Что называют главным движением резания

Движения в металлорежущих станках

Содержание

Для обработки деталей рабочим органам металлорежущих станков необходимо сообщить определенный, иногда довольно сложный комплекс движений. Все движения могут быть подразделены на три вида: основные, вспомогательные и взаимосвязанные.

1. Основные движения в станках (движения резания, движения подачи)

Для обработки деталей рабочим органам металлорежущих станков необходимо сообщить определенный, иногда довольно сложный комплекс движении. Все движения могут быть подразделены на три вида: основные, вспомогательные и взаимосвязанные.

К основным отнесены те движения, которые осуществляют процесс непрерывного снятия стружки с обрабатываемой детали. Основные движения делятся на движения резания и движения подачи.

Движение резания

Движение резания непосредственно обеспечивает процесс снятия слоя металла в виде стружки. Это движение в большинстве случаев сообщается инструменту, в некоторых случаях обрабатываемой детали, а иногда детали и инструменту одновременно. Движение резания всегда осуществляется от механического привода.

Движение подачи

Движение подачи обеспечивает непрерывность процесса снятия стружки. Движение подачи также может сообщаться инструменту, детали или тому и другому одновременно. У современных станков в подавляющем большинстве случаев движения подач также осуществляются принудительно от механического или гидравлического привода. Ручные перемещения рабочих органов иногда используются при обработке деталей как движение подачи, однако, поскольку эти движения в основном предназначены для установочных перемещений режущего инструмента или детали, они условно отнесены к группе вспомогательных движений.

1. Вспомогательные движения

Эта группа движений весьма обширна. В нее входят все виды движений, которые непосредственно не участвуют в процессе резания, но необходимы для подготовки станка к работе, управления рабочими органами станка, автоматизации обработки деталей и т. п.

Движения для настройки станка на заданные режимы резания в большинстве случаев осуществляются от руки, однако у ряда современных станков, как, например, у токарно-винторезного станка модели 1К620, для изменения скорости вращения шпинделя имеется механизированный привод.

Движения для наладки станка в соответствии с размерами и конфигурацией обрабатываемой детали включают установочные и быстрые перемещения, а также повороты рабочих органов станков.

Движения управления станком в процессе работы необходимы для включения, выключения и реверсирования приводов движения и подачи, для управления приводами взаимосвязанных движений и для управления вспомогательными приводами станка.

В ряде станков имеются встроенные приводы, обеспечивающие движения соответствующих рабочих органов для подачи и зажима со пруткового материала или штучных заготовок.

3. Взаимосвязанные движения

В некоторых случаях механической обработки получение заданной формы и конфигурации поверхностей детали достигается введением дополнительных движений, имеющих определенную строгую кинематическую связь с основными движениями станка — движением резания и движением подачи. Эти движения требуют особой настройки и поэтому в общем случае их следует называть взаимосвязанными. В зависимости от характера и назначения взаимосвязанные движения могут быть подразделены на пять видов.

Движение обкатки или огибания используется в специализированных станках для нарезания всех видов зубчатых колес, червяков, шлицевых валов и других аналогичных деталей. Движение обкатки иногда имеет кинематическую связь только с движением резания (нарезание прямозубых цилиндрических колес на зубофрезерном станке), иногда только с движением подачи (нарезание прямозубых колес на зубодолбежном станке), а в отдельных случаях (нарезание косозубых колес на зубофрезерном станке) имеет связь и с движением резания и с движением подачи.

Движение образования винтовой поверхности применяется при нарезании резьбы резцом на токарно-вннторезных станках и при фрезеровании резьбы и винтовых канавок на резьбофрезерных или универсально-фрезерных станках. При нарезании резьбы резцом на токарном станке движение образования винтовой поверхности кинематически связано с движением резания, а при фрезеровании резьбы — с круговой подачей обрабатываемой детали.

Движение образования архимедовой спирали необходимо при нарезании торцовых резьб на токарных станках. Оно связано с движением резания.

Движение образования сложных поверхностей используется при обработке конусов на токарных станках моделей 163 и 1К620 и для всех видов копировальных работ.

Движение деления может иметь особую связь с основными движениями, обеспечивая делительные повороты обрабатываемой детали на необходимый угол в определенные периоды работы станка. В некоторых случаях движение деления имеет связь не с основными, а со вспомогательными движениями.

Источник

Движения для осуществления процесса резания

и схема обработки

Для осуществления процесса резания рабочим органам станка сообщаются необходимые движения. Различают следующие движения рабочих органов:

резания, установочные и вспомогательные.

Движение подачи обеспечивает непрерывность врезания режущего лезвия инструмента в новые слои металла. Движение подачи (на рис.57 обозначено буквой D_s) также может быть различным по направлению и по характеру.

