Министерство образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Омский государственный технический университет»

В. Г. Гребень, п. Е. Попов резание материалов

Конспект лекций

Омск

Издательство ОмГТУ

2011

УДК 621.3.01(075)

ББК 55.19я.73

Г79

Рецензенты:

А. А. Рауба, д-р техн. наук, проф. ОмГУПС;

В. В. Евстифеев, д-р техн. наук, проф. СибАДИ

Гребень, В. Г.

Г79 Резание материалов: конспект лекций / В. Г. Гребень, П. Е. Попов – Омск: Изд-во ОмГТУ, 2011. – 76 с.

Излагаются общие сведения о резании материалов, деформации при резании, силе резания, колебаниям, тепловым процессам, износу и стойкости режущих инструментов, оптимизации режимов резания.

Конспект лекций предназначен для студентов специальности 151002 «Конструкторско-техническое обеспечение машиностроительных производств» всех форм обучения.

Печатается по решению редакционно-издательского совета

Омского государственного технического университета

УДК 621.3.01(075)

ББК 55.19я.73

© ГОУ ВПО «Омский государственный

технический университет», 2011

Введение

В конспекте лекций рассмотрены физические основы процесса резания: кинематика резания, деформация и силы резания, теплофизика и колебания при резании, износ и стойкость режущих инструментов, а также оптимизация режимов ре­зания.

Сведения о закономерности процесса резания используются при расчете кинематических цепей металлорежущих станков, при разработке технологических процессов, при проектировании средств технологического оснащения.

Целью обработки резанием является получение деталей требуемой формы, размеров, качества поверхностного слоя. Для оценки эффективности обработки резанием применяются следующие критерии: производительность, точность, себестоимость. Показатели эффективности обработки можно повысить за сет совершенствования технологии, средств технологического оснащения, а также за счет оптимизации функционирования технологической системы.

1. Основные понятия и определения

1.1. Классификация способов обработки резанием

В современном машиностроении обработка резанием является самым распространенным способом формообразования поверхностей деталей машин. С помощью обработки резанием можно получить практически любую поверхность (цилиндрическую, коническую, плоскую, винтовую, эвольвентную и др.).

Одну и ту же поверхность на заготовке можно обработать различными способами. От выбора способа обработки зависит выбор средств технического оснащения (станков, режущих инструментов, оснастки, измерительных при­боров).

Существую следующие способы обработки резанием [2]:

– лезвийная обработка (точение, сверление, фрезерование, строгание, протягивание и др.);

– абразивная обработка (шлифование, хонингование, суперфиниширование и др.).

Лезвийная обработка выполняется режущими инструментами (резцами, сверлами, фрезами), имеющими определенную геометрию, которая образуется при их заточке. Различают одно- и многолезвийные инструменты.

Абразивная обработка производится абразивными инструментами (шлифовальными кругами, головками, сегментами, брусками), у которых роль режущих элементов играют абразивные зерна, расположенные произвольно друг относительно друга и скрепленные связкой. С целью восстановления режущей способности и формы абразивных инструментов затупившиеся абразивные зерна удаляют с их поверхности путем правки.

В результате обработки резанием на заготовке получаются поверхности определенной формы, которые можно разделить на:

– функциональные;

– вспомогательные;

– свободные.

Функциональные поверхности – это такие поверхности, с помощью которых деталь выполняет свое служебное назначение.

Вспомогательные поверхности используются для базирования детали при обработке и контроле.

Свободные поверхности соединяют функциональные и вспомогательные поверхности.

В процессе изготовления детали функциональные поверхности могут становиться вспомогательными и наоборот.

Названные выше поверхности, их форма и размеры создают основу для классификации деталей. Классификация деталей используется для разработки типовой (групповой) технологии обработки деталей по классам (валы, втулки, диски, рычаги и др.).

Независимо от формы заготовки и программы выпуска существуют определенные закономерности технологических процессов обработки резанием. Типовая схема представлена на рисунке 1.1.

Рис. 1.1. Последовательность обработки резанием

Принятая последовательность выполнения операций (переходов) должна обеспечивать требуемую точность готовой детали. Каждой технологической операции соответствует определенный диапазон квалитетов точности размеров. Так, при выполнении черновых операций, точность на каждом последующем переходе повышается на один–три квалитета, на чистовых – на один–два квалитета.

Общий припуск на обработку разбивается на межоперационные припуски. Размер припуска определяется высотой неровности, глубиной дефектного слоя и величиной пространственных отклонений поверхности на предшествующем переходе, а также погрешностью установки заготовки на выполняемом переходе. Элементарные погрешности определяются по таблицам точности [1].

Минимальные припуски на обработку служат основой для назначения глубины резания. Причем на каждом последующем переходе следует назначать глубину резания меньшую, чем на предшествующем. При невысоких требованиях к точности готовой детали (JT12–JT13) припуск снимают за один проход. Уменьшение припусков на обработку основано на повышении технического уровня изготовления заготовок (литье под давлением, высокоскоростная штамповка и др.).