Процессы резания (ТКМ в электронном виде)
Описание файла
Файл "Процессы резания" внутри архива находится в папке "ТКМ в электронном виде". Документ из архива "ТКМ в электронном виде", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "технология конструкционных материалов (ткм)" из , которые можно найти в файловом архиве МГТУ им. Н.Э.Баумана. Не смотря на прямую связь этого архива с МГТУ им. Н.Э.Баумана, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "лекции и семинары", в предмете "технология конструкционных материалов (ткм)" в общих файлах.
Онлайн просмотр документа "Процессы резания"
Текст из документа "Процессы резания"
Раздел IV
МВТУ, кафедра РЛ-3
РОДИОНОВ Е.М.
Конспект лекций по курсу
«ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ ДЕТАЛЕЙ ОПТИЧЕСКИХ ПРИБОРОВ»
Раздел – «Технологические основы конструирования деталей, обрабатываемых резанием»
Редакция 2009 года
Методы обработки резанием поверхностей деталей оптикоэлектронных приборов
Метод механической обработки поверхности характеризуют обрабатывающий инструмент и “механика” процесса – движения детали и инструмента, осуществляемые в процессе обработки. Последние (движения) зависят от станка, следовательно, общее представление о методе обработки дают применяемые для обработки станок и инструмент.
При проектировании технологических процессов и конструировании деталей интересуют, прежде всего, возможность разных методов обработки в следующих трех направлениях:
1) допускаемая методом величина припуска на обработку, так как, разрабатывая операцию техпроцесса, нужно назначать операционный припуск;
2) точность обработки поверхности (точность метода обработки), так как операция должна обеспечивать определенную точность обработки;
3) время обработки поверхности (производительность), так как операция должна быть рассчитана на определенную производительность.
На этом основании возможности, даваемые методом в названных направлениях (допустимый припуск, точность, время обработки) называют технологическими возможностями метода обработки.
Выбирая метод обработки, ориентируются, прежде всего, на его технологические возможности.
Глава I. Механические основы обработки металлов
-
Классификация движений в металлорежущих станках Схемы обработки резанием
Обработка металлов резанием – это процесс срезания режущим инструментом с поверхности заготовки слоя металла для получения требуемой геометрической формы, точности размеров и шероховатости поверхностей детали.
Для осуществления процесса резания необходимо наличие относительных движений между заготовкой и режущим инструментом. Каждый станок имеет рабочие органы (шпиндели, суппорты, столы и др.), которым сообщаются движения, определяемые назначением станка и характером выполняемых видов обработки. Движение рабочих органов станков подразделяют на движения резания, установочные и вспомогательные.
Движения, при которых с обрабатываемой заготовки срезается слой металла и изменяется состояние обработанной поверхности, называют движением резания. К ним относят главное движение и движение подачи. Движение, определяющее скорость отделения стружки, принимают за главное движение – скорость резания. Движение, обеспечивающее непрерывность резания режущего инструмента в новые слои материала, принимают за движение подачи.
Рис. 1. Схемы обработки заготовок: а-точением, б-шлифованием; 1-обрабатываемая поверхность, 2-поверхность резания, 3-обработанная поверхность.
Рис. 2. Виды поверхностей: а-плоская, б-линейчатая, в - цилиндрическая, г - коническая, д- сферическая, е - торовая, ж - геликоидная; 1-образующая, 2-направляющая.
Рис. 3. Схемы методов формообразования поверхности.
Рис. 5. Элементы токарного прямого проходного резца: 1-передняя поверхность; 2-задняя поверхность; 3-главное режущее лезвие; 4-верши-
Рис. 4. Элементы резания и на резца; 5-вспомогательная задняя поверхность; геометрия срезаемого слоя. 6-вспомогательное режущее лезвие.
Главное движение, скорость которого обозначают буквой V, может быть непрерывным или прерывистым, а по своему характеру вращательным, поступательным, возвратно-поступательным и т.д. Движение подачи, скорость которого обозначается буквой S, может быть непрерывным или прерывистым, а по своему характеру вращательным, поступательным и т.д.
При обработке резанием главное движение имеет заготовка (точение) или инструмент (фрезерование); движение подачи имеет инструмент (точение) или заготовка (фрезерование).
Движения рабочих органов станка, обеспечивающие такое положение инструмента относительно заготовки, при котором с нее срезается определенный слой материала, называют установочными движениями. На схемах обработки их обозначают St.
Движения рабочих органов станка, которые не имеют непосредственного отношения к процессу резания и служат для транспортировки и закрепления заготовки или инструмента, быстрых перемещений рабочих органов, переключения скоростей резания и подач и т.п., называют вспомогательными движениями.
Под схемой обработки понимают условное изображение обрабатываемой заготовки, ее установки и закрепления на станке с указанием положения режущего инструмента относительно заготовки и движений резания. Инструмент показывают в положении, соответствующем окончанию обработки поверхности заготовки. Обработанную поверхность на оригинале схемы выделяют другим цветом, на светокопиях – утолщенными линиями.