Установочныедвижения обеспечивают положение инструмента относительно заготовки, при которой с неё снимается определенный слой материала (движение врезания или наладочное).

Вспомогательныедвижения, не имеют непосредственного отношения к процессу резания (транспортировка и закрепление заготовки и инструмента, быстрые перемещения рабочих органов, переключения скоростей резания и подачи и т.п.).

Для проектирования любого процесса резания необходимо составить схему обработки, которая представляет собой условное изображение заготовки, её установки и закрепления на станке, закрепление и расположение инструмента относительно заготовки, а также векторы движений резания, примеры схем обработки показаны на рис.57.

Рис. 57. Примеры изображения схемы обработки заготовок:

а) точением; б) сверлением; в) фрезерованием; г) шлифованием.

Режим резания и геометрия срезаемого слоя

Рассмотрим элементырежимарезания на примере процесса точения (Рис.58).

Рис.58. Элементы режима резания и геометрия

срезаемого слоя при точении.

Глубинойрезания (t) называют кратчайшее расстояние между обрабаты-ваемой и обработанной поверхностями заготовки. Глубина резания измеряется в миллиметрах и определяется в нашем примере по формуле:

Подачей (S) — называют путь точки режущей кромки инструмента в направлении подачи за один оборот заготовки (мм/об) при точении или за одну минуту (мм/мин) при фрезеровании.

К параметрам режима резания относят также основное (технологическое) время обработки: время, затрачиваемое непосредственно на процесс резания:

мин, где L = l + y + y₁ — путь режущего инструмента в направлении

Источник

Основные понятия теории резания

Изучить лекцию и написать краткий конспект

Тема: Общие сведения об обработке металлов резанием

Основные понятия теории резания

Сущность технологии изготовления деталей машин состоит в последовательном использовании различных технологических способов воздействия на обрабатываемую заготовку для придания ей необходимой формы и размеров с указанной точностью. Одним из таких способов является механическая обработка заготовок резанием на металлорежущих станках.

Обработка резанием (рис. 2.1) заключается в проникновении лезвия инструмента с режущей кромкой 3 в материал заготовки 2 с последующим отделением определенного слоя материала в виде стружки 4. Лезвие инструмента 1 представляет собой клинообразный элемент.

На рабочей части инструмента может располагаться одно или несколько лезвий (клиньев) определенной формы. Режущий инструмент с заданным числом (одно, два, три и т.д.) лезвий установленной формы называют лезвийным инструментом, а обработку таким инструментом — лезвийной обработкой (рис. 2.2).

Слой материала заготовки, деформированный и отделенный в результате обработки резанием, называется стружкой. Обработка резанием заключается в срезании с обрабатываемой заготовки некоторой массы металла, специально оставленной на обработку и называемой припуском. Припуск может удаляться одновременно с нескольких поверхностей заготовки или последовательно с каждой обрабатываемой поверхности. После срезания с заготовки всего припуска, оставленного на обработку, исходная заготовка прекращает свое существование и превращается в готовую деталь.

Срезанная с заготовки стружка является побочным продуктом (отходом) обработки материалов резанием. Пластическое деформирование и разрушение материала припуска с превращением его в стружку протекает при резании в специфических условиях, характерных только для обработки материалов резанием. Таким образом, типичным признаком обработки резанием является стружка.

Рис. 2.1. Схема обработки резанием:

1 — лезвие инструмента; 2 — заготовка; 3 — режущая кромка; 4 — стружка; А_γ — передняя поверхность лезвия инструмента; А_α — задняя поверхность лезвия инструмента; υ — скорость резания

Рис. 2.2. Процессы обработки резанием:

а — точение; б — фрезерование; 1 — обрабатываемая поверхность; 2 — поверхность резания; 3 — обработанная поверхность; Dr. — направление движения резания; Ds — направление движения подачи; υ — скорость резания; t — глубина резания; α — задний угол; γ — передний угол

Все способы и виды обработки, основанные на срезании припуска и превращении материала в стружку и подчиняющиеся общим закономерностям, можно объединить термином «резание материалов». Способы разделения материалов на части, при которых стружка не образуется (например, разрезка ножницами), к обработке резанием не относятся. Условия деформирования обрабатываемого материала и образования новых поверхностей при разрезке ножницами не подчиняются закономерностям теории резания материалов.

Элементы резания

Поверхности заготовок, срезаемые за каждый проход инструмента, называют обрабатываемыми поверхностями 1 (см. рис. 2.2), а поверхности заготовок, вновь образуемые во время очередного прохода инструмента, — обработанными поверхностями 3. Промежуточную поверхность, временно существующую в процессе резания между обрабатываемой и обработанной поверхностями, принято называть поверхностью резания 2.

