сопровождается перемещением резца на верхних салазках суппорта. При вытачивании длинных и пологих конусов задний центр изменяют положение заднего центра и передвигают заднюю бабку на определенное расстояние.

Сверление и рассверливание отверстий

При помощи различных режущих инструментов выполняют обработку отверстий в деталях. При этом форма отверстий может быть ступенчатой, цилиндрической, сквозной и т.д. Деталь, подвергаемую обработке, устанавливают в шпинделе и придают ей вращательное движение. Резцы крепят в пиноли задней бабки и сообщают им движение подачи. Сверление отверстий в сплошном металле осуществляется при помощи спирального сверла, который устанавливают в трехкулачковом сверлильном патроне, находящемся в коническом отверстии пиноли задней бабки.

Сверление отверстий может быть предварительным и окончательным. В первом случае просверливают меньший диаметр и оставляют миллиметры припуска для окончательной обработки. Затем выполняют операцию рассверливания до нужного диаметра. Существует несколько способов обработки центровых отверстий:

1) Первоначально следует определить размеры и форму отверстия в соответствии с диаметром заготовки. Затем необходимо установить деталь в патрон и обработать торцы отогнутым резцом. После этого нужно просверлить отверстие сверлом, который установлен в пиноли задней бабки, и зенкеровать его до нужного диаметра.

2) Следует предварительно определить форму и размеры центровочного отверстия и подрезать торцы обрабатываемой детали. Обрабатывать отверстие необходимо при помощи комбинированного центровочного сверла.

Растачивание отверстий

При необходимости увеличения диаметра отверстия в детали используют расточные резцы. Инструмент крепят на резцедержателе суппорта. Данный тип резцов должен иметь консольную часть, которая выступает на длину, большую, чем длина отверстия заготовки. Операцию растачивания выполняют для обработки отверстий с уступами, гладких цилиндрических отверстий, глухих цилиндрических отверстий, сквозных отверстий с уступами и др.

50.Строгание, режущий инструмент, режимы резания

Строгание, процесс обработки материалов резанием со снятием стружки, осуществляемый при относительном возвратно-поступательном движении инструмента (строгального резца, ножа и т.п.) или изделия. При С. стружка, как правило, снимается при рабочем ходе.

В металлообработке скоростью резания при С. называется скорость Vp (в м/мин) прямолинейного движения резца (на поперечно-строгальном станке, рис. 1) или обрабатываемого изделия (на продольно-строгальном станке) при рабочем ходе. Подача х (в мм/дв. ход) — поперечное перемещение изделия за один двойной ход резца (на поперечно-строгальном станке) или резца за один двойной ход обрабатываемого изделия (на продольно-строгальном станке). Глубина резания t (в мм) — расстояние между обрабатываемой и обработанной поверхностями. Основное технологическое время при С.:

  мин,

где В — относительное перемещение резца или обрабатываемого изделия в направлении подачи в мм; n — число двойных ходов резца или изделия в мин; i — число проходов резца.

Для более полного использования мощности станка применяется многорезцовое С. (рис. 2). Высокопроизводительное чистовое С. осуществляется широкими строгальными резцами со вспомогательной режущей кромкой под углом j1 = 0°, длиной (1,2—1,8) s, оснащенными пластинками из твёрдых сплавов: С. ведётся при больших подачах — до 20 мм/дв. ход и более. Рациональный режим резания при С. определяют по той же методике, что и при точении, с учётом соответствующих поправочных коэффициентов.

Основные недостатки С.: удар инструмента (резца) в начале каждого рабочего хода и наличие холостого хода, что снижает стойкость инструмента и производительность обработки.

51.Долбление, режущий инструмент, режимы резания

Долбление— вид механической обработки металлов резанием, при которой инструмент (долбяк) совершая возвратно-поступательные движения, срезает обрабатываемый материал. Долбление очень близко к другому виду обработки материалов резанием, строганию.

Основное назначение долбления это:
Обработка наружных поверхностей, в том числе.
Обработка внутренних цилиндрических, многогранных и неравнобоких поверхностей(сквозных и «глухих» отверстий и полостей)
Нарезание зубчатых колёс как наружного, так и внутреннего зацепления. Стоит отметить, что нарезать колесо с внутренним зацеплением возможно только долблением

Долбление достаточно точная операция при обработке материалов и требующая значительного усилия, потому для проведения долбления применяют следующее оборудование:
Вертикально-долбежные станки: Основное предназначение — долбление.

Строгальные станки: долбление является вспомогательной операцией и отличается низкой точностью(прим.как исключение).

Универсально-фрезерные станки: долбление производится при установке на главный шпиндель специальной долбежной головки(как вспомогательная операция при мелкосерийном и единичном производстве).

Основным инструментом при выполнении долбления является т.наз долбяк. Долбяк представляет собой специально приспособленный и заточенный резец устанавливаемый в резцедержателе долбежной головки. Долбяк при работе совершает частые возвратно-поступательные движения(вверх-вниз) и режущей кромкой срезает стружку на обрабатываемой поверхности материала. Заготовка в свою очередь совершает движение подачи в ручном или автоматическом режиме. При долблении применяют СОЖ.

Для изготовления долбяков применяются быстрорежущие стали и оснащение пластинами из твердых сплавов.

Долбяки предназначены для нарезания зубьев цилиндрических прямозубых и косозубых зубчатых колес внешнего и внутреннего зацепления Схема нарезания зубьев колес показана на рис. 5.1

Дисковый долбяк для прямозубых колес представляет собой (рис. 5.2) корригированное зубчатое колесо, снабженное передним и задним углами.

Для создания заднего угла на вершинах и боковых сторонах зубьев коррекция долбяка в сечениях, перпендикулярных его оси, сделана переменной.

Для увеличения точности нарезаемых колес и долговечности долбяка при переточках его исходное или расчетное сечение (а) располагается на некотором расстоянии от переднего торца. В расчетном сечении смещение исходного контура равно нулю, т.е. толщина зуба будет равна соответствующему размеру исходного контура инструментальной рейки.

52.Процессы сверления и рассверливания
Рассверливание позволяет получить более точные отверстия и уменьшить увод сверла от оси детали. При сверлении отверстий большого диаметра (свыше 25-30 мм) усилие подачи может оказаться чрезмерно большим. Поэтому в таких случаях сверление производят в несколько приемов, т. е. отверстие рассверливают. Режимы резания при рассверливании отверстий те же, что и при сверлении. На рисунке слева элементы резания при сверлении -а) и рассверливании - б) отверстия: n - вращение сверла, Sz - подача приходящаяся на одну режущую кромку, a и b - толщина и ширина срезаемого слоя, t - припуск на сторону, D - диаметр основного отверстия, Do - диаметр предварительно просверленного отверстия

Сверление.Наиболее распространенным методом получения отверстий в сплошном материале является сверление. Движение резания при сверлении - вращательное, движение подачи - поступательное. Перед началом работы проверяют совпадение вершин переднего и заднего центров станка. Заготовку устанавливают в патрон и проверяют, чтобы ее биение (эксцентричность) относительно оси вращения не превышала припуска, снимаемого при наружном обтачивании. Проверяют биение торца заготовки, в котором будет обрабатываться отверстие, и выверяют заготовки по торцу. Перпендикулярность торца к оси вращения заготовки можно обеспечить подрезкой торца, при этом в центре заготовки можно выполнить углубление для нужного направления сверла и предотвращения его увода и поломки.
Перед началом сверления обрабатываемая заготовка приводится во вращение. Сверло плавно (без удара) подводят вручную (вращением маховика задней бабки) к торцу заготовки и производят сверление на небольшую глубину (надсверливают). Затем отводят инструмент, останавливают заготовку и проверяют точность расположения отверстия. Для того чтобы сверло не сместилось, предварительно производят центровку заготовки коротким спиральным сверлом большого диаметра или специальным центровочным сверлом с углом при вершине 90 градусов. Благодаря этому в начале сверления поперечная кромка сверла не работает, что уменьшает смещение сверла относительно оси вращения заготовки. Для замены сверла маховик задней бабки поворачивают до тех пор, пока пиноль не займет в корпусе бабки крайнее правое положение, в результате чего сверло выталкивается винтом из пиноли. Затем в пиноль устанавливают нужное сверло.
При сверлении отверстия, глубина которого больше его диаметра, сверло периодически выводят из обрабатываемого отверстия и очищают канавки сверла и отверстие заготовки от накопившейся стружки. Для уменьшения трения инструмента о стенки отверстия сверление производят с подводом смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ), особенно при обработке стальных и алюминиевых заготовок.
С увеличением глубины сверления ухудшаются условия работы сверла, ухудшается отвод теплоты, повышается трение стружки о стенки канавок инструмента, затрудняется подвод СОЖ к режущим кромкам. Поэтому если глубина сверления больше трех диаметров обрабатываемого отверстия, то скорость резания следует уменьшить. Для сверления отверстий применяют спиральные сверла.

