Привет студент

Большое разнообразие работ по резанию металла обусловило создание многочисленных видов металлорежущих станков. Все они были созданы в результате необходимости производить обработку различных по форме изделий пользуясь различным по конструкции инструментом; кроме того, возрастающие требования к точности и производительности обработки вызвали дальнейшее развитие и совершенствование станкостроения. Создание высокопроизводительного инструмента для резания металла явилось также мощным толчком для развития строительства быстроходных высокопроизводительных металлов режущих станков.

КЛАССИФИКАЦИЯ МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКОВ

В настоящее время промышленность располагает сотнями типов металлорежущих станков, начиная с простейших и кончая сложными полуавтоматами и автоматами. Однако все это разнообразие станков может быть представлено в виде отдельных групп, объединенных по различным признакам.

Разметкой называется операция нанесения на обрабатываемую заготовку линий, определяющих контуры детали или места обработки. Разметку на заготовке производят в соответствии с чертежом готовой детали.

В зависимости от выполняемых операций по разметке пользуются различным разметочным инструментом и приспособлениями.

На разметочной плите устанавливают заготовки для нанесения на них линий контуров и мест, подлежащих обработке. Разметочные плиты отливают из чугуна и они имеют тщательно обработанную поверхность. Установку заготовок на плите производят при помощи специальных домкратиков и подкладок. Для удобства пользования плитой и предохранения ее обработанной поверхности от порчи плиту периодически протирают графитовым порошком, а после окончания работы прикрывают деревянным футляром.

ОСТРАЯ ГИПОКСИЯ

Как известно, в основе жизни лежат процессы обмена веществ. У человека и животных эти процессы представляют собой окисление белков, жиров и углеводов пищи кислородом, поступающим в организм из атмосферного воздуха в процессе дыхания. В отличие от жиров, углеводов и белков, запасы которых в организме относительно велики, организм располагает лишь крайне малым запасом О₂. Последнее и определяет необходимость практически непрерывного поступления в организм О₂ из окружающей среды.

Обработку металлов резанием можно производить вручную или на станках; ручная обработка металла резанием называется слесарной обработкой.

Надлежащая форма детали получается при слесарной обработке так же, как и при станочной, — путем последовательного удаления с заготовки слоев металла в виде стружки.

Основными видами слесарных работ являются разметка, рубка, резка, опиловка, ручное сверление, развертывание, нарезание резьбы, шабрение и притирка, а также правка и холодная клепка.

Толщину слоя металла, подлежащего удалению при обработке резанием, называют припуском на обработку.

Соответствие детали заданным размерам определяют измерительным инструментом.

Заготовки для слесарной обработки получают ковкой или отливкой; в некоторых случаях слесарной обработке могут подвергаться заготовки, полученные станочной обработкой.

Заготовки, поступающие для слесарной обработки, должны быть проверены в отношении размеров припусков, а также в отношении их качества: заготовки не должны иметь трещин, пленок, газовых и усадочных раковин; заготовки из чугуна не должны иметь отбеленных поверхностей; сварные заготовки не должны иметь пороков по сварке.

Скоростным резанием называют резание со скоростями, при которых полностью используются режущие свойства твердого сплава. Сущность процесса скоростного резания металлов заключается в использовании теплоты резания как фактора, облегчающего резание.

При скоростном резании в качестве материала для резцов применяют твердые сплавы, напаиваемые в виде пластинок на державки из углеродистой стали или закрепляемые механически.

Передние углы у резцов для скоростного резания могут быть положительными или отрицательными. Так, например, Г. С. Борткевич применяет резцы с заточкой, показанной на фиг. 407, а. Как видно из чертежа, отрицательный передний угол резца дается только на фаске размером 1,5 мм и составляет—2°. П. Б. Быков, добившийся скорости резания 800 м/мин и больше, применяет резцы с небольшим положительным передним углом (фиг. 407, б).

Процесс резания металла сопровождается выделением тепла, которое происходит главным образом в результате: 1) внутреннего трения частиц деформируемого резцом металла, 2) трения стружки о переднюю грань резца и 3) трения резца об обработанную поверхность.

Это тепло идет на нагрев резца (около 20%), стружки (около 70%), детали и окружающего воздуха (около 10%). Резец получает максимальный нагрев на рабочей части; нагрев кромки резца может достигать 800°. В результате нагрева материал резца утрачивает твердость и резец теряет свои режущие свойства.

Для каждого материала, применяемого для изготовления резцов, существует предельная температура нагрева, превышение которой ведет к утрате инструментом режущих свойств. Предельные температуры нагрева металла резцов приведены на стр. 386.

Затупление резца происходит не только из-за понижения его твердости вследствие нагрева, но также и вследствие механического износа: лезвие резца закругляется, выкрашивается. Затупление резца вследствие нагрева иногда называют тепловым износом.

Износ резцов из углеродистой стали характеризуется закруглением режущей кромки, сопровождающимся резким повышением мощности резания; износ резцов из твердых сплавов проявляется в выкрашивании материала на лезвии резца и появлении на обработанной поверхности блестящей полоски.

