Физические основы резания металлов презентация

1
Процесс резания (стружкообразования) является сложным
физическим
процессом, сопровождающимся большим тепловыделением,
деформацией износом
металла при образовании режущего инструмента
стружки,
и
наростообразованием на резце.
Знание закономерностей
сопровождающих его
процесса резания и явлений позволяет
рационально обрабатывать
управлять детали
этим более
процессом и качественно,
производительно и экономично.

В процессе резания различных материалов могут образовываться следующие основные виды стружек: сливные (непрерывные), скалывания (элементные) и надлома.
2

Сливная стружка образуется при резании вязких и мягких
материалов, например мягкой стали, латуни.
высокой скорости. Чем
протекает скорость
обычно при резания и
вязкость обрабатываемого
Резание больше металла, качество
и толщина среза, выше жидкости, тем стружка
ближе к
меньше угол резания смазочно-охлаждающей сливной.
3

Стружка надлома образуется при резании хрупких металлов, например серых чугунов. Такая стружка состоит из отдельных, почти не связанных между собой элементов. Обработанная
при образовании такой стружки получается с большими впадинами и выступами. В
поверхность шероховатой, определенных
условиях, например при обработке чугунов
средней твердости, стружка надлома может получиться в виде колец, напоминая сливную, однако достаточно слегка сжать такую стружку в руке и она легко разрушится на отдельные элементы.
4

Стружка скалывания занимает промежуточное положение между сливной стружкой и стружкой надлома и образуется при обработке некоторых сортов латуни и твердых сталей с большими подачами и относительно малыми скоростями резания. С изменением условий резания стружка скалывания может перейти в сливную и наоборот.
5

Под действием режущего
инструмента
срезаемый
слой
металла процессы
подвергается сжатию. Процессы сжатия (как и растяжения) сопровождаются упругими и
пластическими деформациями.
При обработке режущий инструмент деформирует не только срезаемый слой, но и поверхностный слой материала обрабатываемой детали.
Глубина деформации поверхностного слоя металла зависит от различных факторов и может достигать от сотых долей до
нескольких миллиметров.Под поверхностный слой металла
действием упрочняется,
деформации увеличивается
твердость и уменьшается пластичность, происходит так называемый наклеп обрабатываемой поверхности.
6

Чем мягче и пластичнее обрабатываемый металл, тем большему наклепу он подвергается. Чугуны обладают значительно меньшей способностью к упрочнению, чем стали. Величина и
глубина глубины
наклепа увеличиваются с резания и уменьшаются с
увеличением подачи и увеличением скорости
резания. Глубина наклепа увеличивается примерно в 2—3 раза при работе тупым режущим инструментом, чем при работе острым. Смазочно-охлаждающие жидкости уменьшают глубину и степень упрочнения.
7

При некоторых условиях резания на передней поверхности режущей кромки резца налипает обрабатываемый материал, образуя так называемый нарост. Он имеет клиновидную форму, по твердости превышает в 2—3 раза твердость обрабатываемого материала. Являясь как бы продолжением резца, нарост изменяет его геометрические параметры, участвует в резании металла, влияет на результаты обработки, износ резца и силы, действующие на резец. При обработке нарост периодически разрушается и вновь восстанавливается. С увеличением пластичности обрабатываемого металла размеры нароста возрастают, а при обработке хрупких металлов, например чугуна, нарост может и не образоваться.
8

Нарост увеличивается с увеличением подачи, поэтому при чистовой обработке рекомендуются подачи в пределах 0,1—0,2 мм/об. Глубина резания существенного влияния на размеры нароста не оказывает. Применение смазочно-охлаждающей жидкости уменьшает нарост.
Наличие нароста полезно при выполнении черновой обработки.
9

Фрезерная обработка металла

Фрезерной обработкой или фрезерованием называется обработка металла резанием на фрезерном станке. При этом, зажатая в специальные тиски заготовка, может двигаться только поступательно (подача), а металл режет вращающаяся фреза.
10

Фреза - довольно сложный, обычно, многозубый режущий инструмент, где каждый зубец является резцом.
11

К наиболее распространенным типам фрез относятся дисковые, цилиндрические, торцевые, шпоночные, а также различные фасонные фрезы. Также распространены фрезы углового и концевого типов.
12

По конкретным
13
операциям, необходимым для придания
заготовке нужной формы существует несколько видов классификации фрезерной обработки

1. По местонахождению и пространственной ориентации шпинделя. Раньше были
14
специализированные вертикально и
распространены горизонтально-
фрезерные станки. Но это в прошлом. Сейчас на производстве
используются в обрабатывающие
основном центры,
универсальные станки или позволяющие выполнять как
вертикальное, так и горизонтальное фрезерование, а также
фрезерную обработку применением разных
под различными углами и с фрез. Обрабатывающие центры
позволяют также выполнять и токарные операции без переустановки заготовки.