53.Спиральное сверло, конструкция. У спи­рального сверла различают следующие части

1 - режущую часть сверла, заточенную на конус;

2 - направляющую часть сверла, обеспечивающую направление в процессе сверления;

3  - рабочую часть сверла, состоящую из режущей и направляю­щей частей сверла;

4 - шейку;

5 - хвостовик - для закрепления и передачи крутящего момента;

6 - лапку - для выбивания из отверстия шпинделя;

Основными элементами спирального сверла являются:

1  - передняя поверхность - винтовая поверхность, по которой сходит стружка

2 - задняя поверхность, обращенная к поверхности резания;

3  - режущая кромка - линия, образо­ванная пересечением  передней и задней поверхностей; главных режущих кромок у сверла - две;

4  - ленточка - обеспечивает сверлу направление при резании;

5 — поперечная кромка (перемычка). Две режущие кромки, расположенные

на  режущей   части,   образуют  угол  при вершине 2<р;1<р = 125...135° при обработке жаропрочных материалов;2<р =90... 120° при обработке алюминиевых сплавов;20 =80...90° при обработке хрупких материалов (мрамор и т.д.);

у/ - угол наклона поперечной кромки; при правильной заточкеу/ = 50. ..55°.

w - угол наклона стружечной канавки (от 18" до 30°).

С увеличением еа уменьшается прочность сверла. Обычноw=30".

Геометрические параметры режущей части сверла.

Углы режущих кромок сверла можно рассматривать двояко: в статическом положении и в процессе резания. На рис.15.3 показаны для произ­вольной точки А углы режущей кромки сверла в двух сечениях в плоскости N-N, нормальной к режущей кромке, и в плоскости О -О, касательной к цилиндрической поверхности, на которой лежит рассматриваемая точка. Передний угол у сверла рассматривается в плоскости N — N,a задний угол а и угол со - в плоскости О —О.

55. Сила резания при сверление.

Рассмотрим осевую силу, крутящий момент и мощность при сверлении

Схема сил, действующих на сверло в процессе резания В процессе резания на сверло действует осевая сила P0, которая складывается из следующих составляющих (рис.8):

где Px – силы сопротивления на главной режущей кромке;

Pп – силы сопротивления на поперечной кромке;

Pтр – силы трения, действующие на вспомогательной режущей кромке.

Наибольшая часть осевой силы приходится на поперечную кромку (Рп=57%), на режущую кромку несколько меньше (Рх=40%) и наименьшая – на вспомогательную кромку (Ртр=3%).

Осевая сила противодействует движению подачи. По ней рассчитывают на прочность детали механизма подачи станка. При больших вылетах осевая сила вызывает продольный изгиб сверла.

Осевую силу можно рассчитать по формуле:

CP – коэффициент, зависящий от свойств инструментального и обрабатываемого материалов и условий резания;

xр , yр – показатели степени влияния соответственно диаметра и подачи на осевую силу.

kP – коэффициент на измененные условия резания.

Более точно осевую силу можно определить, исходя из формул для токарной обработки. Принимая во внимание соотношение сил PX и PП и пренебрегая силой PТР из-за ее малой величины, можно записать: P0=2,5 Рx.

Подставляя в данное выражение формулу для расчета составляющей силы Рх при токарной обработке, получим

.

Учитывая выражения для определения толщины и ширины срезаемого слоя при сверлении и угол в плане j, окончательно получим:

\

Значения коэффициента Ср, показателей степени x, y и коэффициента Кр берутся из таблиц для токарной обработки ( аналогично и для других формул, которые будут рассматриваться далее).

Крутящий момент при сверлении будет образовываться следующими силами (рис.9):

Схема сил, образующих крутящий момент при сверлении

М=МPz+MPzп+МPzтр,

где МРz – момент от сил Рz, действующих на главных режущих кромках;

МРzп – момент от сил Рzп, действующих на поперечной кромке;

МРzтр – момент от сил трения, действующих на вспомогательных режущих кромках.

Большая часть крутящего момента приходится на главные режущие кромки (МРz составляет 80%). На долю момента от сил трения приходится 12% и наименьший вклад в крутящий момент вносят силы Рzп (доля МРzп составляет 8%).

Эмпирическая формула для определения крутящего момента имеет вид:

,

где См, хм, yм и kм – коэффициенты и показатели степени аналогичные как в формуле для определения осевой силы Ро.

Определим крутящий момент исходя из формул для токарной обработки.

Учитывая соотношение моментов от сил резания, можно записать:

М=1,25 МPz=1,25 Pz (D/2).

Подставляя в данное выражение формулу для расчета силы Рz и толщины и ширины срезаемого слоя, получим:

По крутящему моменту рассчитывают на прочность и жесткость шпиндель и детали механизмов привода главного движения станка.

Силы Ру, действующие на обоих главных режущих кромках сверла (рис.10) и направленные на встречу друг другу, теоретически должны уравновешиваться. Однако, вследствие неточности заточки сверла (неодинаковой величине углов и длин главных режущих кромок) силы Ру не равны. Неравенство данных сил приводит к “разбиванию” отверстия (увеличению диаметра отверстия по сравнению с диаметром сверла). “Разбивание” отверстия вызывает другую погрешность – увод оси сверла от геометрической оси отверстия.

56 Элементы режимов резания при сверлении и рассверливании.

Элементы резания при сверлении. В процессе образования отверстий на сверлильных станках сверло одновременно совершает вращательное и поступательное движения. При этом режущие кромки сверла срезают тонкие слои металла у неподвижно закрепленной заготовки, образуя стружку, которая, завиваясь и скользя по спиральным канавкам сверла, выходит из обрабатываемого отверстия. Чем быстрее вращается сверло и глубже перемещается вдоль оси за один оборот, тем быстрее осуществляется процесс обработки.

Частота вращения сверла и его диаметр характеризуют скорость резания, а перемещение его вдоль оси за один оборот определяет толщину срезаемой стружки.

Сверло по сравнению с другими режущими инструментами работает в довольно тяжелых условиях, так как при сверлении затрудняется отвод стружки и подвод смазочно-охлаждающей жидкости.

В отличие от резца сверло является не однолезвийным, а многолезвийным режущим инструментом. В процессе резания при сверлении участвуют не только два главных лезвия, но и лезвие перемычки, а также два вспомогательных лезвия, находящихся на направляющих ленточках сверла, что весьма усложняет процесс образования стружки.

В начале обработки передняя поверхность сверла сжимает прилегающие к ней частицы металла. Затем, когда давление, создаваемое сверлом, становится большим, чем силы сцепления частиц металла, происходит их отделение от обрабатываемой поверхности и образование элементов стружки.

При обработке пластичных металлов (сталей) резанием образуются три вида стружки; элементная (скалывания), ступенчатая, сливная, а при обработке малопластичных металлов (чугун, бронза) —стружка надлома. При сверлении образуются два вида стружки: сливная и надлома. Срезаемая стружка значительно изменяет свою форму (увеличивается по толщине и укорачивается по длине). Это явление называется усадкой стружки.t=D/2

Рассверливание позволяет получить более точные отверстия и уменьшить увод сверла от оси детали. При сверлении отверстий большого диаметра (свыше 25-30 мм) усилие подачи может оказаться чрезмерно большим. Поэтому в таких случаях сверление производят в несколько приемов, т. е. отверстие рассверливают. Режимы резания при рассверливании отверстий те же, что и при сверлении.t=(D-d)/2

57. Факторы влияющие на силы резания при сверлении.

Влияние различных факторов на осевую силу и крутящий момент при сверлении

Увеличение подачи и диаметра сверла ведет к росту площади срезаемого слоя и объёму снимаемого материала, что вызывает повышение осевой силы и крутящего момента.

Большее влияние на величины Po и Mкр оказывает диаметр, чем подача, т.к. диаметр при сверлении определяет глубину резания (t=D/2). При этом если подача примерно одинаково влияет как на осевую силу, так и на крутящий момент, то диаметр больше влияет на величину Mкр, чем на Po. Это объясняется тем, что при увеличении диаметра D увеличивается не только сила Pz, но и плечо, на котором действует данная сила.

