111. Основы резания металлов
Резание металлов сопровождается сложной совокупностью различных деформаций — смятия, сдвига, среза, сопровождающихся трением отделившейся стружки о переднюю поверхность резца и трением поверхности резания о заднюю поверхность резца.
В результате упругопластической деформации металла, происходящей под воздействием режущего инструмента, образуются новые поверхности.
Так как качество обработанной поверхности зависит от характера упругопластической деформации срезанного слоя, и этот слой изнашивает режущий инструмент, выделяют две основные проблемы: упругопластическую деформацию металлов в процессе образования стружки и изнашивание и стойкость режущего инструмента.
Основы резания остаются постоянными независимо от того, каким инструментом (резцом, фрезой или сверлом) производится обработка, изменяется лишь схема обработки.
На рисунке а приведена схема образования стружки при резании. Резец 3, перемещаемый в направлении стрелки Б, передней поверхностью 2 сминает и скалывает частицы металла, лежащие выше плоскости ВА, причем образующаяся стружка 1 состоит из отдельных элементов а, б, в, г, д. Вначале инструмент режущей кромкой внедряется в массу заготовки около точки А; далее при своем движении инструмент передней поверхностью давит на верхний слой металла и отрывает его от основной массы заготовки (рисунок б). При этом срезаемый слой претерпевает сложную пластическую деформацию, и когда создавшиеся в этом слое напряжения превзойдут прочность металла, происходит относительный сдвиг частиц (скалывание) и образуется элемент стружки а. Далее части припуска последовательно переходят в стружки (б, в, г, д и т.д.).
Плоскость, в которой происходит скалывание элементов, называется плоскостью скалывания, а угол, образованный этой плоскостью и поверхностью резания, — углом скалывания. Величина угла скалывания зависит от свойств материала, геометрии инструмента, режима резания и колеблется в пределах от 145 до 1550. Внутри каждого элемента стружки плоскости скольжения образуют текстуру стружки, как показано на элементах а, б, в (рис. поз. а).
112. Геометрия режущего инструмента
Для обеспечения установленной чертежом точности размеров и шероховатости поверхности большинство деталей машин и механизмов обрабатывают на станках со снятием стружки. Стружку снимают с заготовок с помощью резцов, а также другими методами. Резцы имеют специально заточенные режущие кромки.
Способы обработки резанием: точение, фрезерование, сверление, строгание, протягивание, шлифование.
Резец — наиболее распространенный инструмент, применяемый при обработке металлов со снятием стружки на станках. Резцы различают по виду обработки и оборудования (токарные, расточные, строгальные, долбежные, специальные); по выполняемой работе (проходные, подрезные, отрезные, расточные, резьбовые, фасонные, а также черновые, чистовые и для алмазного точения); по направлению подачи (радиальные и тангенциальные, а также правые и левые); по роду инструментального материала (из низко- и среднелегированной стали, быстрорежущие, твердосплавные, алмазные, минералокерамические); в зависимости от формы сечения стержня (прямоугольные, квадратные, круглые); по форме головки (прямые, отогнутые, изогнутые, оттянутые; по способу изготовления (цельные, с припаянной или закрепленной механически пластинкой, с приваренной головкой).
На рис. 1 приведен токарный правый проходной резец. Стержень резца II служит для закрепления его в резцедержателе или в державке, причем резец опирается на подошву 7; головка резца I несет его режущие элементы. Пересечением передней поверхности 1 и главной задней поверхности 2 образуется главная режущая кромка 3, а пересечением передней поверхности и вспомогательной задней поверхности 4 — вспомогательная режущая кромка 6. Главная и вспомогательная режущие кромки соединяются вершиной резца 5.
Обтачивание является одним из основных видов обработки резанием, поэтому с условиями резания принято знакомиться при рассмотрении обтачивания.
На рис. 2 показан резец при обтачивании заготовки. Основная плоскость 1 — плоскость, параллельная продольной и поперечной подачам. Плоскость резания 2 — плоскость, касательная к поверхности резания и проходящая через главную режущую кромку.
Режущие свойства резца в значительной степени зависят от углов его заточки или, как принято говорить, от геометрии резца.
