123223 (Лезвийные инструменты), страница 2

Фрезерование применяется при обработке плоскостей, пазов с прямолинейным и винтовым направлением, шлицев, тел вращения, разрезки заготовок, образования резьбы, а также для получения фасонных поверхностей. Фрезерованием обеспечивается 11…9-ый квалитеты точности и шероховатость обработанной поверхности с Rz=40…3,2мкм. К особенностям процесса фрезерования относятся: 1) периодически повторяющееся чередование рабочего и холостого циклов движения зуба фрезы; 2) переменность толщины срезаемого слоя и рабочей длины лезвия. На практике используются: периферийное и торцевое фрезерование - фрезерование соответственно периферийным и торцевым лезвийным инструментом (см. рис.2.5, а, б); круговое фрезерование - фрезерование поверхности вращения (см. рис.2.5, в); охватывающее фрезерование - фрезерование инструментом, зубья которого расположены на внутренней поверхности его корпуса. В зависимости от направления векторов скоростей главного движения и подачи различают попутное и встречное фрезерование. Если векторы скоростей главного движения резания и движения подачи в месте контакта инструмента и заготовкой направлены в одну сторону, то это попутное фрезерование, а если - в противоположные стороны, то встречное фрезерование. Встречное и попутное фрезерование различаются целым рядом физических и технологических особенностей. Например, попутное фрезерование более спокойный процесс в смысле вибраций, более благоприятно с точки зрения действующих на заготовку сил и уменьшения температуры резания, а также устранения явления наклепа.

Протягивание - обработка многолезвийным инструментом с поступательным главным движением резания, распространяемая на всю обрабатываемую поверхность без движения подачи. Срезание припуска осуществляется за счет превышения (подъема) последующего зуба над предыдущим. Производительность этого процесса, несмотря на низкие скорости резания (до 0,2…0,3м/с), в 5…10 раз выше фрезерования и в 10…15 раз - зенкерования и развертывания. Применяется в массовом и серийном производствах при получении отверстий, обработке плоских и цилиндрических наружных поверхностей с точностью до 7…9 квалитетов и шероховатостью Rz=6,3…0,8 мкм. К особенностям протягивания относится прерывистый характер работы лезвий инструмента, ударные нагрузки на зуб, срезание припуска большим количеством зубьев.

Внутреннее протягивание - протягивание внутренней замкнутой поверхности и ее элемента (см. рис.2.5, г). Наружное протягивание - протягивание наружной или незамкнутой внутренней поверхности (см. рис.2.5, д).

Ротационная обработка - обработка лезвийным инструментом с касательным движением режущей кромки (см. рис.2.5, е). Этот вид резания применяется для обработки плоскостей, наружных и внутренних цилиндрических поверхностей. За счет периодической смены участков режущей кромки в процессе резания стойкость ротационного инструмента в десятки раз выше стойкости, например, токарного резца. При этом обеспечивается высокая производительность и качество обработки.

Зубонарезание может осуществляться по методу копирования и методу обкатки. При первом способе обработки профиль инструмента (см. рис.2.6, а, б) определяется профилем впадины нарезаемого колеса. Нарезание зубчатых колес по методу обкатки производится червячными модульными фрезами, долбяками, строгальными резцами и другими инструментами по определенной кинематической схеме (см. рис.2.6, в…е). Особенности зубонарезания: изменяется сечение срезаемого слоя за время обработки одним зубом; одновременно участвуют в резании несколько зубьев; различные участки лезвия неодинаково нагружаются из-за различного среза и имеют различную скорость резания; трудности обеспечения оптимальной геометрии лезвия из-за его сложной формы и сложного движения резания.

Резьбонарезание осуществляется по любой кинематической схеме лезвийным инструментом (резцом, метчиком, плашкой, фрезой, гребенкой и т.д.), абразивным инструментом (одно - и многониточными кругами), пластическим деформированием (накатыванием плашками, роликами, раскатками). К особенностям резьбонарезания относятся: 1) срезание стружки тонкими слоями; 2) участие в работе двух и более лезвий.

К видам абразивной обработки относятся: круглое и внутреннее шлифование (см. рис.2.7, а, б), плоское шлифование периферией и торцом круга (см. рис.2.7, в, г), бесцентровое шлифование (см. рис.2.7, д), зубошлифование, сферошлифование, заточка лезвия инструмента (см. рис.2.7, е), отрезное шлифование, ленточное шлифование, хонингование, суперфиниширование, доводка.

Шлифование - это процесс резания материалов, осуществляемый зернами абразивного, алмазного или эльборового материалов. Обеспечивает 6…9 квалитеты точности и шероховатость обработанной поверхности Ra=0,63…0,64 мкм. Особенности: многопроходность, высокие скорость резания (30…70 м/c) и температура резания.

Ленточное шлифование - обработка абразивными лентами. Абразивные ленты применяются для формообразования деталей при круглом, внутреннем и бесцентровом шлифовании, для обработки поверхностей деталей сложной формы, для обдирки, доводки и полировки.

Хонингование - обработка абразивными брусками, которым сообщают, как правило, три движения по отношению к заготовке: вращение, возвратно-поступательное перемещение и радиальную подачу.

Суперфиниширование - отделочная обработка поверхностей деталей мелкозернистыми абразивными брусками. Особенностью процесса является колебательное движение брусков с частотой 500…5000 дв. ход/мин. и амплитудой 2…5 мм. Получают поверхность шероховатостью до Ra=0,08…0,16 мкм с минимальной огранкой (0,5 мкм).