Притупление резца сопровождается увеличением размера обработанной детали, т. е. уменьшает точность обработки.

Тепловой износ может быть сильно снижен применением охлаждения резца в процессе работы.

Для охлаждения можно применять воду или эмульсию (раствор мыла в воде, 5%-ный раствор каустической соды в воде и др.). При заданной стойкости режущего инструмента рекомендуется подавать 10—13 л/мин охлаждающей жидкости.

Скорость резания является основным показателем производительности металлорежущих станков, поэтому для выявления рационального режима обработки необходимо прежде всего установить влияние основных факторов на величину скорости резания.

Установлено, что на скорость резания оказывают влияние следующие основные факторы: свойства обрабатываемого металла, материал режущего инструмента, площадь сечения стружки (среза), подача, глубина резания, температура резания, охлаждение резца, стойкость резца и геометрические параметры режущей части инструмента.

Выявление характера свойств обрабатываемого материала удобно проследить, пользуясь формулой, выражающей мощность резания:

Если принять мощность за постоянную величину, то очевидно, что скорость резания будет тем больше, чем меньше сила резания.

Отсюда следует, что при установленной зависимости между силой резания и свойствами обрабатываемого материала молено выявить и характер влияния свойств обрабатываемого материала на скорость резания.

Первые исследования процесса образования стружки были сделаны И. А. Тиме; они относятся к 60-м годам минувшего столетия и до сих пор не утратили своей ценности. Работы И. А. Тиме были расширены и развиты К. А. Зворыкиным (1899 г.) и другими русскими исследователями.

Рассмотрим процесс образования стружки.

Закрепив металлический брусок 1 (фиг. 403, а) и установив резец 2 на определенную глубину t, приложим к резцу силу Р по направлению, параллельному поверхности бруска 1.

Резец под действием силы Р при перемещении врезается в обрабатываемый металл и сжимает часть металла. При этом сжатии возникает скалывающее напряжение в плоскости, параллельной к определенному направлению аа. Когда это напряжение достигает определенного значения, происходит скалывание элемента 1 (фиг. 403, 6 и в). При дальнейшем перемещении резца происходит скалывание элемента 2, затем 3, 4 и т. д.

В процессе резания вязких металлов отдельные элементы стружки под действием больших давлений сцепляются между собой, образуют непрерывную стружку, гладкой стороной обращенную к резцу и шероховатой наружу. При обработке хрупких металлов такого соединения между элементами стружки не наблюдается, и стружка отделяется от обрабатываемого образца в виде отдельных кусков.

Получение из заготовки детали требуемой формы и размеров посредством снимания с заготовки слоев металла в виде стружки осуществляется различным режущим инструментом.

Основной формой всякого режущего инструмента является клин, простейшим режущим инструментом — резец.

В процессе обработки металла резанием различаются два основных движения — движение резания и движение подачи.

Движением резания, или главным движением, называют движение, при котором происходит отделение стружки; движение, при котором происходит перемещение режущего инструмента по отношению к обрабатываемому предмету, называют движением подачи. По отношению к обрабатываемому предмету подача может быть продольной, поперечной, вертикальной, круговой. Движение подачи может осуществляться перемещением режущего инструмента или обрабатываемого предмета.

Под обработкой металлов резанием следует понимать такой вид их обработки, при котором заготовка получает требуемую форму и размеры в результате удаления с нее слоев металла в виде стружки.

Обработка металла резанием может быть ручной и механизированной. Ручную обработку объединяют с некоторыми работами монтажного характера под общим наименованием «слесарные работы». Механизированную обработку производят на различных металлорежущих станках и называют станочной обработкой.

Первый в мире станок с супортом был построен при Петре I русским механиком А. К. Нартовым. В Англии станок с супортом был построен приблизительно через 100 лет. Нартов построил станки для обточки орудийных цапф и для удаления прибылей отливок. Другим механиком петровского времени — Батищевым был построен шлифовальный и полировальный станок, применявшийся «для обдирания наружности стволов». В развитии станкостроения большие заслуги принадлежат М. В. Ломоносову, создавшему лобовой станок.

В развитии науки об обработке металлов резанием заслуги русских ученых исключительно велики. Начало теоретическим изысканиям в этой области положено русским исследователем И. А. Тиме в его трудах, опубликованных в России в 1870—1887 гг. и широко известных в переводах за границей. И. А. Тиме является признанным основоположником учения о резании металлов. Свой труд «Сопротивление металлов и дерева резанию» он впервые опубликовал в 1870 г. Продолжателями работ И. А. Тиме являются К. А. Зворыкин и преподаватель Михайловской артиллерийской академии А. А. Брике. Особенно велики заслуги Я. Г. Усачева — выдающегося научного деятеля, вышедшего из народа. Глубокий экспериментатор и ученый-практик, Усачев разработал методы исследования процесса резания, которыми пользуются и в настоящее время, В частности, Я. Г. Усачевым впервые создана термопара для определения температуры режущей кромки резца.