Влияние угла геометрии сверла на осевую силу и крутящий момент представлено на рис.12. С увеличением угла наклона винтовой линии ω передний угол γ также возрастает. Повышение угла γ облегчает процесс резания, способствует снижению сил резания. Следовательно и осевая сила и крутящий момент будут уменьшаться.

Увеличение двойного угла в плане 2φ приводит к росту силы Рх, направленной вдоль оси сверла, и к снижению силы Рz. Следовательно с ростом угла 2φ осевая сила будет возрастать, а крутящий момент – снижаться.

При увеличении длины поперечной кромки lп(dс) возрастает площадь смятия материала и растет составляющая Рп (рис.13), увеличивается также плечо, на котором действуют силы Рzп. Следовательно с ростом длины поперечной кромки возрастает как осевая сила, так и крутящий момент (рис.13,а).

Длина поперечной кромки оказывает большее влияние на величину силы Ро, т.к. доля сил, действующих на поперечной кромке, в общей силе Ро составляет 57%, а доля крутящего момента от этих сил в общем Мкр всего 8%.

При увеличении длины отверстия lотв возрастают силы трения (силы Ртр и Рzтр – рис.13,б). Следовательно с ростом длины отверстия осевая сила и крутящий момент увеличиваются (рис.13,б). Большее влияние величина lотв оказывает на крутящий момент Мкр, чем на силу Ро, т.к. доля момента от сил Рzтр составляет в общей величине МPzтр 7-12%, а доля сил Ртр в осевой силе всего 3%.

Мощность при сверлении складывается из двух составляющих – мощности затрачиваемой на вращение и на подачу (перемещение сверла):

Учитывая, что второе слагаемое существенно меньше первого, окончательно имеем: (кВт),

где М измеряется в , n – об/мин.

Допускаемая скорость резания при сверлении определяется по формуле:

где m – показатель относительной стойкости; CV, xV, yV и КV коэффициенты и показатели степени по аналогии с предыдущими эмпирическими зависимостями.

58 Износ свёрл, скорость резания.

Износ сверл происходит в результате выкрашивания режущих кромок, вызываемого повышенными скоростями резания, недостаточным охлаждением сверла, неправильной его заточкой (завышенные значения задних углов и ширины перемычки), недоброкачественной термической обработкой сверла (перегрев, обезуглероживание и т. д.).

Затупление режущих кромок наступает вследствие длительной работы сверла без переточки, повышенных скоростей резания и подачи, провертывания сверла в патроне и переходной втулке или в шпинделе. Быстрый и неравномерный износ режущих кромок наступает в результате высокой скорости резания, несимметричного расположения кромок, приводящего к повышенной нагрузке на одно перо сверла, перегрева сверла из-за недостаточного его охлаждения.

Разрушение ленточек происходит вследствие завышенной их ширины. Завышенная ширина ленточек способствует увеличению сил трения и налипанию стружки. Поломки сверл, обычно вызываемые назначением подачи выше допустимой для данного сверла (особенно для сверл малых диаметров); большой подачей при выходе сверла из просверливаемого сквозного отверстия, значительным износом ленточек сверла, уводом сверла, недостаточной длиной канавок для выхода стружки (вследствие чего она прессуется в канавках), образованием трещин на пластинке из твердого сплава или неправильной ее установкой в корпусе сверла, неоднородностью структуры материала заготовки (наличием раковин, твердых включений и т.  д.).

59. Сверление глубоких отверстий.

Под глубоким сверлением понимается сверление отверстий на глубину превышающую диаметр сверла в 5-10 раз и более. Такие сверла применяют для сплошного (Дменьше или равен 80 мм) и кольцевого (Д более 80 мм) сверления. К глубокому сверлению требования: прямолинейность оси отверстия , концентричность отверстия по отношению к наружней поверхности детали , цилиндричность отверстия , точность обработки, получение необходимой шероховатости … Отверстия длинной до 5-7 диаметров обычно обрабатывают на токарных , револьверных станках, отв. Большей длинны на спец. Станках для глуб. Сверл. До 5-7 применяют удлиненные спиральные сверла обычной конструкции. Для лучшего стружкоотвода применяют спиральные сверла с отверстиями для подвода СОЖ . Стойкость в 8 раз выше у таких  сверл.

60. Зенкерование и режущий инструмент.

Зенкерование, способ обработки поверхностей отверстий, предварительно просверлённых, полученных горячей или холодной штамповкой и литьём. З. применяют при обработке цилиндрических отверстий, углублений под головки или шейки болтов и винтов, торцевых поверхностей бобышек под шайбы, упорные кольца и т.п. З. является также промежуточной операцией после сверления перед развёртыванием. Повышает точность и чистоту поверхности, т.к. зенкер, в отличие от сверла, имеет больше режущих кромок. Отверстие, полученное З., имеет более точное по сравнению со сверлёным направление оси, поэтому З. широко применяют при чистовой и получистовой обработке. З. выполняется на сверлильных, револьверных и расточных станках

Элементы и части цилиндрического зенкера. По форме режущей части  зенкер напоминает спиральное сверло, но в отличие от сверла он имеет три и четыре главные режущие  кромки, расположенные на режущей части; кроме того, зенкер не имеет поперечной кромки.Цилиндрический зенкер имеет следующие части: режущую (заборную) часть, с режущими кромками, расположенными под углом = 45…60º; она выполняет основную работу резания; калибрующую(направляющую) часть, имеющую цилиндрические узкие ленточки и служащую для направления зенкера в отверстии в процессе резания; хвостовик, служащий для закрепления зенкера; шейку и лапку.

Передний  γ и задний углы зенкера измеряются в главной секущей плоскости N-N, перпендикулярной к проекции режущей кромки на основную плоскость.В зависимости от механических свойств обрабатываемого материала и материала зенкера передний угол  γ  назначается от 0 до 5º. Задний угол  выполняют в  пределах от 8º до 10º. Угол наклона винтовой канавки принимают в пределах от 10º до 30º. Зенкер имеет обратный конус под углом = 1º…2º.

61. Развёртывание и режущий инструментю.

Развёртывание, одна из разновидностей обработки отверстий резанием (после сверления и зенкерования) многолезвийным режущим инструментом — развёрткой. В результате чернового Р. снимается припуск на обработку не более 0,5 мм на диаметр, обеспечиваются шероховатость поверхности 7-го класса, точность 3-го класса. При чистовом Р. снимается припуск не более 0,2 мм; шероховатость — до 9-го класса, точность — до 2-го..

По конструкции и оформлению режущих кромок развёртка  несколько отличается от зенкера. Отличие заключается в том, что развертка имеет большее число режущих кромок (от 6 до 12) и более пологую режущую (заборную) часть. Развертка состоит из режущей части, цилиндрической (калибрующей) части и обратного конуса; в длину рабочей части входит и направляющий конус 1, имеющий угол при вершине 90º, шейку и хвостовик

Режущая часть является главным элементом рабочей части зуба; она производит основную работу резания при помощи главных режущих кромок, наклонённых к оси  под углом в плане и образующих угол заборного конуса 2. У ручных развёрток  = 0,5…1,5º, а у  машинных  (в зависимости от обрабатываемого материала) от 5 до 15º. Для твёрдосплавных развёрток =30…45º. Цилиндрическая часть служит для калибрования отверстия и направления развёртки в отверстии.

Передний угол γ  и задний развёртки измеряются в плоскости N-N , перпендикулярной к режущей кромке. В зависимости от обрабатываемого материала и назначения развёртки выбирают передний угол γ в пределах от 0 до 15º; задний угол от 6 до 12º. На калибрующей части углы развёртки измеряются в плоскости N1 - N1

63.64.65.66. Протягивание является одной из точных чистовых операций, применяемых в массовом и крупносерийном производствах для обработки сквозных отверстий и наружных поверхностей разнообразного профиля. При профильной схеме резания срезание припуска производится зубьями, профиль которых подобен профилю попереч­ного сечения обработанной поверхности, а профиль последнего зуба точно соответствует профилю изделия. К примеру, при обработке квадрата все зубья протяжки имеют конфигурацию квадрата, стороны которого увеличиваются на толщину среза а. Как правило, профиль­ная схема обеспечивает высокое качество обработанной поверхности. Существенными недостатками данной схемы резания можно отме­тить сложность изготовления фасонного контура зубьев протяжки, возможность возникновения больших сил резания.