Доводка - резание-царапанье обрабатываемой поверхности большим количеством мельчайших абразивных частиц. Применяют для финишной обработки высокоточных плоских и фасонных поверхностей, отверстий малого диаметра, шариков для подшипников, деталей топливной аппаратуры и др. Достигается шероховатость поверхности Ra = 0,01…0,16 мкм и погрешность формы не более 0,5…0,1 мм. Для доводки используют абразивные порошки и пасты, а также притиры, например, чугунные.

Несмотря на многообразие видов обработки резанием все они могут быть сведены к сравнительно небольшому числу основных случаев работы лезвий инструмента:

1. По форме рабочих участков режущих кромок, участвующих в резании (рис.2.8, а, б) - свободное резание, если в работе участвует только одна прямолинейная режущая кромка и несвободное резание, если в работе участвуют две и более режущих кромок.

Рис.2.3. Схемы видов лезвийной обработки: а - строгание; б - строгание по копиру; в - долбление; г - обтачивание; д - растачивание; в - подрезание; 1 - обрабатываемая поверхность; 2 - обработанная поверхность; 3 - поверхность резания; Dr - главное движение; Ds - движение подачи.

Рис.2.4. Схемы видов лезвийной обработки:

а - сверление; б - центрование; в - зенкерование; г - развертывание; д - зенкование; е - цекование; 1,2,3, Dr, Ds - по рис.2.3.

Рис.2.5. Схемы видов лезвийной обработки: а - периферийное (цилиндрическое, дисковое и т.п.) фрезерование; б - торцовое фрезерование; в - круговое фрезерование; г - внутреннее протягивание; д - наружное протягивание; е - ротационное точение; 1, 2, 3, Dr, Ds - по рис.2.3; Dk - касательное движение.

Рис.2.6. Схемы зубонарезания: а - модульной пальцевой фрезой; б - модульной дисковой фрезой; в - зубофрезерование модульной червячной фрезой; г - зубострогание; д - зубодолбление; е - зуботочение долбяком; 1, 2, 3, Dr, Ds - по рис.2.3.

Рис.2.7. Схемы абразивной обработки: а - круглое наружное шлифование; б - внутреннее шлифование; в и г - плоское шлифование соответственно периферией и торцом круга; д - бесцентровое шлифование; е - заточка лезвия фрезы; Dr, Ds - по рис.2.3.

Движение резания количественно характеризуется скоростью. Скоростью резания называется скорость перемещения точек режущей кромки в движении резания. Скорость главного движения r - скорость перемещения инструмента или заготовки в главном движении.

Скорость резания r измеряется в м/мин или м/с, применяются также такие характеристики как частота вращения n, мин-1 и число двойных ходов k, дв. х/мин:

(2.1)

где D - диаметр инструмента или заготовки;

L - длина пути инструмента или заготовки.

Скорость движения подачи s - скорость перемещения инструмента или заготовки в движении подачи за каждый цикл главного движения или его часть. Различают подачу на один оборот главного движения So, мм/об или на один двойной ход Sx, мм/дв. х, подачу на один зуб Sz, мм/зуб, минутную подачу Sм, мм/мин. Математическая связь между этими подачами следующая:

(2.2)

где Z - число зубьев инструмента.

Движение подачи не следует путать с установочным движением, предназначенным для установки инструмента в новое рабочее положение вне процесса резания.

Скорость касательного движения k - это скорость рассматриваемой точки режущей кромки или заготовки в касательном движении. Она не является режимной характеристикой и задается в виде соотношения k/ r.

Рис.2.8. Основные случаи работы режущего лезвия инструмента: а и б - свободное и несвободное резание; в и г - прямоугольное и косоугольное резание; 1 - лезвие инструмента; 2 - режущая кромка; 3 – заготовка.

2. По ориентации режущей кромки относительно вектора скорости резания (рис.2.8, в, г) - прямоугольное резание, если вектор скорости резания перпендикулярен режущей кромке, и косоугольное резание, если вектор скорости резания не перпендикулярен режущей кромке.

3. По количеству одновременно участвующих в работе лезвий - однолезвийное (см. рис.2.3) и многолезвийное (см. рис.2.4. … 2.6).

4. По протеканию процесса резания во времени - непрерывное (см. рис.2.3, 2.4) и прерывистое резание (см. рис.2.5, 2.6).

5. По форме сечения срезаемого слоя - с постоянным (см. рис.2.3, 2.4) и переменным (см. рис.2.5, 2.6) сечениями.

Каждый из видов обработки резанием характеризуется конкретной кинематической схемой резания.

Список литературы

1. Маталин А.А. Технология машиностроения: Учеб. для вузов по спец. "Технология машиностроения, металлорежущие станки и инструменты". - Л.: Машиностроение, 1985. - 512с.

2. Технология машиностроения (спец. часть): Учебник/А.А. Гусев, Е.Р. Ковальчук, И.М. Колесов и др. -М.: Машиностроение, 1986.

3. Технология автоматизированного машиностроения. Специальная часть / Под ред.А. А. Жолобова. -Мн.: ДизайнПРО, 1997. -384с.: ил.

4. Проектирование технологии: Учебник/ И.М. Баранчукова, А.А. Гусев, Ю.Б. Крамаренко и др., Под ред. Ю.М. Соломенцева. - М.: Машиностроение, 1990. -416 с.

5. Жолобов А.А. Технология автоматизированного производства: Учебник для вузов. – Мн.: ДизайнПРО, 2000. – 623 с.