granovskij_rm (Грановский Г. И., Грановский В. Г. Резание металлов: Учебник для машиностр. и приборостр. спец. вузов)

ББК 34.63 Г77 УДК 621.96 Р е ив н э е н ты: каФедра «Металлорсжуцгне инструмеитыв тульского политаеического института; проф. А. В. Подмй Г 2704040000-425 144-05 001(01) — 05 ББК 34.63 6П4.6 Влпдшнир Гербертпжач Гршюнскнй РЕЗАНИЕ МЕТАЛ31ОБ Зав. редакцией К. И. Аношнна. Релактор А.

В. Дубровскпй. Младший редактор Н. М. Иванова. Художественный редактор Т. А. Дурасова. Техннчсскве редакторы 3. А. Муслнмова, Л. А. Муравьева. Коррштор В. В. Кожуткнна ИБ Уй 3380 Изд. Уй ОТ-340. Слепо в набор 01.04.85, Подл. в печать 28.08.85. Т-1!685. формат 70 л 108! /, . Бум. «и=журн. офсет. Гарнятуре таймс.

Печать офсетная. Объем 24,7 уел. йеч л. 49,4 уел. кр.-отт, 25,88 уч.-нзд, л. Тираж 80000 зкз. Зак. Уй 1867. Цена 1 р. 20 к. Излательство «Высшая школа», 101430, Москва, ГСП-4, Негланнаа ул., ц ВЛ14. Ордена Октябрьской Революцвн, ордена Трудового Красного Знамени Ленинградское прспзводсгвенно-текнпческое объедвневне «Печатный Двор» имени А. М.

Горького Союзполиграфпрома прн Государсгмнном комитете СССР по лапам издательств, полаграфпи я кнюкной торговли, 19713б, Ленинград, П-136, Чкаловский просп.,15. © Издательство «высшая школа», 1985 Грановский Г. И., Грановский В. Г. Г77 Резание металлов: Учебник длл машиностр. и приборостр. спец.

Вузов. — М.: Высш. шк., 1985.— 304 с„ил. В пер.: ! р. 20 к. В учебнике нзложенм сведения о свойствах ннструмеитвльнмх материалов. Рассматривается комплекс взапьцсвяюнных процессов: пласгмческой деформацвн, локальных разрушений, возннкновеннв новьж поверкностей. Излагается анализ теплового баланса н температурных полей в зоне резания.

Рассмотрены схемы обработки рвзлпчных поверхностей н даны основы расчета опзпмальньж ракнмов резания. ПРЕДИСЛОВИИ Интенсивное развитие машиностроения в нашей стране, начавшееся в годы первых пятилеток, потребовало подготовки квалифицированных специалистов в области металлообработки. В 1930 г. впервые при подготовке инженеров-механиков технологических специальностей стал изучаться самостоятельный курс теории резания металлов.

Первый учебник по курсу «Резание металлов» был написан И. М. Беспрозванным (МВТУ им. Н. Э. Баумана) и вышел в 1933 г. С тех пор был издан рял учебников и учебных пособий по резанию металлов, написанных профессорами С. С. Рудником, С. Ф. Глебовым, В. А. Кривоуховым, Н. И. Резинковым, А. М. Вульфом, В. Ф. Бобровым, С. Н. Филоненко. В 1954 г. был издан учебник «Резание металлов», написанный коллективом авторов в составе Г. И.

Грановского, П. П. Грудова, В. А. Кривоухова, М. Н. Ларина и А. Я. Малкина. Как дополнительная литература к изучаемому студентами курсу «Резание металлов» широко используются монографии многих авторов и в первую очередь научные труды Н. Н. Зорева, М. И. Клушнна, А. М. Розенберга. А. Н. Резникова, В.

Ф. Боброва, Т. Н. Лоладзе, П. Р. Родина, А. Д. Макарова, В. Н. Подураева. За прошедшие полвека существенно изменилось научно-теоретическое содержание учебного курса. В течение первого десятилетия своего становления содержание курса по резанию металлов формировалось в основном на использовании наследия основоположников резания металлов — русских ученых И. А. Тиме. К А. Зворыкина, Я. Г. Усачева и А. Н. Челюсткина, чьи научные труды сохраняют свою теоретическую значимость и в настоящее время.

Большое влияние на содержание курса оказали иностранные литературные источники, в частности труды Тейлора и статьи немецких ученых. По мере развития научных исследований советских ученых, накопления и обобщения полученных ими ре- зультатов экспериментов и теоретических разработок происходило их использование в учебном курсе. Этот процесс был настолько плодотворным, что изданный в 1954 г. учебник по резанию металлов был написан полностью на основе отечественных достижений науки и практики.