Значительно проще в изготовлении протяжки, работающие по генераторной схеме резания . При этой схеме каждый зуб протяжки участвует в обработке поверхности. Постепенное суммиро­вание (генерирование) обработанной поверхности из отдельных уча-стков определило названные схемы резания. Например, при обработ­ке квадратного отверстия по генераторной схеме резания первый зуб протяжки имеет форму окружности, промежуточные зубья - форму дуг, а последний зуб-форму уголка. Радиус каждого последующего зуба увеличивается на толщину среза а. Шероховатость обработан­ной поверхности при работе по генераторной схеме несколько выше (т.е. класс шероховатости ниже), чем при работе по профильной схе­ме.

При прогрессивной схеме резания зуб протяжки полностью сре­зает слой обрабатываемого параметра на определенном участке . К примеру, первый зуб снимает слой шириной Ь}, вто­рой - два участка параметра, каждый шириной Ь2 и, наконец, третий зуб - оставшиеся два участка периметра шириной по Ь3. В результате работы трех зубьев удаляется припуск по всей ширине.

Прогрессивную схему резания называют еще групповой, так как заданный профиль на детали воспроизводится группой зубьев. При таком разделении работы между зубьями прогрессивной протяжки снимается короткая, но более толстая стружка, что приводит в свою очередь к снижению сил резания. Поэтому прогрессивная схема реза­ния нашла наиболее широкое применение при большом припуске, при обработке по корке и при обработке внутренних поверхностей больших размеров. Эту схему резания целесообразно применять и при обработке деталей, обладающих низкой жесткостью.

Основной недостаток протяжек с прогрессивной схемой резания - сложность изготовления протяжек.

Протяжки являются высокопроизводительным режущим инструментом, применяемым для обработки внутренних и наружных поверхностей деталей в условиях серийного и массового производства. Они обеспечивают получение точности до 7…9 квалитета и до 9 класса шероховатости обработанной поверхности [12, 13, 21, 29].

Высокая производительность протягивания объясняется тем, что в работе одновременно участвует несколько режущих зубьев, обеспечивающих большую суммарную длину режущих кромок.

По характеру обрабатываемых поверхностей протяжки разделяют на внутренние и наружные. Внутренние протяжки обрабатывают отверстия (круглые, прямобочные шлицевые, с треугольными шлицами, с эвольвентными шлицами, шпоночные пазы, гранные отверстия).

Наружные протяжки предназначены для обработки плоскостей и фасонных поверхностей.

По конструкции все протяжки разделяются на цельные, составные и сборные.

Конструктивные элементы и геометрия круглой протяжки

1.   Замковая часть служит для крепления. Форма этой части может быть разной по конструкции (рис. 18.1).

2.   Шейка .

3.   Передняя направляющая часть вместе с направляющим конусом. Конус облегчает установку (центрирование) детали на протяжке.

4.   Режущая часть . Режущие зубья могут быть черновые, переходные и чистовые.

5.   Калибрующая часть состоит из калибрующих зубьев одного диаметра, равного диаметру последнего зачищающего зуба. Калибрующие зубья не режут, а окончательно калибруют отверстие, придавая ему точные размеры. Возможно наличие задней замковой части для автоматического или полуавтоматического протягивания или задняя направляющая .

67. Виды фрезерования.

Фрезеровка уступов. Вообще уступом называют определенного размера выемку, которая ограничивается двумя перпендикулярными друг к другу плоскостями. В зависимости от технического чертежа деталь может иметь различное количество уступов. В зависимости от предъявляемых к детали технологическим процессом требований, фрезеровка металла может осуществляться различными методами и режущим инструментом. В основном для обработки уступов применяются дисковые концевые и торцевые фрезы. Как правило, сегодня фрезеровка ЧПУ позволяет достигать высоких результатов и класса точности. Фрезеровать уступы можно на вертикально-фрезерном или горизонтально фрезерном станках.

Торцевое фрезерование выполняется исключительно при помощи торцевых фрез. Для снятия припуска к вращательному движению фрезы также добавляется поступательное движение. Таким образом, в основном осуществляется фрезеровка металла на горизонтально-фрезерных станках.

Профильное фрезерование – применяется для обработки вогнутых или выпуклых профилей с использованием двух и трех координатных плоскостей. От сложности профиля будет зависеть длительность технологического процесса по операции фрезеровка, так как для достижения необходимого качества потребуется черновая, получистовая и чистовая обработка. При чистовом проходе необходимо делать минимальные припуски, высокие обороты и несколько большие подачи. Сложные профили лучше всего обрабатывать на 5-ти координатных металлообрабатывающих комплексах, где существует фрезеровка ЧПУ.

Фрезерование пазов – выполняется дисковыми и концевыми фрезами. Различают глухие и сквозные пазы прямоугольной или овальной формы. Также иногда осуществляется фрезеровка паза типа «ласточкин хвост», которая обычно осуществляется за два прохода со сменой режущего инструмента.

Цилиндрическое фрезерование

Кроме стандартных видов фрезеровка может быть и с использованием специальной оснастки. Среди специальных видов фрезеровки выделяют наиболее яркие из них: линейное врезание, круговая интерполяция, плунжерное фрезерование, фрезеровка металла по слоям, круговое врезание. Все эти виды требуют качественного оборудования с ЧПУ, чтобы снизить вероятность человеческой ошибки.

68 Элементы режимов резания и срезаемого слоя при фрезеровании цилиндрическими фрезами.

Цилиндрические фрезы

Цилиндрические фрезы применяются на горизонтально-фрезерных станках при обработке плоскостей. Эти фрезы могут быть с прямыми и винтовыми зубьями. Фрезы с винтовыми зубьями работают плавно; они широко применяются на производстве. Фрезы с прямыми зубьями используются лишь для обработки узких плоскостей, где преимущества фрез с винтовым зубом не оказывают большого влияния на процесс резания. При работе цилиндрических фрез с винтовыми зубьями возникают осевые усилия, которые при угле наклона зуба ОМЕГА = 30 -:- 45* достигают значительной величины. Поэтому применяют цилиндрические сдвоенные фрезы, у которых винтовые режущие зубья имеют разное направление наклона. Это позволяет уравновесить осевые усилия, действующие на фрезы, в процессе резания. В месте стыка фрез предусматривается перекрытие режущих кромок одной фрезы режущими кромками другой. Цилиндрические фрезы изготовляются из быстрорежущей стали, а также оснащаются твердосплавными пластинками, плоскими и винтовыми.

69. Толщина и площадь срезаемого слоя при фрезерование.

Глубина резания t — толщина слоя материала заготовки (мм), срезаемого за один рабочий ход.
Шириной фрезерования 
B называется ширина (мм) поверхности заготовки, об­рабатываемой за один рабочий ход, измеренная в направлении, перпендикулярном к направлению подачи (движению заготовки).
Сечение стружки (среза), снимаемой одним зубом фрезы, описывается двумя дугами контакта лезвия фрезы с поверхностью лезвия. Оно имеет форму запятой. Расстояние между этими дугами переменное — оно изме­няется от значения, близкого к нулю, до некоторого максимума, близкого к . Это расстояние (мм) принято называть толщиной срезаемого слоя (стружки) а.
Другими элементами, характеризующими срезаемый слой, являются: его ши­рина 
b (мм), которая представляет собой длину соприкосновения зуба фрезы с заготовкой и измеряется вдоль главного лезвия, в частном случае, при фрезеровании прямозубой цилиндрической фрезой b = B; площадь поперечного сечения слоя, сре­заемого одним зубом, f = 
ab (мм2); суммарная площадь поперечного сечения среза F (мм2), снимаемого всеми зубьями фрезы, находящимися в данный момент в кон­такте с заготовкой.
Для определения площади поперечного сечения среза при цилиндрическом фре­зеровании необходимо знать следующие величины: — угол кон­такта фрезы — центральный угол, соответствующий дуге соприкосновения окруж­ности фрезы с заготовкой, измеряемый в плоскости, перпендикулярной к оси фрезы;  — центральный угол между двумя соседними зубьями фрезы,
.

70. Попутное и встречное фрезерование.

