Что такое резание материалов кратко

Обновлено: 04.07.2024

Обработка металлов резанием активно используется во многих отраслях, в наибольшей степени – в машиностроении, где является важной и дорогостоящей частью процесса. Это объясняется высокими требованиями, которые предъявляются к изделиям: они должны быть безупречны с точки зрения качества и геометрической точности.

Обработка резанием этим требованиям вполне удовлетворяет, позволяя создавать уникальные высокоточные детали. Именно поэтому уже много лет она не теряет своей популярности.

Как происходит обработка?

Резание металла – это процесс, при котором специальным режущим инструментом с обрабатываемой заготовки снимается слой металла с целью придания ей необходимой формы.

Если учесть, что существует великое множество разнообразных деталей, отличающихся по целому ряду своих характеристик, то не вызовет удивления тот факт, что для работы с ними требуются совершенно разные методы и станки. Для каждой детали предполагается своя технология. Так, основными методами обработки металлов резанием являются:

• точение;
• сверление;
• фрезерование;
• строгание;
• долбление;
• шлифование.

А использующиеся при этом станки, как правило, носят названия применяемых методов (точильный, фрезеровальный, долбежный и т. д.).

На станках устанавливаются различные инструменты, с помощью которых и выполняется процедура обработки. Они должны значительно превосходить обрабатываемый металл по твердости и прочности, их режущие края должны быть острыми. Инструменты, как и заготовки, перед началом работы закрепляются на станке с помощью специальных приспособлений.

В процессе обработки металла образуется много отходов (порядка 20% стружки), что не слишком хорошо с экономической точки зрения. Однако зачастую отказаться от резания не представляется возможным ввиду его универсальности, низкой энергозатратности, высокой точности изделий, большого выбора оборудования и т. д.

Как можно обрабатывать металл резанием?

Обработку резанием можно осуществить несколькими методами. Они ориентированы на разные по форме изделия и имеют разные цели. Основные способы обработки металлов резанием:

• Точение. Выполняется с помощью станка, на котором установлен резец (например, токарный). Процесс работы выглядит так: обрабатываемое изделие совершает вращательное движение вокруг своей оси, а в это время резцом снимается нужный слой металла. Точение применяют для цилиндрических, конических и торцевых поверхностей (и наружных, и внутренних).
• Сверление. Выполняется на станках с установленным сверлом. Легко догадаться, что сверление предназначено для того, чтобы проделывать в деталях отверстия. Деталь прочно зажимается в тисках, и в ней просверливается отверстие нужного диаметра, при этом диаметр определяется размером сверла. Между тем сверла различаются не только размером, но и формой: есть сверла спиральные, перовые, центровочные и другие, каждое для своих целей.
• Фрезерование. Требует специального оборудования, на котором установлена фреза – инструмент с резцами. Фреза совершает вращательное движение, а заготовка, закрепленная на столе, движется продольно. Фрезеровка может быть горизонтальной, вертикальной и диагональной, в зависимости от того, как будут закреплены заготовка и фреза. Существуют и компактные ручные электрические фрезеры, которые при необходимости могут использоваться где угодно, не привязывая мастера к станку. Правда, и возможностей у них гораздо меньше.
• Строгание. Для него необходим строгальный станок (их существует несколько видов: строгально-долбежный, поперечно-строгальный, продольно-строгальный и т. д.). Обрабатывают на них преимущественно рамы, штанги, станины и т. п. Резцы могут использоваться прямые и изогнутые. Прямые наиболее просты в применении, но не позволяют добиться высокой точности. Изогнутые резцы высокоточны, и поэтому являются предпочтительными, и распространены больше.
• Долбление. Необходим долбежный станок. Резец совершает прямолинейное возвратно-поступательное движение, а перпендикулярно ему двигается заготовка. Применяется по большей части для плоских поверхностей с небольшой высотой. С помощью долбления, например, можно получить зубчатые колеса достаточно неплохих степеней точности.
• Шлифование. Для него необходим станок со шлифовальным кругом. Шлифовальный круг крутится, а заготовка получает круговую, продольную или поперечную подачу. Шлифование позволяет получить деталь потрясающей точности, следует лишь учитывать в работе ряд особенностей процесса, таких как нагревание детали во время обработки, устойчивость станка (отсутствие сильных вибраций), глубина резания и т. д.