За голы, прошедшие со времени издания этого учебника, в машиностроении произошли существенные изменения. Широко стала применяться автоматизация технологических процессов. Созданы и внедрены в практику новые конструкционные и инструментальные металлы, а также синтетические материалы. Широко ведутся научные исследования новых методов обработки металлов резанием, в том числе и на автоматизированных и высокопроизводительных станках с числовым программным упраапением (ЧПУ). Это поставило задачу разработки настоящего учебника, в котором должны были найти о трюке ние экспериментально проверенные и теоретически обобщенные результаты многих научных исследований и передового опыта.

В первых главах учебника изложены сведения, определения геометрических цараметров, расчетные уравнения, физические явления и причинные связи, в равной мере относящиеся ко всем видам обработки металлов режущими инструментами. Заключительные главы учебника посвящены вопросам, связанным со спецификой отдельных видов обработки. Здесь последовательно рассмотрены элементы режущсй части соответствующих инструментов с учетом кинематики процесса резания, схем срезания припуска, режимов резания, динамических параметров и износа инструмента, мощности, энергозатрат и основного технологического времени. Впервые в учебнике по резанию рассматриваются вопросы, связанные с группированием конструкционных материалов по их обрабатываемости резанием, определением оптимальных режимов резания с учетом ряда ограничительных технико- зкономических факторов, методика аппроксимации линейных и нелинейных многофакторных функциональных зависимостей по экспериментально полученным данным, коррекционному расчету геометрических параметров режущей части при погрешностях установки инструмента на рабочих органах станка.

Введены новые понятия, такие, как ресурс режущего инструмента, интенсивность изнашивания инструментального материала, учтены требования новых ГОСТов в отношении терминологии. Впервые в учебнон литературе по резанию металлов на основе системно выполненного металлографического анализа корней стружек документально показана роль нароста в образовании новых поверхностей на стружке и обрабатываемой заготовке.

В учебнике использованы результаты опубликованных работ многих авторов (А. Н. Резникова, В. Д. Кальнера, Л. Н. Фи- лимонова и др.), а также сведения, полученные в научных исследованиях авторов и ряда диссертационных и научноисследовательских работ (В. П. Покровского, Р. О. Барсегянц, Н.

А. Шмакова, К. П. Панченко и др.), выполненных под руководспюм одного из авторов — д-ра техн. наук, проф. Г.. И. Грановского. Использованы так|ке выполненные в МВТУ и Оргпроминструменте МСИП СССР методические разработки по расчету режимов резания. Можно надеяться, что методическое построение, научный уровень и последовательность изложения будут способствовать успешному усвоению учебного материала студентами высших учебных заведений как дневного, так и вечернего и заочного обучения по специалыюсти 0501 для решения тех задач, которые будут возникать перед ними в нх инженерной деятельности.

1 Обцие сведения о ~)езании металлов Ф 1 1. РЕЗАНИЕ КАК ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ СПОСОБ ОБРАБОТКИ Сущность технологии изготовления деталей машин состоит в последовательном использовании различных технологических способов воздействия на обрабатываемую заготовку с целью придать ей заданную форму и размеры указанной точности. Одним из таких способов является механическая обработка заготовок резанием. Она осуществляется металлорежущим инструментом и ведется на металлорежущих станках. Обработюз резанием заключается в срезании с обрабатываемой заготовки некоторой массы металла, специально оставленной на обработку и называемой припуском. Припуск может удаляться одновременно с нескольких поверхностей заготовки или последовательно друг за другом с каждой обрабатываемой поверхности. В ряде случаев припуск может быть настолько большим, что его срезают не сразу, а эа несколько проходов.

После срезания с заготовки всего припуска, оставленного на обработку, заготовка прекращает свое сушествование и превращается в готовую деталь. Металл, удаляемый в процессе резания с заготовки, подвергается пластическому деформированию и разрушению. В резульгдте этого материал припуска, отделенный от обрабатываемой заготовки, приобретает харахтерную форму и в таком виде его принято называть стружкойй. Срезанная с заготовки стружка является побочным продуктом — отходом обработки металлов резанием. Пластическое деформирование и разрушение материала припуска с превращением его в стружку протекает при резании в специфических условиях.

Это предопределяет и специфические закономерности процесса, отражаемые функциональными зависимостями, справедливыми только для обработки металлов резанием. Таким образом, характерным признаком обработки металлов резанием является стружка, Все способы и виды обработки металлов. основанные на срезании припугни и превращении его в стружку, составляют разновидности, определяемые термином «резание металлов».

Все разновидности резания подчиняются общим закономерностям. Способы разделения металлов на части, при которых стружка не образуется, например разрезка ножницами, к обработке резанием не относится. Условия деформирования обрабатываемого металла и образования новых поверхностей при разрезке ножницами не подчиняются закономерностям теории резания металлов. ф 1.2. КОНСТРУКЦИОННЫЕ МЕТАЛЛЫ, ОБРАБАТЫВАЕМЫЕ РЕЗАНИЕМ ВИДЫ КОНСТРУКЦИОННЫХ МЕТАЛЛОВ И ИХ МАРКИРОВКА.