При цилиндрическом фрезеровании ось фрезы параллельна обрабатываемой поверхности; работа осуществляется зубьями, расположенными на цилиндрической поверхности фрезы. При торцовом фрезеровании ось фрезы перпендикулярна к обработанной поверхности; в работе участвуют зубья, расположенные как на торцовой, так и на цилиндрической поверхности фрезы. Торцовое и цилиндрическое фрезерование можно выполнять двумя способами: встречным фрезерованием, когда направление подачи s противоположно направлению вращения фрезы (рис. 8.10, а), и попутным фрезерованием (рис. 8.10, б), когда направление подачи s совпадает с направлением вращения фрезы. 
При встречном фрезеровании нагрузка на зуб фрезы увеличивается постепенно, резание начинается в точке 1 и заканчивается в точке 2 с наибольшей толщиной атах срезаемого слоя (рис. 8.10, а). 
При попутном фрезеровании зуб начинает резание со слоя наибольшей толщины, поэтому в момент входа зуба в контакт с обрабатываемой заготовкой наблюдается явление удара. При встречном фрезеровании процесс резания происходит спокойнее, так как толщина срезанного слоя возрастает плавно и, следовательно, нагрузка на станок возрастает постепенно. Попутное фрезерование следует выполнять на станках, имеющих достаточную жесткость и виброустойчивость, и главным образом при отсутствии зазора в сопряжении ходовой винт—гайка продольной подачи стола. 
При обработке заготовок с черной поверхностью (по корке) попутное фрезерование применять не следует, так как при врезании зуба фрезы в твердую корку происходит преждевременный износ и выход из строя фрезы. При фрезеровании заготовок с предварительно обработанными поверхностями попутное фрезерование предпочтительнее встречного, что объясняется следующим. При попутном фрезеровании заготовка прижимается к столу, а стол к направляющим, благодаря чему повышаются жесткость 
 
инструмента и качество обработанной поверхности. При встречном же фрезеровании фреза стремится оторвать заготовку от поверхности стола. 
Как при попутном, так и при встречном фрезеровании можно работать при движении стола в обоих направлениях, что позволяет выполнять черновое и чистовое фрезерование за одну операцию. 

71. Торцевое фрезерование.

Торцевое фрезерование выполняется исключительно при помощи торцевых фрез. Для снятия припуска к вращательному движению фрезы также добавляется поступательное движение. Таким образом, в основном осуществляется фрезеровка металла на горизонтально-фрезерных станках.

Торцевые фрезы предназначены для обработки плоскостей на вертикально- и горизонтально- фрезерных станках. Торцевые фрезы имеют зубья, расположенные на цилиндрической пов-ти и на торце. Делятся на: насадные(с мелкими и крупными зубьями) и на насадные со вставленными ножами. «+» более жесткое крепление на оправке или шпинделе, более плавная работа из-за большого кол-ва одновременно работающих зубьев.

Торцовые фрезы

Торцовые фрезы широко применяются при обработке плоскостей на вертикально-фрезерных станках. Ось их устанавливается перпендикулярно обработанной плоскости детали. В отличие от цилиндрических фрез, где все точки режущих кромок являются профилирующими и формируют обработанную поверхность, у торцовых фрез только вершины режущих кромок зубьев являются профилирующими. Торцовые режущие кромки являются вспомогательными. Главную работу резания выполняют боковые режущие кромки, расположенные на наружной поверхности.

Так как на каждом зубе только вершинные зоны режущих кромок являются профилирующими, формы режущих кромок торцовой фрезы, предназначенной для обработки плоской поверхности, могут быть самыми разнообразными. В практике находят применение торцовые фрезы с режущими кромками в форме ломаной линии либо окружности. Причем углы в плане Ф на торцовых фрезах могут меняться в широких пределах. Наиболее часто угол в плане Ф на торцовых фрезах принимается равным 90° или 45—60°. С точки зрения стойкости фрезы его целесообразно выбирать наименьшей величины, обеспечивающей достаточную виброустойчивость процесса резания и заданную точность обработки детали.

Торцовые фрезы обеспечивают плавную работу даже при небольшой величине припуска, так как угол контакта с заготовкой у торцовых фрез не зависит от величины припуска и определяется шириной фрезерования и диаметром фрезы. Торцовая фреза может быть более массивной и жесткой, по сравнению с цилиндрическими фрезами, что дает возможность удобно размещать и надежно закреплять режущие элементы и оснащать их твердыми сплавами. Торцовое фрезерование обеспечивает обычно большую производительность, чем цилиндрическое. Поэтому в настоящее время большинство работ по фрезерованию плоскостей выполняется торцовыми фрезами.

72. Силы резания при фрезерование.

Силы резания. При фрезеровании каждый зуб фрезы преодолевает сопротивле­ние резанию со стороны материала заготовки и силы трения, действующие на поверх­ностях зубьев фрезы. Обычно в контакте с заготовкой находится не один зуб, и поэтому фреза преодолевает некоторую суммарную силу резания, складывающуюся из сил, действующих на эти зубья. Схема действия сил резания при фрезеровании зависит от принятого способа фрезерования и типа фрезы.
Как тангенциальное (например, цилиндрической фрезой), так и радиальное (например, торцевой фрезой) фрезерование может осуществляться двумя способами: против подачи, так называемое встречное фрезерование, когда направление подачи противоположно направлению вращения фрезы, и фрезерование по подаче — попутное фрезерование, когда направление подачи и вращение фрезы сов­падают.
При встречном фрезеровании нагрузка на зуб возрастает от нуля до макси­мума; при этом зубья фрезы, действуя на заготовку, стремятся «оторвать» ее от стола станка или приспособления, в котором она закреплена. Такое направление силы вызывает в ряде случаев (при больших припусках на обработку) упругие деформа­ции в системе СПИД, что, в свою очередь, приводит к вибрациям и увеличению шероховатости обработанной поверхности. Зубья фрез при этом интенсивно изнаши­ваются, так как в момент врезания в заготовку их задние поверхности трутся об упрочненную, уже обработанную поверхность, преодолевая значительную силу трения.
Преимуществом встречного фрезерования перед попутным является работа зубьев фрезы из-под корки. Режущие лезвия в момент входа в зону хрупкого металла по­вышенной твердости (корки) прекращают контакт своей задней поверхности с за­готовкой в точке Б, так как происходит скол стружки.
При попутном фрезеровании зуб врезается в материал в точке А, начиная работать при максимальной толщине срезаемого слоя и наибольшей нагрузке, что исключает начальное проскальзывание зуба. При попутном фрезеровании полу­чается поверхность с меньшей шероховатостью и более высокой точностью, так как зубьями фрезы во время обработки заготовка прижимается к столу станка, что уменьшает вибрацию.

Для успешного применения попутного фрезерования необходимо беззазорное соединение ходового винта и маточной гайки стола станка.
Учитывая достоинства и недостатки рассмотренных методов, попутное фрезе­рование используют для предварительных и чистовых работ при отсутствии корки, на жестких станках с компенсаторами зазоров в узлах стола. Встречное фрезеро­вание рекомендуется для предварительной обработки, и особенно при работе по корке.
На каждый зуб фрезы, находящийся в пределах угла контакта, действует своя сила сопротивления срезаемого слоя. Каждую из этих сил можно разложить на составляющие, действующие тангенциально (по касательной) к зубьям фрезы и по радиусам фрезы. Суммарная окружная, или касательная, сила  и радиальная сила  имеют равнодействующую R, которую можно разложить на две силы — горизонтальную  и вертикальную .Окружная, или касательная, сила  имеет наиболее важное значение, так как производит основную работу резания. По значению силы  определяют мощность электродвигателя привода станка и рассчитывают на прочность валы, зубчатые колеса и другие звенья привода станка.
Радиальная сила  характеризует то усилие, с которым обрабатываемая заго­товка стремится оттолкнуть от себя фрезу; эта сила изгибает фрезерную оправку и давит на опоры шпинделя.
Горизонтальная составляющая силы резания  определяет усилие, которое необходимо приложить к столу ставка для осуществления рабочей подачи.
При встречном фрезеровании направление горизонтальной состав­ляющей  противоположно направлению движения (по стрелке s) стола. При по­путном фрезеровании горизонтальная составляющая  направлена в сторону движения стола.
При фрезеровании цилиндрической фрезой с винтовыми зубьями равнодействую­щая силы  составляет с осью фрезы острый угол, следовательно, появляется осе­вая сила , направленная параллельно оси фрезы. В зависимости от направления винтовых зубьев фрезы меняется и направление силы . Для созда­ния более благоприятных условий фрезерования целесообразно применять фрезу с таким направлением зуба, чтобы сила  была направлена к шпинделю; в противном случае осевая сила будет стремиться вытянуть фрезу с оправкой из посадочного конусного отверстия шпинделя.
Для того чтобы уравновесить действия осевых сил, иногда прибегают к исполь­зованию набора из двух фрез с правым и левым направлениями винтовых канавок между лезвиями.
При фрезеровании торцевыми фрезами действуют те же силы, что и при фрезе­ровании цилиндрическими.
Значение главной составляющей силы резания — окружной силы  — опре­деляется по эмпирической, т. е. найденной опытным путем, формуле
,
где  — постоянный коэффициент, зависящий от свойств обрабатываемого ма­териала, типа фрезы и ее геометрии; ,  и  —  показатели степени, также зави­сящие от механических характеристик обрабатываемого материала, типа и геометрии фрезы. Значения ,  ,  и  приводятся в справочниках по выбору параметров режимов резания.
73. Скорость резания, износ и стойкость фрез.