Выводы

Обработка металла резанием, несмотря на свой недостаток в виде большого количества отходов, продолжает активно использоваться в различных производственных отраслях.

При резании подвергается деформации форма детали без воздействия на структуру материала, режущий инструмент работает лишь с поверхностью изделия. Если прибавить к этому универсальность, высокоточность и другие плюсы, то они, несомненно, перекроют имеющиеся минусы. Поэтому можно с уверенностью заявить, что, несмотря на появление новых технологий обработки металла, обработка резанием сдаст свои позиции еще очень нескоро.

ОБРАБО́ТКА МЕТА́ЛЛОВ РЕ́ЗАНИЕМ, про­цесс от­де­ле­ния (сре­за­ния) с ме­тал­лич. за­го­тов­ки (де­та­ли) по­верх­но­ст­но­го слоя (при­пус­ка) в ви­де струж­ки при по­мо­щи ре­жу­ще­го ин­ст­ру­мен­та. При­ме­ня­ет­ся для при­да­ния де­та­лям за­дан­ных форм и раз­ме­ров, обес­пе­че­ния точ­но­сти и ка­че­ст­ва об­ра­бо­тан­ных по­верх­но­стей, а так­же для уда­ле­ния не­ка­че­ст­вен­ных или за­гряз­нён­ных сло­ёв ма­те­риа­ла. О. м. р. – со­во­куп­ность взаи­мо­свя­зан­ных про­цес­сов струж­ко­об­ра­зо­ва­ния (в ре­зуль­та­те разл. де­фор­ма­ций), об­ра­зо­ва­ния об­ра­бо­тан­ных по­верх­но­стей и из­на­ши­ва­ния ра­бо­чих по­верх­но­стей ре­жу­щих ин­ст­ру­мен­тов, со­про­во­ж­даю­щих­ся боль­шим те­п­ло­вы­де­ле­ни­ем. Осн. спо­со­бы О. м. р. – то­че­ние, стро­га­ние , свер­ле­ние , раз­вёр­ты­ва­ние , про­тя­ги­ва­ние , фре­зе­ро­ва­ние , шли­фо­ва­ние , хо­нин­го­ва­ние ; ха­рак­те­ри­зу­ют­ся разл. дви­же­ния­ми ин­ст­ру­мен­та и об­ра­ба­ты­вае­мой за­го­тов­ки, обес­пе­чи­ваю­щи­ми пе­ре­ме­ще­ние ин­ст­ру­мен­та от­но­си­тель­но за­го­тов­ки, не­пре­рыв­ный или мно­го­крат­ный съём при­пус­ка об­ра­ба­ты­вае­мо­го ма­те­риа­ла пу­тём об­разо­ва­ния струж­ки, а так­же кон­ст­рук­тив­ны­ми осо­бен­но­стя­ми ре­жу­щих ин­ст­ру­мен­тов. О. м. р. осу­ще­ст­в­ля­ет­ся лез­вий­ны­ми или аб­ра­зив­ны­ми ре­жу­щи­ми ин­ст­ру­мен­та­ми пре­им. на ме­тал­ло­ре­жу­щих стан­ках .

Обработка металлов резанием: сущность и назначение процесса, способы обработки, оборудование и инструмент для резания, виды основные конструктивные элементы.

Обработка металлов резанием представляет собой технологическую операцию или комплекс операций над заготовкой с целью получения детали необходимых конфигурации, размеров и параметров.

