Как осуществляется процесс металлообработки резанием?

26 мая 2017 г.

Резание металлов является одним из видов механообработки, для которой характерно снятие с обрабатываемого изделия поверхностного слоя. Данный процесс сопровождается трением образуемого стружечного материала о поверхность металлорежущего инструмента. При этом инструмент контактирует и с зоной резания.

Резка металла — довольно сложная технологическая операция, предполагающая наличие остаточных деформаций в обрабатываемом металле и образование новых поверхностей. Основы данного процесса постоянны, изменяться может лишь режущий инструмент и схема механической обработки.

Основные характеристики данного вида механической обработки

Резание металла, как и любой другой вид металлообработки, осуществляется поэтапно. Последовательность процессов, характерных для обработки металлоизделий резанием, следующая:

• в тело металлической заготовки внедряется режущая часть инструмента;
• увеличивается давление на инструмент, за счет чего происходит отделение поверхностного слоя металла. При этом происходит остаточная деформация удаляемого слоя — стружкообразование. Из этого следует, что стружка является результатом сдвига частиц металла, возникающего тогда, когда напряжение в поверхностном металлическом слое превышает прочностные свойства металла;
• припуск постепенно превращается в стружку.

Срезание материала производится в плоскости скалывания, которая вместе с обрабатываемой поверхностью образует угол скалывания. Кстати, последний параметр определяется:

• структурой и свойствами материала заготовки;
• конструкцией металлорежущего инструмента;
• режимами обработки.

В большинстве случаев угол скалывания составляет 155°. Текстуру стружечного материала можно определить по плоскости скольжения, которая содержится у всех элементов стружки.

Остаточная деформация оказывает непосредственное влияние на внутренние слои заготовки, что нередко приводит к появлению наклепов под обработанной поверхностью. При нагреве металла в зоне резания изменяются свойства снимаемого и образуемого металлического слоя. Более того, припуск деформируется прямо пропорционально увеличению пластичности материала.

Усадка стружки зависит от конструктивных особенностей режущего инструмента. К примеру, чем больше величина радиуса при вершине резца, тем более интенсивно производится усадка. Что же касается углов инструмента, то с их увеличением, процесс усадки снижается.

Что такое наросты и как они влияют на процесс резания металлов?

Повышение температуры и давления в зоне резания приводят к преобразованию деформированных металлических частиц в наросты на передней поверхности режущего инструмента. Образуемые наросты имеют свойство расти из-за наслаиваемых частиц. Правда, увеличиваться они будут до определенного момента: пока подобное образование самостоятельно не отойдет вместе с металлической стружкой.

Наросты появляются хаотично, причем, частота их образования зависит от характеристик обрабатываемого материала, геометрии инструмента, режимов резания. Наростообразование приводит к негативным последствиям:

• ухудшается качество образуемых поверхностей, то есть неровности становятся более выраженными;
• снижается точность механической обработки резанием;
• в станке, приспособлениях, заготовке, инструменте появляются вибрации.

Исключить процесс образования наростов помогут правильно подобранные режимы резания. Стоит отметить, что при данном виде мехобработки минимальная скорость резания должна составлять 70 м/мин.