Скоростью резания v (м/мин) называется окружная скорость (м/мин) наиболее удаленных от оси вращения инструмента точек режущего лезвия. Она определяется по формуле  ,

Износ и стойкость фрез
В процессе фрезерования происходит износ инструмента, вызывающий изменение формы режущей кромки, геометрии инструмента, увеличение силы резания и ухудшение качества обработки.
Если инструмент вовремя не переточить, то восстановить нужную форму можно только при снятии большого слоя инструментального материала. Поэтому важно знать, как определить момент, когда следует фрезу переточить.
Износ происходит под влиянием многих причин (о них будет сказано ниже) и проявляется в виде образования площадки износа на задней поверхности и лунки на передней поверхности инструмента.
Характер износа бывает различным и зависит главным образом от припуска на обработку. Если инструмент срезает значительный припуск, изнашиваются передняя и задняя поверхности; при чистовой обработке с малой толщиной срезаемого слоя износ происходит в основном по задней поверхности. Катастрофический износ обычно наступает после того, как площадка износа на задней поверхности соединяется с лункой на передней поверхности инструмента. Чтобы не допустить катастрофического износа, следят за изменением износа по задней поверхности и отправляют инструмент на переточку, когда площадка износа достигает определенной ширины, предельной для данного типа фрезы.
Концевые, дисковые и другие фрезы, используемые для получения точных размеров, приходится перетачивать из-за потери размера — размерного износа. Износ режущего инструмента происходит вследствие трения стружки о переднюю поверхность и задней поверхности о поверхность заготовки в условиях больших давлений, высокой температуры, а иногда и в присутствии химически активной среды. Обычно износ инструмента представляют как износ абразивный, при котором происходит истирание, царапание поверхности инструмента частицами стружки или поверхностью заготовки. Но одновременно происходит износ другого вида. Из-за высоких давлений в зоне контакта вблизи режущей кромки происходит не только основная, но и дополнительная (вторичная) деформация слоев стружки вблизи передней поверхности (это проявляется в образовании заторможенного слоя). Процесс сопровождается весьма большими температурами, поэтому в зоне наиболее высоких давлений и температур кроме абразивного возникает еще адгезионный износ.
Сущность его заключается в схватывании между собой частиц стружки и обрабатываемого материала. В результате с поверхности инструмента вырываются мельчайшие частицы, образуются микроскопические неровности — кратеры. Появление таких неровностей способствует ускорению абразивного износа.
При высоких скоростях резания твердосплавным инструментом температура в зоне резания достигает таких величин, когда в контактных слоях стружки и инструмента начинается химическое взаимодействие между твердым сплавом и обрабатываемым материалом. Происходит диффузия атомов железа заготовки в твердый сплав, и, наоборот, диффузия углерода инструмента в материал заготовки. В результате наблюдается частичное обезуглероживание твердого сплава, ослабление поверхностных слоев инструмента и, как следствие, ускоряется абразивный износ. Это еще один вид износа — диффузионный.
Кроме углерода, в материал заготовки диффундируют, но более медленно, вольфрам, титан и кобальт. Интенсивный диффузионный износ начинается при температуре 900° С, причем карбиды вольфрама растворяются быстрее, чем карбиды титана; поэтому сплавы группы ТК меньше изнашиваются при работе на высоких скоростях резания, чем сплавы группы В К. Диффузионный износ увеличивается при обработке материалов, химически активных к твердому сплаву. Для инструментальных сталей, в том числе быстрорежущих, диффузионный износ не характерен, так как они теряют свои режущие способности при сравнительно невысоких температурах, когда диффузионные процессы практически отсутствуют.
Наряду с этим при обработке твердосплавным инструментом жаропрочных материалов диффузионный износ начинается уже при температуре 500° С, что объясняется химическим родством этих материалов с твердым сплавом, особенно титановольфрамо-кобальтовым. По этой причине сплавы В К могут оказаться более стойкими.

Стойкостью называют период работы инструмента между переточками, измеренный в минутах машинного времени. Зная стойкость фрезы и машинное время, затрачиваемое на обработку одной заготовки, определяют, сколько заготовок можно профрезеровать между двумя переточками. Если стойкость фрезы составляет 300 мин, а машинное время на одну заготовку 5 мин, то фрезу необходимо перетачивать после обработки 60 заготовок.
Износ и стойкость инструмента зависят от многих факторов и сильно изменяются при различной геометрии инструмента, глубине, подаче и скорости резания, свойствах обрабатываемого материала

74.Шлифование и его особенности.

Шлифовáние — механическая или ручная операция по обработке твёрдого материала (металл, стекло, гранит, алмаз и др.). Разновидность абразивной обработки, которая, в свою очередь, является разновидностью резания. Механическое шлифование используется для обработки твёрдых и хрупких материалов в заданный размер с точностью до микрона. А также для достижения наименьшей шероховатости поверхности изделия допустимых ГОСТом. В примитивных случаях применяют твёрдый зернистый песок или более твёрдый наждак, насыпают его на твёрдую поверхность и трут об неё обрабатываемый предмет. Угловатые зерна, катаясь между обеими поверхностями, производят большое число ударов, от которых разрушаются понемногу выдающиеся места этих поверхностей, и округляются и распадаются на части сами шлифующие зерна. Если же одна из поверхностей мягкая, зерна в неё вдавливаются, остаются неподвижными, и производят на второй поверхности ряд параллельных царапин; в первом случае получается матовая поверхность, покрытая равномерными ямками, а во втором — так называемый «штрих», сообщающий поверхности блеск, переходящий в полировку, когда штрих так мелок, что становится незаметным для глаза. Так, при шлифовке двух медных пластинок одной об другую с наждаком, обе получаются матовыми, а тот же наждак, будучи наклеен на поверхность бумаги, сообщит при трении об латунную поверхность блеск.

— Хрупкое, твёрдое стекло стирается больше мягкой и упругой металлической пластинки, а порошок алмаза может стирать поверхность самого алмаза и куски кварца можно обрабатывать на точиле из песчаника. Ямки, производимые зёрнами наждака, тем мельче, чем мельче сами эти зерна; поэтому шлифование можно получать наиболее точно обработанные поверхности, как это делают при шлифовании оптических стекол.

75. Строение шлифовального круга и его структура.

Структура шлифовального круга

Внутреннее строение шлифовального круга - количественное (объемное) соотношение в массе круга и взаимное расположение фаз: абразивной (занимаемой зернами); связующей (занимаемой связкой); газообразной (занимаемой порами). Некоторые инструменты имеют дополнительную фазу, занимаемую наполнителями.

Основой структуры является объемное содержание абразивного зерна в инструменте. Структура обозначается номерами от 0 до 20. Чем меньше зерен в единице объема, тем выше порядковый номер структуры для абразивных инструментов. В порах размещается стружка, которая при выходе шлифовального круга из соприкосновения с заготовкой должна свободно вылетать из пор, так как в противном случае потеряет режущую способность. На рис. 4 показаны различные структуры шлифовальных кругов.

Рис. 4. Структуры шлифовальных кругов:

а -- закрытая, б - открытая, в -- высокопористая

Алмазные круги имеют алмазоносное кольцо толщиной 1,5--3 мм, которое закрепляют на корпусе. Материал корпуса -- стали, алюминиевые сплавы, пластмассы и др. Алмазный слой состоит из алмазных зерен, связки, наполнителя.

77. Виды абразивных материалов и их характеристики.

Абразивные материалы - это вещества природного или синте­тического происхождения, содержащие минералы высокой твердо­сти и прочности, зерна и порошки которых способны обрабатывать поверхности других тел путем царапания, скобления или истирания, Их применяют для изготовления шлифованных и заточных кругов, головок, брусков, хонов, доводочных порошков и паст.

Абразивные материалы разделяют на естественные и искусствен­ные.

К первым относятся кварц SiO2j наждак и корунд. Все они имеют сравнительно низкие режущие свойства и поэтому мало применяются в абразивной промышленности. Кроме того, залежи корунда в приро­де ограничены.