На рис. 1 показаны схемы обработки точением и шлифованием. В дальнейшем при рассмотрении технологических методов обработки на схемах указывается характер движений и их технологическое назначение.
В процессе обработки на заготовке различают (рис. 1, а): обрабатываемую поверхность 1, с которой срезается слой материала, обработанную поверхность 3, с которой срезан слой материала и превращен в стружку, и поверхность резания 2, обработанную главным режущим лезвием инструмента и являющуюся переходной между обрабатываемой и обработанной поверхностями.
2. Методы формообразования поверхностей деталей приборов резанием
Деталь – это элемент, являющийся составной частью прибора или его узла1. Пространственная форма детали ограничивается геометрическими поверхностями. Как бы ни была сложна форма детали, ее всегда можно представить в виде отдельных геометрических поверхностей, из которых наиболее часто встречаются плоские, линейчатые, круговые, цилиндрические и конические, шаровые, торовые и геликоидные (винтовые) поверхности (рис. 2).
Любую поверхность рассматривают как совокупность последовательных положений (следов) одной из производящей линии, называемой образующей (1), движущейся по другой производящей линии, называемой направляющей (2, и ).
Для получения плоской поверхности (рис. 2, а) необходимо образующую прямую линию 1 перемещать по направляющей прямой 2. Для образования цилиндрической поверхности (рис. 2, в) следует образующую прямую линию 1 перемещать по направляющей линии – окружности 2 и т.д.
Плоские, линейчатые и цилиндрические поверхности являются обратимыми, так как для их воспроизведения образующие и направляющие линии можно менять ролями. Кроме обратимых поверхностей, есть необратимые, например геликоидная, торовая, шаровая и коническая поверхности. Коническая поверхность (рис. 2, г) получают при перемещении одного конца прямой образующей линии 1 по направляющей линии 2 – окружности основания конуса, а второй конец образующей прямой линии 1 должен быть неподвижным.
В реальных условиях образования поверхностей деталей на металлорежущих станках образующие и направляющие линии в большинстве случаев являются воображаемыми. При обработке они воспроизводятся комбинацией согласованных между собой движений заготовки и инструмента. Движения резания и являются формообразующими движениями, так как они воспроизводят во времени образующие и направляющие линии. Формообразующих движений может быть одно или несколько.
Существующие методы формообразования поверхностей рассмотрим на конкретных примерах обработки резанием.
Образование поверхностей по методу копирования заключается в том, что форма режущего лезвия инструмента является образующей линией 1, совпадающей по форме с образующей линией поверхности (рис. 3, а) или имеющей форму, обратную ей (рис. 3, б). Направляющая линия 2 воспроизводится вращением заготовки (рис. 3, а) или поступательным движением инструмента (рис. 3, б), которые и являются формообразующими. Второе движение, направленное перпендикулярно обрабатываемой поверхности, необходимо для получения определенного размера поверхности. Этот метод используют при обработке фасонных поверхностей на металлорежущих станках.
Образование поверхностей по методу следов состоит в том, что образующая линия 1 является траекторией движения точки (вершины) режущего лезвия инструмента, а направляющая линия 2 – траекторией движения точек заготовки (рис. 3, в). В этом случае оба движения резания (V и Sпр) являются формообразующими. Этот метод формообразования поверхностей распространен наиболее широко.
Образование поверхностей по методу касания заключается в том, что направляющей линией 2 служит касательная к ряду геометрических вспомогательных линий, являющихся траекториями движения точек режущего инструмента. Образующей линией 1 служит режущее лезвие инструмента (рис. 3, г), а формообразующим движением – подача Sпр.
Образование поверхностей по методу обкатки (огибания) состоит в том, что образующая линия 1 (рис. 3, д.) является огибающей кривой ряда последовательных положений режущего лезвия инструмента в результате двух согласованных относительных движений заготовки и инструмента (S1 и S2). Направляющая линия 2 образуется поступательным движением инструмента.
На металлорежущих станках в зависимости от вида обрабатываемой поверхности используют разные методы их формообразования.
3. Элементы резания и геометрия срезаемого слоя
Элементами процесса резания являются скорость резания, подача и глубина резания. Совокупность этих величин называют режимом резания.
Скорость резания (V) называют путь точки режущего лезвия инструмента относительно заготовки в направлении главного движения в единицу времени. Скорость резания измеряют в м/мин при всех видах обработки резанием, кроме шлифования, полирования и некоторых других, где ее измеряют в м/с.
Если главное движения является вращательным (точение), то скорость резания (в м/мин)
где Dзаг – наибольший диаметр обрабатываемой поверхности заготовки, мм; n – частота вращения заготовки, об/мин.
Если главное движение является возвратно-поступательным, причем скорости рабочего и холостого ходов разные, то и средняя скорость (в об/мин):