Министерство образования российской федерации

Воронежский государственный технический университет

И. А. Чечета, О. Н. Кириллов

Резание материалов

Конспект лекций

(часть 1)

Воронеж 2003

УДК621.9.02

Чечета И.А. Резание материалов: Конспект лекций (часть1). /И.А.Чечета, О.Н. Кириллов. Воронеж: Воронеж. гос. техн. ун-т, 2003. 66 с.

В конспекте лекций изложены основы учения о резании материалов. Рассмотрены механика процесса, существующие про-цессы резания, методы и средства для формирования оптимальных режимов резания на станках и станочных комплексах с учетом до-стижений отечественной и зарубежной науки и техники в вопросах резания.

Конспект лекций предназначен для студентов, обучающихся по специальности 12.01.00 – «Технология машиностроения» всех форм обучения.

Конспект лекций подготовлен в электронном виде в текстовом редакторе MS WORD 97 и содержится в файле “Резание. doc.”

Табл.7. ил.19 . Библиогр. 9 назв.

Научный редактор доктор техн. наук, проф. И.А. Чечета

Рецензенты: кафедра технологии металлов и конструкционных материалов Воронежской государственной технологической академии;

доктор техн. наук, проф. Ю. М. Бреев

Издается по решению редакционно-издательского совета Воронежского государственного технического университета.

Чечета И.А. , Кириллов О.Н. 2003

Оформление. Воронежский государственный технический университет, 2003

ОГЛАВЛЕНИЕ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 1

РЕЗАНИЕ МАТЕРИАЛОВ 1

УДК621.9.02 2

ВВЕДЕНИЕ

Образовательным стандартом подготовки инженеров специ- альности 12.01.00 – «Технология машиностроения» предусмотрена группа дисциплин, относящихся к разделу «Процессы формо- образования и инструменты». Этот раздел представлен тремя последовательно читаемыми курсами: «Резание материалов», «Ре-жущий инструмент» и «Технологические процессы заготови- тельного производства».

Под резанием материалов в рассматриваемом случае подра- зумевается процесс обработки материалов снятием стружки лезвийным инструментом с целью придать заготовке форму, размеры и качество поверхности, заданные рабочим чертежом требуемой детали. Процесс реализуют на соответствующих станках и станочных комплексах. При анализе процесса учитывается, что в зависимости от физико-механических свойств обрабатываемого материала срезаемый слой претерпевает деформацию сдвига, сжатия и растяжения. Так как качество получаемой поверхности зависит от характера и количественных показателей упругопластической деформации срезаемого слоя, а сам процесс резания сопровождается износом инструмента, то основное внимание при изучении резания материалов уделено физическим явлениям, сопутствующим деформации материала в очаге резания, основным режимам резания и их влиянию на качество получаемых изделий. Уделено также внимание тепловому фактору, так как часть тепла, предопределяя достаточно высокое значение температуры, которая очень нерав- номерно распределяется между инструментом, обрабатываемым изделием и окружающей средой.

Под воздействием тепла частично изменяются физико-механические свойства материала срезаемого слоя; твердость и структура материала режущих элементов инструмента, что ведет к потере режущих качеств; степень деформации срезаемого материала, предопределяющая в конечном счете величину силы резания.

Все основные параметры и показатели резания взаимно связаны между собой и взаимно обусловлены. Так, скорость резания, допускаемая режущими свойствами инструмента, зависит от прочности обрабатываемого материала; от материалов, идущих на изготовление инструмента; геометрической формы режущей части инструмента; параметров среза, охлаждающей среды, продолжи-тельности работы до затупления инструмента; вибрации, возникаю-щей в процессе резания.

В соответствии с этим при изложении курса «Резание матери-алов» основное внимание сосредоточено на анализе следующих вопросов:

1) физические основы резания;

2) механика процесса, параметры резания;

3) достижения отечественной и зарубежной науки и техники в вопросах резания;

4) методика и средства для формирования оптимальных режи-мов резания;

5) основные тенденции развития способов и приемов, повыша-ющих точность, надежность и эффективность резания материалов;

6) факторы, влияющие на точность, качество и экономичность процессов резания.

Так как систему резания составляет совокупность разно-родных действий; то учтена необходимость в процессе изложения курса формировать представление о методах оптимизации этой системы, о приемах управления системой, а также об основных направлениях интенсификации процесса резания в целом.

Кроме того, что содержание курса «Резание материалов» неразрывно связано с курсом «Режущие инструменты», рас-сматриваемый курс также является базой для дальнейшего изучения таких дисциплин, как «Металлорежущие станки» и «Технология машиностроения».

Развитие резания материалов, как науки, неразрывно связано с развитием машиностроения в целом. Основоположником теории резания является И. А. Тиме (1838 - 1920). Большой вклад в теорию резания внес К. А. Зворыкин (1861 - 1928). В 1893 году в труде «Работа и усилие, необходимые для отделения металлических стружек» К. А. Зворыкин систематизировал базовые положения теории резания, опирающихся на практику и экспериментальные проверки. В частности, он сконструировал самопишущий гидравлический динамометр для измерения силы резания при строгании.

Выдающимся специалистом в области резания металлов является также Я. Г. Усачев (1873 - 1941). Он впервые применил микроскоп для изучения резания металлов, выявил зону деформирования материала при резании, установил наличие линии сдвига в срезаемом слое, достоверно определил причину образования нароста на рабочих поверхностях инструмента, обнаружил наклеп в обрабатываемых поверхностях детали и стружки, исследовал тепловые явления, возникающие в процессе резания.

При подготовке инженеров-механиков машиностроительных специальностей впервые стал изучаться самостоятельный курс теории резания металлов в 1930 году. Первый учебник по курсу «Резание металлов» был написан И. М. Беспрозванным (МВТУ им. Баумана). Учебник вышел в 1933 году. Затем для профильных вузов издавались учебники и учебные пособия, написанные профессорами С. С. Рудником, С. Ф. Глебовым, В. А. Кривоуховым, Н. И. Резни-ковым, А. Ф. Вульфом, В. Ф. Бобровым, С. Н. Филоненко.

В 1954 году был издан учебник «Резание металлов», написанный коллективом авторов в составе Г. И. Грановского, П. П. Гудкова, В. А. Кривоухова, М. Н. Ларина, А. Я. Малкина.

Наряду с учебниками издавались монографии, отражающие различные аспекты резания конструкционных материалов как широкого диапазона механических свойств, так и соотношений основных параметров процесса. В числе авторов Н. Н. Зорев, М. И. Клушин, А. М. Розенберг, Т. Н. Лоладзе, П. Р. Родин, В. Н. Подурев и другие.

При составлении предлагаемого вниманию конспекта лекций в определенной мере учтены достижения как отечественных, так и зарубежных исследователей в области резания материалов. Такие сведения в определенной мере отражены в обобщениях E.J.Armarego, R.H. Brown, E.M. Trent и других ученых. Кроме того, принят во внимание производственный опыт базовых для кафедры «Технология машиностроения» ВГТУ предприятий, в том числе и Воронежского механического завода, а также использованы текущие периодические источники отечественной и зарубежной литературы, касающиеся обработки конструкционных материалов резанием.