Технологические процессы металлообработки, для которых характерно образование стружки, выполняются на специальном оборудовании посредством металлорежущих инструментов, придающих заготовке нужную конфигурацию. Резание металла в данном случае осуществляется следующим образом: инструменту, надежно фиксируемому на станке, сообщается поступательное движение (его скорость и траектория определяются заранее), после чего он подводится к вращающейся болванке и врезается в ее поверхность.
Нюансы определения оптимального режима резания
Конечный результат металлообработки определяется подобранными режимами резания (глубиной, подачей, скоростью и т.д.). Зная величины перечисленных параметров, можно рассчитать технологическое время, требуемое для выполнения работ, и производительность труда.
Металлообработка резанием характеризуется выделением в процессе работ теплоты, большая часть которой отводится вместе со стружкой. Оставшаяся тепловая энергия распределяется между инструментом, металлоизделием и окружающей средой. При этом теплота способна изменять химический состав, структуру и физико-механические свойства как резца, так и болванки.
Чтобы определить наиболее подходящие режимы резания, необходимо учесть следующие критерии:
- характеристики металла, из которого выполнена заготовка;
- геометрию и стойкость к износу металлорежущего инструмента;
- точность обработки;
- технические особенности станка, на котором будет производиться механообработка.
Приступать к расчетам нужно с определения глубины резания. Далее рассчитываются оптимальные величины подачи и скорости резания. Следует отметить, что толщина срезаемой с поверхности заготовки за один проход стружки и есть глубина резания, то есть этот термин подразумевает расстояние от обрабатываемой поверхности до уже обработанной. Замер данного параметра выполняется по нормали.
Скорость, с которой осуществляется главное движение в металлорежущем станке (вращение или прямолинейное перемещение режущего инструмента или обрабатываемой детали), называется скоростью резания. Подача является частью пути, за одну минуту пройденным точкой, расположенной на заготовке, по отношению к инструменту.
Рассчитав скорость резания, можно приступать к определению других режимов резания, например, частоты вращения шпинделя и мощности.
Как влияет стружкообразование на металлообработку?
Одной из характерных особенностей процесса резания металлов, как уже отмечалось, является стружкообразование и с этим вопросом следует разобраться более подробно.
Стружка бывает сливной и элементарной, скалывания и надлома. Чтобы снимаемый с поверхности заготовки слой металла соответствовал тому или иному типу, должны быть соблюдены определенные условия резания, определяемые:
- свойствами обрабатываемого металла (химическими, физическими, механическими);
- выбранными режимами металлообработки;
- конструкционным исполнением металлорежущего инструмента;
- наличием/отсутствием жидкостей, используемых для смазки и охлаждения контактирующих поверхностей.
На некоторых участках образования стружки металл может деформироваться, причем, деформация иногда затрагивает поверхностный слой обрабатываемого изделия. Последствиями этого в большинстве случаев становятся внутренние напряжения в детали и наклепы на ее поверхности, что снижает качество обработки в целом.
Процесс преобразования механической энергии в теплоту сопровождается образованием тепловых источников, оказывающих непосредственное влияние на стойкость металлорежущего инструмента к износу. Подобные явления вызывают изменения в физико-механических свойствах срезаемого и инструментального материала.
Интенсивность образования теплоты зависит от условий металлообработки (обрабатываемости металла и скорости резания), определяющими температуру в месте соприкосновения инструмента и стружки. Избыток теплоты, а также трение стружки — факторы, стимулирующие износ резца. Стоит отметить, что именно характер износа определяет наиболее подходящее конструктивное исполнение режущей части инструмента.
Смазочно-охлаждающая жидкость — важный элемент в резании металлов. Если она правильно подобрана и исправно подается в зону резания в нужном количестве, то износостойкость резца значительно возрастает, более того, улучшается качество обработки.
Эффективность металлообработки зависит, в основном, от грамотно определенных режимов резания. Чтобы сделать данный процесс более производительным и минимизировать количество образуемой стружки, необходимо изготавливать заготовки, чьи размеры приближены к тем, которые должны получиться в результате. Это также позволит уменьшить объемы черновых работ.
Перейти к списку статей >>