Алмазы бывают естественные и искусственные.

Природные алмазы кристаллизовались на большой глубине при огромном давлении земных недр и высокой температуре (2000-2500°С) из расплавленной магмы, содержащей углерод.

Алмаз - самый твердый в природе минерал (105 МПа), устойчи­вый к физическим и химическим воздействиям. Теплостойкость ал­маза сравнительно невысока - 700 °С (в среде кислорода).

Алмазы бывают ювелирные и технические.

На технические цели используют 80% природных алмазов. Они используются при изготовлении шлифованных кругов и паст, а так­же для алмазно-металлических карандашей.

Технические алмазы разделяются на бортсы, баллаш и карбона­до. Наиболее лучшие из них - карбонадо. Наиболее эффективно алмазные инструменты применять при об­работке твердых сплавов, керамики, мрамора и стекла. Примерно 80% алмазных порошков используют для изготовления шлифоваль­ных кругов, притиров, хонов и др., а остальные 20% в виде порошков и паст.

78. Связки, наполнители.
Материал или совокупность материалов, применяемых для закрепления абразивных зерен в абразивном инструменте, называют связкой. Различают органические, минеральные (керамические) и металлические связки. К органическим связкам относятся бакелитовая, вулканитовая, эпоксидная, глифталиевая и др. В бакелитовой связке (Б) главной составляющей является жидкий или порошкообразный бакелит (искусственная смола). Круги на этой связке, работают на очень высоких скоростях (80 м/с и более), обладают высокой прочностью. При длительном воздействии температуры 250 - 300°С связка выгорает, при температуре 200°С и выше становится хрупкой, что приводит к разрушению кругов. Круги на бакелитовой связке используют главным образом без охлаждения, так как связка разрушается под действием щелочных растворов, содержащихся в СОЖ. Круги на бакелитовой связке можно изготовлять высотой 0,5 мм) и использовать для абразивной прорезки.

Вулканитовая связка (В) состоит в основном из синтетического каучука с различными добавками. Круги обладают большей (чем круги на бакелитовой связке) упругостью и используются для отрезки и прорезки.

Керамические связки (К) являются смесями огнеупорной глины, полевого шпата, кварца, мела, талька и других составляющих. Круги на этой связке имеют наибольшую пористость, поэтому меньше засаливаются, обладают хорошей водоупорностью, работают с СОЖ, легко режут металл. Недостаток -- чувствительность к ударным нагрузкам.

Силикатную связку (С) изготовляют из жидкого стекла в смеси с окисью цинка, мелом, глиной и др. Она обладает достаточной прочностью. Круги на этой связке быстро изнашиваются, но работают с малым выделением теплоты. Их обычно применяют без охлаждения.

Металлические связки (М) изготовляют из сплавов меди, олова, цинка, алюминия, никеля и используют в основном для алмазных инструментов.

Твердость абразивного инструмента

Твердость абразивного материала это величина, характеризующая свойство материала сопротивляться нарушению сцепления между зернами и связкой при сохранении характеристик в пределах установленных норм. Чем выше твердость абразивного инструмента, тем большие силы способны они воспринимать без выкрашивания. Поэтому более твердые круги изнашиваются меньше. Мягкими абразивными инструментами называют такие, в которых абразивные зерна удерживаются слабо. Твердость абразивных инструментов зернистостью 12--М14 определяют на приборе Роквелла путем вдавливания стального шарика (0 5-- 10 мм) в тело инструмента под нагрузкой 981 или 1471 Н. Затем измеряют глубину лунки

79. Износ шлифовальных кругов. 

Во время шлифования зерна круга изнашиваются; их кромки затупляются, а поры забиваются шлифовальными отходами, ввиду этого сила резания возрастает. Как только сила резания, действующая на зерно, превысит силу связки, зерно вырывается с поверхности круга и уносится со стружкой. На поверхности обнажаются новые острые зерна, которые до этого находились в глубине массы круга. Процесс равномерного обнажения острых абразивных зерен на поверхности круга под действием сил резания называется самозаточиванием. При правильном выборе шлифовального круга по твердости и правильно назначенном режиме резания связка удерживает зерна лишь до момента их затупления. Если круг выбран с излишне высокой твердостью, тогда связка передерживает зерна. Сильно затупившиеся зерна не срезают материал, а при работе приобретают блестящую черную окраску. Про такое состояние круга говорят, что он «засалился» и для восстановления работоспособности должен быть подвергнут правке — принудительному удалению с поверхности затупившихся зерен. А тогда, когда круг выбран с излишне мягкой твердостью, то абразивные зерна выкрашиваются раньше того, как затупятся их кромки. Круг быстро теряет форму и также нуждается в частых правках, которые приводят к нерациональному расходу шлифовальных кругов и повышению стоимости обработки.Правка шлифовальных кругов с целью восстановления режущей способности, исправления геометрической формы и правильного расположения периферийной поверхности круга относительно оси производится техническими алмазами, правочными кругами из карбида кремния, шарошками обкаточными дисками из термокорунда и из твердых сплавов ВК3 и ВК6 (рис. 377).

Правка шлифовальных кругов: а — алмазными карандашами; б — шарошками; в — правочными шлифовальными кругами; г — обкаточными дисками. Время чистого шлифования между правками шлифовального круга называется стойкостью круга и обозначается, как принято, буквой Т.

81. Виды шлифованияНаиболее распространенными видами шлифования являются круглое наружное и внутреннее, плоское, бесцентровые наружное и внутреннее, фасонное, зубошлифованис и резьбошлифование Существуют три способа наружного круглого шлифования: с продольной подачей, шлифование за один проход - глубинное; мето­дом врезания (рис. \9Л,а,б,в).

Шлифование с продольной подачей  применяют при обработке относительно длинных (нежестких) деталей. Шлифование глубинное применяется при обработке жестких от­носительно коротких деталей. Припуск в данном случае снимается за один проход Шлифование методом врезания применяется при обработке дета­лей относительно малой длины, особенно при шлифовании фасонных поверхностей. Внутреннее шлифование

При внутреннем шлифовании круг и деталь вращаются в разные стороны.

Плоское шлифование

Плоское шлифование осуществляется периферией круга и тор­цом.

Применяется при обработке нежестких и массивных деталей.

Бесцентровое шлифование (рис. 19.4)

Бесцентровое шлифование может применяться для обработки как внутренних, так и наружных поверхностей, осуществляться на про­ход и до упора

83.84Резьбонарезание.Нарезание резьбы резцами.

Резьбовые стержневые резцы; призматические резцы(однониточные, многониточные); дисковые резцы(однониточные, многониточные). Полный профиль резьбы нарезается за несколько проходов резца. После каждого прохода  резец совершает холостой ход и возвращается в исходное положение, смещается на величину глубины резания и снова «проходит» по резьбе. Число проходов i зависит от шага Р нарезаемой резьбы и примерно равно удвоенному его значению. Глубина резания равна доле высоты профиля, приходящейся на один проход. Подача равна шагу резьбы Р.

Расчёт оптимальной скорости резания ведётся по известной вам формуле расчёта скорости при точении:

, м/мин.

Основное технологическое время определяется с учетом времени на обратный ход резца и числа заходов резьбы.

где: L– длина хода, мм;

p– шаг резьбы, мм;

np.x. – частота вращения шпинделя при рабочем ходе резца, об/мин.;

nx.x. – частота вращения шпинделя при холостом ходе резца, об/мин.;

i – число проходов;

q – число заходов резьбы.

нарезание резьбы езцами: по профильной и генераторной схемами

85.Нарезание резьбы гребёнками.

Резьбовые гребенки используются, главным образом, при нарезании резьб мелкого шага и в мягких материалах. Гребенками можно нарезать резьбу за один или несколько проходов. Резьбовая гребенка представляет собой несколько объединенных в единой конструкции резьбовых резцов. Аналогично резьбовым резцам, резьбовые гребенки могут быть стержневые, призматические и круглые. Чтобы распределить нагрузку между несколькими зубьями» на гребенке создается режущая часть с углом фи = 25 -:- 30*. Благодаря этому вершины отдельных зубьев располагаются на различных расстояниях от оси заготовки и последовательно срезают материал впадины резьбы. Для зачистки резьбы гребенка имеет калибрующую часть, состоящую из 4—6 однотипных зубьев. Наиболее широко распространены, круглые гребенки, как более простые в изготовлении и допускающие достаточно большое количество переточек.

86.Нарезание резьбы метчиками и плашками.