Глубина резания. Чтобы срезать слой материала, оставленный на заготовке как припуск на обработку, глубина проникновения лезвий инструмента в материал должна быть равна припуску. В этом случае припуск срезается за один проход инструмента. Если припуск большой, то его срезают за два прохода и более. Глубину проникновения лезвий инструмента в материал заготовки во время каждого прохода называют глубиной резания. Эту величину обозначают буквой t и измеряют в миллиметрах.

В большинстве случаев при обработке материалов резанием глубина резания t определяется как расстояние между обрабатываемой и обработанной поверхностями, измеряемое в направлении, перпендикулярном обработанной поверхности (см. рис. 2.2). Например, при точении глубина резания t=(D-d)/2, где при наружной обточке D и d — соответственно диаметры обрабатываемой и обработанной поверхностей, а при внутренней обработке, наоборот, D и d — соответственно диаметры обработанной и обрабатываемой поверхностей.

Главное движение резания и движение подачи. Процесс резания возможен только при непрерывном относительном перемещении заготовки и режущего инструмента. Эти движения выполняют и сообщают заготовке и инструменту исполнительные механизмы станков. При этом движения могут быть сообщены одновременно, последовательно, а также только одному из элементов — инструменту или заготовке.

Механизмы сообщают исполнительным органам станков только два простейших движения — вращательное и прямолинейное поступательное. Различные сочетания и количественные соотношения этих движений лежат в основе всех видов обработки материалов резанием.

Поступательное или вращательное движение, передаваемое заготовке или инструменту в процессе резания и имеющее наибольшую скорость по сравнению со всеми другими движениями исполнительных органов, называют главным движением резания или главным движением.

Поступательные или вращательные движения остальных органов станка, также передаваемые заготовке или инструменту, определяют движение подачи, необходимое для обеспечения отделения срезаемого с заготовки слоя по всей обрабатываемой поверхности.

Скорость резания и скорость подачи. Главное движение, скорость которого больше скорости подачи, определяет направление и скорость деформаций в материале срезаемого слоя, а следовательно, направление схода стружки и ее форму. Скорость главного движения называют скоростью резания. Эту величину обозначают буквой υ и при лезвийной обработке измеряют в м/мин. Если главное движение является вращательным (точение, фрезерование, сверление), то скорость резания равна линейной скорости точек заготовки или инструмента, находящихся во взаимодействии. Ее можно определить по формуле:

где D — диаметр обрабатываемой поверхности заготовки или рабочей поверхности инструмента, мм; п — частота вращения заготовки или инструмента, об/мин.

Для количественной оценки движения подачи используется отношение расстояний, пройденных точками режущего лезвия в направлении движения подачи, к соответствующему числу циклов (или их долей) главного движения, выражаемое численно подачей. Главное движение подачи может выражаться:

• мм/об, если перемещение при подаче соответствует одному обороту инструмента (заготовки), совершающему главное движение резания;

• мм/зуб, если перемещение при подаче соответствует повороту инструмента (например, фрезы) на один угловой шаг его режущих зубьев;

• мм/дв. ход, если перемещение при подаче соответствует одному двойному ходу заготовки или инструмента, или υ мм/ход, если ход ординарный.

Источник

Движения в металлорежущих станках

Для получения на металлорежущем станке детали требуемой формы и размеров рабочим органам станка необходимо сообщить определенный, иногда довольно сложный комплекс согласованных друг с другом движений. Эти движения можно разделить на основные (рабочие) и вспомогательные. К основным движениям относятся главное движение, называемое также движением резания, и движение подачи. В некоторых станках имеют место и другие виды рабочих движений, например движение деления, обкатки и др. С помощью этих движений осуществляется процесс снятия стружки с обрабатываемой заготовки. Скорость главного движения определяется оптимальной скоростью резания, а величина подачи зависит от требуемой шероховатости обработанной поверхности.

Вспомогательные движения необходимы для подготовки процесса резания, обеспечения последовательной обработки нескольких поверхностей на одной заготовке или одинаковых поверхностей на различных заготовках.

К числу вспомогательных движений относятся:

а) движения для настройки станка на заданные режимы резания;

б) движения для наладки станка в соответствии с размерами и конфигурацией заготовки;

в) движения управления станком в процессе работы;

г) движения соответствующих рабочих органов для подачи или зажима прутка или штучных заготовок;

д) движения для закрепления и освобождения рабочих органов станка.

Вспомогательные движения можно выполнять как автоматически, так и вручную. В станках-автоматах все вспомогательные движения автоматизированы и выполняются механизмами станка в определенные моменты времени в соответствии с технологическим процессом обработки детали.

В некоторых станках главное движение получается в результате одновременного вращения заготовки и инструмента (например, при сверлении отверстий малого диаметра на токарных многошпиндельных автоматах).