Обработка резанием выполняется на заготовках из черных и цветных металлов, обладающих определенными физико-механическими свойствами. Для обработки заготовки применяют разные виды резания.

Выбор конкретного зависит от свойств заготовки, конфигурации будущей детали и типа операции, которую необходимо выполнить. Только правильно подобранные способы позволят получить изделие с необходимыми характеристиками.

Сущность и назначение процесса резания металлов

Процесс резания – взаимодействие режущего инструмента с заготовкой, при этом отделяется слой материала в виде стружки или металлической пыли. Операции осуществляют следующими способами:

1. Лезвийным. Выполняется с помощью плашек, сверл, резцов, метчиков, фрез и т. д. на металлорежущих станках соответствующего типа.
2. Абразивным. Здесь задействованы шлифовальные круги, шкурки, пасты и др. материалы. Операции выполняются вручную или с помощью специального станочного оборудования, предназначенного для таких целей.
3. С применением специальных сред физико-химического типа. К ним относят плазменную, лазерную, электролитическую и др. виды обработки металла.

Резание металлов – это процесс сложный, он представляет собой последовательное деформирование и разрушение срезаемого материала. Удаляемый слой металла превращается в стружку, при этом принято различать тип стружки:

• сливная (образуется при резании металлов, относящихся к пластичным);
• скалывающаяся (при резании металлов средней твердости);
• надломленная (при обработке металлов, склонных к охрупчиванию).

На вид стружки влияние оказывает не только обрабатываемый металл, но и применяемый инструмент, его геометрия, условия и режим резания, а также квалификация станочника.

Заготовки из металла поступают на обработку резанием с определенной величиной припуска. Он представляет собой тот слой, вернее, его величину, которая будет удалена в процессе совершения операции выбранным методом обработки.

Обычно устанавливается в конструкторской документации. Для снятия совершают установочные и вспомогательные движения рабочим органом металлорежущего станка.

Установочные действия выполняют для закрепления рабочего органа по отношению к металлической заготовке, а с помощью вспомогательных двигают его. Рабочие движения делят на 2 вида: главное и подачи.

Осуществляя первый вид, выполняют снятие стружки, а вторым передвигают инструмент обработки вдоль оси.

Основные способы обработки металлов

Обработку резанием выполняют на машиностроительном оборудовании, где применены такие способы снятия стружки:

Долблением на специальном станке, который и называется долбежным. Для выполнения операции необходим резец соответствующей конструкции. Он в процессе выполнения операции совершает движение возвратно-поступательного прямолинейного типа.

Виды резания разные, технология проведения работ зависит от технологического процесса, а качество – от применяемого инструмента и квалификации станочника. Методы обработки выбираются в зависимости от конструктивных показателей, которые предъявляются к детали. Операции могут выполняться с помощью одного конкретного рабочего органа, а в некоторых случаях понадобится их комбинация.

Применяемое оборудование и инструменты для резания

Как было отмечено, оборудование отличается по типу применяемого металлорежущего инструмента. Выпускается оно в большом ассортименте российскими и зарубежными компаниями, подбирают его в зависимости от вида работ, которые планируют выполнять. Многие из них являются универсальными, т. е. предназначены для выполнения ряда разного типа операций.

При работе на металлорежущих станках используют метчики, сверла, развертки, резцы, долбежки, плашки, инструмент фасонного типа и др. Правильный подбор режущего инструмента имеет значение.

От технических характеристик зависит производительность труда, качество выпускаемой продукции и срок эксплуатации. К рабочей поверхности предъявляются требования, которые включают в себя прочностные свойства, способность не изнашиваться и поддаваться повторной или многократной заточке, выдерживать нагрев.

Инструмент для обработки металлов резанием используют не только компании, выпускающие продукцию разного назначения, но и любители мастерить своими руками.

Конструктивные элементы режущего инструмента

Инструмент для выполнения резательных операций на машиностроительных станках состоит из рабочей части (в некоторых случаях совмещается с калибрующей) и присоединительной.