Метчики примен д/обраб внутренних пов-ей, плашки д/обраб наружных пов-ей.

Для образования захода резьбы на торце детали необходимо снять фаску, соответствующую высоте профиля резьбы. Плашку устанавливают в плашкодержатель (патрон), который закрепляют в пиноли задней бабки или в гнезде револьверной головки. Скорость резания при нарезании резьбы плашками u=3-4 м/мин для стальных заготовок; u=2-3 м/мин для чугунных заготовок и u=10-15 м/мин для латунных заготовок.

а) - круглая, б) - квадратная, в) - шестигранная, г) - трубчатая 

При установке метчика в револьверную головку на его хвостовик надевают и закрепляют винтом кольцо, вместе с которым метчик устанавливают в патрон для плашек и закрепляют, как плашку. Скорость резания при нарезании резьбы метчиками u=5-12 м/мин для стальных заготовок; u=6-22 м/мин для чугунных, бронзовых и алюминиевых заготовок. Нарезание резьбы производят с охлаждением эмульсией или маслом.  а). Направление винтовой канавки метчика должно быть таким же, как и у нарезаемой резьбы (правая канавка для правой резьбы, левая - для левой). Для нарезания в пластичных материалах коротких сквозных метрических резьб (диаметром 1,5-8 мм) и длиной до двух диаметров применяют бесканавочные метчики, рисунок внизу - б), которые обладают большей прочностью, чем обычные, и обеспечивают более высокое качество резьбы. При нарезании коротких сквозных резьб в деталях из вязких материалов применяют метчики с расположением зубьев в шахматном порядке, рисунок внизу - в). Преимущество таких метчиков заключается в том, что в процессе их работы снижается трение, улучшается процесс стружкообразования и облегчается подвод смазочно-охлаждающей жидкости.

Метчики закрепляют в специальных плавающих патронах. Рекомендуется работать с подачей самозатягиванием. От перегрузки в конце резания патроны имеют предохранительное устройство. Специальные метчики рекомендуется применять при нарезании резьбы в деталях из легких сплавов и сталях с повышенной вязкостью. Такие метчики имеют обычно специальную подточку на заборной части, а часть зубьев на калибрующей части удалена в шахматном порядке, т. е. через зуб, что способствует нарезанию более качественной резьбы. Заборную часть подтачивают с левым наклоном к оси и с наклоном вперед с уменьшением толщины сердцевины. Срезание зубьев начинают со второго витка после первого полнопрофильного зуба через зуб. По профилю метчики затылуют по среднему и внутреннему диаметру на всей длине рабочей части на величину Кб, а по заборной части - на величину К. По наружному, внутреннему и среднему диаметрам обратная конусность равна 0,2-0,3мм на длине 100мм.

87.Нарезание резьбы фрезами.

Схема вихревого нарезания резьбы: а — методом схватывания; б — методом огибания; 1 — заготовка; 2 — резцовая головка; nз— направление вращения заготовки; np — направление вращения резцовой головки.

Обработка резьбы гребенчатыми резьбовыми фрезами. Этот способ образования резьбы применяют на резьбофрезерных станках для нарезания коротких наружных и внутренних резьб. Нарезание резьбы полного профиля на всей требующейся длине производится за 1 — 1/4 оборота заготовки, что наряду с отсутствием обратных ходов обеспечивает увеличение производительности в несколько раз по сравнению с обычным нарезанием резьбы резцами. Фрезы изготовляют из стали Р6М5 или Р18 право- и леворежущими с коническим хвостовиком и насадными.
Обработка дисковыми резьбовыми фрезами. Этот способ образования резьбы применяют на специальных резьбофрезерных станках для предварительного нарезания трепецеидальных наружных резьб с крупным шагом. В зависимости от профиля нарезаемой резьбы фрезы могут иметь симметричный или несимметричный профили. После фрезерования такой резьбы ее окончательную обработку выполняют профильным шлифовальным кругом на специальных резьбо- или червячно-шлифовальных станках.
Резьбофрезерование – Процесс образования наружных и внутренних резьб резьбовыми фрезами. Достаточно продуктивный метод нарезки резьбы на цилиндрические детали. По качеству может превосходить на порядок некоторые из них. При таких операциях фрезеровка должна осуществляться на станке, одновременно способном перемещаться сразу в трех плоскостях. Когда осуществляется фрезеровка ЧПУ, программа управления будет автоматически менять режимы резания, и выбирать необходимую стратегию обработки.

89. Образование теплоты при резании и её распределение.

Q1 – работа по совершению пластической деформации; Q2 – работа сил трения по передней пов-ти;Q3 – работа сил трения по задней пов-ти;Q4  -работа по пластической деформации перед плоскостью сдвига; q1 – почти вся Q1 и Q2 (нагрев стружки); q2 – часть Q2 и часть Q3 (переходит в резец); q3  - нагрев заготовки часть Q1 , Q3 и вся Q4; q4 – либо в СОЖ, либо в окружающую среду q1+q2+q3+q4=Q1+Q2+Q3+Q4 – уравнение теплового Баланса

90. Методы измерения температуры при резании.

1)М-д цветов побежалости + м-д прост, не требует примен средств измерения.

- м-д субъективен и поэтому не точен, не на все материалы есть таблицы цветов побежалости, зависит от применения СОЖ

2) М-д термокрасок. Суть: на грань резца тонким слоем наносится краска, меняющая цвет         при определенных температурах. + и – как и в 1ом м-де, невозможно определить т-ру резца изза того что краска стирается.

3) Калориметрический м-д. + м-д точен, - нельзя опр-ть т-ру резца Ср. т-ру стружки или резца ϴ=ϴсм+(Gв (ϴсм-ϴв))/ сG

ϴ ср т-ра стружки; ϴсм т-ра смеси(конечная);Gв вес воды; ϴв начальная т-ра воды; с теплоемкость воды; G вес стружки

4) м-д с помощью искусственной и полуискусственной термопар 

Под действием т-ры место споя 2х разнородных матр-ов нагрев в рез-те чего в цели наводится ЭДС , к-ое затем измер гальванометром либо мультиметром. Затем пок-я торируются дя перевода в градусы.+м-д точен; - сложен,т.к. требует спц резцов, спой удален от уч-ка, где необходимо измерить т-ру, резец ослаблен отверстием, быстро выходит из стоя, переточка не возможна.

5) М-д с помощью естественной термопары.+ более точен чем у искуствен.термопары; - сложность торировки термопары необходим свой торировочный график для каждой пары мат-ов, усл торирования всегда отл от усл резания.

6) Радиационный м-д. – появл тонких окислов на пов-ти стружки; искаж правильности пок-лей прибора; прибор сложен; теплота излуч зависит не только от т-ры нагретого уч-ка но еще и от шероховатости пов-ти цвета; крепление прибора на резце не удобно, а при установке его вне резца нельзя измерить т-ру опр точки

91. Факторы, влияющие на температуру при резании.

1. Обрабатываемый материал и мат-л инструмента. М-л детали существенно влияет на тем-ру резания, при обраб чугуна т-ра в 1,5р ниже чем при обработке стали, э

то обьясняется тем что работа по соверш. плос. деформ. при обработке чугуна меньше. Сущ-е влияние на т-ру оказ-ет теплопроводность детали и инструмента. Пр: теплопроводность жаростойк. Сталей в 2-3 р ниже теплопровод цв сталей.

2. А) Влияние режимов резания. 

Влияние скорости: с увел скор, сниж. пластич деформ, следовательно уменьшается кол-во тепла преходящего в резец уменьш, т.к. стружка движ настолько быстро, что тепло не успевает переходить в инструмент.

Б) с увеличение подачи S, увел. раб деформ, но также увелич S конт. стружки с перед. пов-тью 1-ый фактор преволир. над 2-м

В) с увелич глубины(t), увелич длина авктив. части режущ кромки, а соответственно улучшается теплоотвод

3. Влияние переднего угла (гамма)

С увелич. γ, уменьш работа на совершение пластич деформации, облегчается процесс резания но вместе с этим происходит уменьшение реж клина и соответственно ухудшается теплоотвод

4.Влияние гл угла(φ)в плане

С увелич φ , уменьш длина активной части реж кромки что приводит к ухудшению теплоотвода из зоны резания.

5.Влияние радиуса закругления (при вершине)

С увелич радиуса закругления, увелич длина актив части реж кромки, а следовательно улучшается теплоотвод

6.Влияние СОЖ. Применение СОЖ охлажд резец и стружку, т.об. отводя тепло из зоны резания.