Технологические процессы обработки металлов, сопровождающиеся стружкообразованием, требуют наличия специального металлорежущего станка и инструмента, ведь только с их помощью болванке можно придать нужную форму и размер. Суть процесса механической обработки проста: режущий инструмент надежно закрепляется на станке, рабочие органы которого производят движения по заранее установленной траектории с оптимальной скоростью и силой.
Как определить подходящий режим резания для конкретного случая?
Режимы резания являются одним из основных моментов, определяющей результат металлообработки. К нему относится скорость резания инструмента, глубина и подача. В зависимости от этих показателей можно вычислить основное технологическое время, необходимое для механообработки, а также такой важный параметр, как производительность труда.
Процесс резания сопровождается образованием тепловой энергии. Большая часть тепла (практически 80 процентов) отводится вместе со стружкой. Оставшиеся 20 процентов делятся между режущим инструментом, обрабатываемой деталью, окружающей средой. Тепловая энергия имеет свойство изменять технические и эксплуатационные способности резца заготовки.
Для обработки определенного изделия режимы резания рассчитываются согласно эмпирической формуле. При этом учитывается ряд параметров:
- свойства материала, подвергаемого механической обработке;
- конструкционные особенности режущего инструмента и его нормативная стойкость;
- требуемая точность механообработки;
- характеристики станочного оборудования.
Выполнение расчетов начинается с того, что определяется наибольшая глубина резания. После этого можно приступать к расчетам оптимальных значений подачи и скорости резания.
Под глубиной резания подразумевают толщину стружки, образуемой после одного прохода. Другими словами, это расстояние от обработанной до обрабатываемой поверхности, замер которого осуществляется по нормали.
Скоростью резания называют скорость, с которой инструмент/болванка выполняют главное движение. Подача же — это отрезок пути, пройденного за минуту времени точкой, которая находится на обрабатываемой поверхности относительно режущего инструмента.
Произведя расчеты скорости резания, специалисты переходят к определению частоты вращения шпинделя. Данный параметр измеряется в оборотах в минуту. Зная скорость и силу резания, можно определить оптимальное значение мощности.
Стружкообразование — неотъемлемая часть процесса резания металлов
Как было отмечено ранее, процесс резания металлов сопровождается стружкообразованием. Получаемая стружка делится на сливную, элементарную, скалывания, надлома. Образование того или иного вида снимаемого слоя металла определяется разными условиями резания:
- химическими, физическими, механическими характеристиками металла, подвергаемого механообработке;
- режимами резания;
- конструкционными особенностями режущего инструмента;
- наличия СОЖ и т.д.
Следует отметить, что в отдельных зонах стружкообразования имеет место деформация металла, охватывающая поверхностный слой обработанного изделия. За счет нее возникают наклепы и внутренние напряжения, а это негативно сказывается на общем качестве детали.
При переходе механической энергии в энергию тепла появляются так называемые тепловые источники, от которых зависит износостойкость режущего инструмента. Эти явления являются причиной изменения физических и механических свойств срезаемого и поверхностного металлического слоя, а также прочностных характеристик инструмента.
Интенсивность теплообразования определяется условиями обработки металлов, а именно скоростью резания и обрабатываемостью поверхности. От этих показателей будет зависеть температура в месте контакта стружки и резца.
Избыточное тепло и трение стружки об инструмент приводят к ускоренному износу последнего. При этом именно по характеру износа выбирается оптимальная геометрия режущей части инструмента.
Не менее значимой является роль смазочно-охлаждающей жидкости в процессе металлорезания. Правильный выбор СОЖ и умеренная подача в зону резания способствует увеличению износостойкости инструмента и улучшению качества обработки.
Из всего вышеперечисленного становится понятно, что эффективность резания металлов диктуется грамотно рассчитанными режимами резания, которые учитывают множество аспектов. Повысить производительность работ и снизить стружкообразование возможно за счет использования методов изготовления заготовок, обеспечивающих размеры, которые максимально приближены к размерам готовых деталей. За счет этого можно минимизировать черновые работы.
Перейти к списку статей >>