Первая часть выполняет режущие операции. Она срезает припуск или выполняет отверстия. Может иметь один или несколько режущих элементов включая разные по назначению и форме. От геометрических характеристик режущей части зависит точность изготовления детали. Указывается в паспортных данных на конкретный вид.

Присоединительная часть рабочего органа может быть цельной, сборной или комбинированной. Это зависит от материала, из которого он изготовлен, и его характеристик. Комбинированные и составные режущие инструменты, как правило, изготавливают с целью понижения стоимости на приобретение.

На видео представлен процесс сверления множества отверстий с автоматической подачей заготовки.

Просим тех, кто режет металл на каком-либо оборудовании, специализированных станках, приспособлениях, поделиться опытом и в комментариях к тексту рассказать о нюансах и приемах работы.

Как выбрать и купить фрезерно-гравировальный станок с ЧПУ

1. Общие сведения о резании металлов

Pезание - это наиболее сложный процесс обработки материалов. При резании снимается слой материала (стружка) и образуются как по конфигурации, так и по физическим свойствам новые поверхности деталей. Наивыгоднейшей формой режущего инструмента является клин, с определенными геометрическими параметрами. Срезание клином слоя материала сопровождается различными физико-химическими явлениями:

1) Возникает сложное напряженное и деформированое состояния материалов в зоне резания. Имеют место все виды упругих и пластических деформаций- сжатие, растяжение и сдвиг. Пластические деформации и напряжения достигают очень больших величин. Происходит хрупкое и вязкое разрушения материала.

2) Создается неоднородное температурное поле. В зоне контакта температура достигает 1000-1500 С. Имеют место сложные схемы теплопередачи и теплообмена.

3) Помимо сухого и граничного трения в контактных областях происходит трение неокисленных (чистых, ювенильных) поверхностей при очень больших удельных давлениях и высокой температуре.

4) В определенных условиях на передней поверхности инструмента происходит образование нароста.

5) После обработки поверхности слой деталей имеет различную высоту микронеровностей, возникают упрочнение (наклеп) материала и остаточные напряжения.

6) Применение смазочно-охлаждающих веществ сопровождается сложными физико-химическими явлениями: окислением, конвективным теплообменом, образованием пленки, адсорбцией, диспергированием, коррозией и т.п.

7) Появляются вибрации в технологической системе - вынужденные и автоколебания.

Все вышеперечисленные явления находятся в определенной взаимозависимости. Для управления различными видами механической обработки необходимо иметь четкое качественное и количественное описание всех перечисленных явлений, необходимосоздать механическую и физическую модель процесса резания.

Первые научные исследования процесса резания были проведены русским ученым И.А.Тиме и изложены им в монографии "Сопротивление металлов и дерева резанию" (1870г.). Предложенная им элементарная механическая схема стружкообразования (рис. 1) была первой попыткой дать качественное описание процесса отделения срезаемого слоя от заготовки. И.А.Тиме считал, что резание является процессом последовательного скалывания отдельных элементов по "плоскости скалывания" (рис.1.). При этом предполагалось, что:

а) вся деформация концентрируется в очень узкой области (плоскости ВС), в которой происходит мгновенное разрушение материала - скалывание;

б) силы трения отсутствуют;

в) деформирования подрезцового слоя не происходит.

Рис.1. Схема стружкообразования по И.А.Тиме (1870г.)

И.А.Тиме впервые предложил классификацию стружек, дал наименование углам резца, ввел понятие о "коэффициенте усадки стружки", показал, что закономерности стружкообразования едины для всех видов обработки резанием.

Читайте также:

  
• Почему монголов называли татарами кратко
  
• Если родитель инвалид 2 группы какие льготы имеют дети в школе
  
• Сумо сегодня как развивается кратко
  
• Школа дизайна парсонс что надо закончить чтобы поступить туда
  
• Почему о ядре говорят как о сложной системе кратко