2. По типу используемых фрез: на периферийную, торцевую, фасонную и т.д. Торцевыми фрезами обычно производится обработка поверхностей. Фасонные востребованы для обработки профилей. Дисковые фрезы обычно применяются как отрезной инструмент.
15

3. По направлению движения заготовки относительно вращения фрезы фрезерование делится на попутное, дающее гладкую и ровную поверхность и встречное. Оно более
16
производительно, но качество поверхности
Оба метода имеют свое
получается применение.
значительно хуже.
Встречное фрезерование используют при черновой
обработке, а попутное – для окончательной.

Абразивная обработка металла

Абразивная обработка металла используется на многих производствах, особенно, если изделия являются частью какого-либо сложного механизма, и они должны идеально состыковываться между собой.
Инструменты для шлифовки, полировки, доводки и другой механической обработки деталей изготавливаются из натуральных горных пород и минералов, или искусственных материалов.
Природные абразивы: кварц, корунд, наждак, алмаз, пемза.
Искусственные абразивы:
эльбор, электрокорунд, синтетический алмаз.
17

Все эти материалы состоят из кристаллитов (абразивных зерен), которые выступают в роли маленьких резцов. Когда резцы проходят по поверхности детали, они снимают ее небольшой верхний слой. Поскольку кристаллы у всех материалов имеют разный размер, они оставляют следы разной глубины и размера на металле. Инструменты могут быть жесткими, когда зерна связаны между собой, или мягкими, когда зерна клеятся на специальную основу в виде бумаги, ткани, кожи и других эластичных материалов. Также
отдельно выделяют порошковые абразивы, из которых изготавливают пасту, и используют ее в свободном виде. Абразивная обработка металла может осуществляться сразу несколькими инструментами для повышения полученного эффекта.
18

Процессы абразивной обработки могут включать в себя шлифование, полирование, притирку и доводку, хонингование и прочие процессы.
19

На предприятиях, выпускающих детали или их части, непременно используется абразивная обработка металла,
20
поскольку этот процесс точности выполнения и
достичь готовым
высокой изделиям
необходимый
помогает придать
вид
и качественные
характеристики.
внешний
Особенно актуальным данный вид
обработки является для производств, которые создают мелкие детали для машиностроения, поскольку в этой отрасли точное соответствие продукции чертежам – это залог успеха.

Хонингование металла

Хонингованием
называется шлифовка
внутренних
цилиндрических поверхностей. Говоря формально, это даже
не шлифование, а полировка, шероховатостях порядка 10
поскольку речь идёт о микрон. Качественно
выполненное хонингование позволят получать практически зеркальные поверхности. Название этого вида металлообработки произошло от английского слова «hone», которое переводится на русский язык как «точить»
21

Хонинговая полировка осуществляется с помощью специальных шлифовальных головок, именуемых хонами. Это устройство,
состоящее из металлического основания, на котором закреплены
абразивные камни в форме брусков. В хонах используются алмазные абразивы, обеспечивающие
обычно высшее
качество полировки. Некоторые конструкции хонинговальных головок включают жёсткие металлические щётки, которыми выполняется особая операция – крацевание. Этим термином называется удаление с металла заусенцев и пылевых загрязнений. Для того чтобы обеспечивалось по-настоящему высокое качество
хонингование, должно использоваться специализированное оборудование – хонинговальные станки. Данное оборудование оснащается столом для закрепления обрабатываемой детали, шпинделем, удерживающим хон, приводом и блоком управления.
22

и химической
двигатели внутреннего сгорания; промышленная гидравлика; пневматические системы; оборудование для пищевой промышленности.
Хонингование находит применение в производстве следующей продукции:
23