Движение подачи у металлорежущих станков может быть непрерывным или прерывистым (периодическим), простым или сложным, состоять из нескольких самостоятельных движений или отсутствовать. Например, у токарных, фрезерных, сверлильных и других станков движение подачи является непрерывным. Прерывистым движение бывает, например, у продольно строгальных станков. Примером сложного движения подачи может служить движения подачи в зубофрезерном станке при нарезании косозубого цилиндрического колеса. У круглошлифовальных станков несколько движений подачи – вращательное движение детали (круговая подача), продольное осевое перемещение детали или шлифовального круга (продольная подача) и, наконец, поперечная подача, сообщаемая шлифовальному кругу, в протяжных станках движение подачи отсутствует.

Источник

Скорость резания и подача

ТОЧЕНИЕ. ЭЛЕМЕНТЫ РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ

Краткие методические указания

Цель занятия

Целью занятия является закрепление теоретического материала по теме «Общие сведения о резании материалов» и получение практических навыков в определении элементов резания.

Формульные зависимости, используемые для определения элементов резания по-школьному просты, поэтому основная задача занятия: не столько получить навыки решения, сколько «почувствовать» размерность и порядок величин, которыми придется оперировать. Четкие представления о размерности и примерных значениях глубины резания, подачи, скорости резания помогут в дальнейшем осуществлять самоконтроль при назначении режимов резания.

Порядок подготовки к занятию и работы на нем

А) Подготовка к занятию:

1. Изучить теорию вопроса, ознакомиться с данной методической разработкой.

2. Ответить на вопросы для самопроверки.

Б) Работа на занятии:

1. Контроль готовности к занятию.

2. Разбор примеров решения задач.

3. Решение вариантов.

4. Обсуждение полученных результатов.

Элементы режимов резания

Поверхности на обрабатываемых заготовках

При обработке резанием с заготовки, слой за слоем, срезается припуск на обработку. За первый проход режущего инструмента с заготовки срезается исходная поверхность. При этом на заготовке образуется новая поверхность. За второй проход с заготовки срезается очередной слой металла, исчезает поверхность, полученная при первом проходе, и образуется новая. Процедура повторяется, пока не будет удален весь припуск.

Поверхности на заготовке, срезаемые за каждый очередной проход инструмента – обрабатываемые поверхности.

Поверхности на заготовке, вновь образуемые во время очередного прохода инструмента – обработанные поверхности.

Промежуточную поверхность, временно существующую в процессе резания между обрабатываемой и обработанной поверхностями, принято называть поверхностью резания (рисунок 1).

Рисунок 1 – Поверхности на обрабатываемых заготовках при точении (а) и строгании (б)

Глубина резания

Чтобы срезать слой металла, лезвия инструмента должны проникнуть в металл на определенную глубину. Величину проникновения лезвий в металл заготовки во время каждого прохода называют глубиной резания. Ее принято обозначать буквой и выражать в миллиметрах.

Как правило, глубина резания определяется расстоянием между обрабатываемой и обработанной поверхностями (рисунок 1). При точении и расточке глубина резания определяется по формуле

, (1)

где – диаметр обрабатываемой (при точении) или обработанной (при расточке) поверхности;

– диаметр обработанной (при точении) или обрабатываемой (при расточке) поверхности.

Если припуск, оставленный на обработку снимается за два прохода инструмента, то каждый проход будет характеризоваться своим значением глубины резания.

Кинематика резания

Для организации процесса резания должно быть обеспечено относительное взаимное перемещение заготовки и режущего инструмента. Взаимосогласованность движений обеспечивается механизмами металлорежущих станков, реализующими два простейших движения – вращательное и поступательное. Сочетания и количественные соотношения этих движений определяют все известные виды обработки металлов резанием. Так при точении заготовке сообщается вращательное, а режущему инструменту – поступательное движение.

Движение, происходящее с наибольшей скоростью по сравнению с движениями других органов – главное движение резания . Остальные движения являются вспомогательными и определяют движения подачи .

При точении вращательное движение заготовки – главное движение резания, поступательное движение режущего инструмента – движение подачи. Последнее необходимо для обеспечения врезания лезвий инструмента в материал заготовки и отделения срезаемого слоя в виде стружки на всей обрабатываемой поверхности.

Сочетания исходных движений регламентированы системой принципиальных кинематических схем резания. Классификационный реестр содержит несколько сот принципиальных кинематических схем резания. На рисунке 2 в качестве примера показаны три простейшие кинематические схемы, когда в процессе резания действуют:

1) одно прямолинейное главное движение (рисунок 2,а);

2) два прямолинейных движения – главное движение и движение подачи (рисунок 2,б);

3) одно вращательное главное движение и одно прямолинейное движение подачи (рисунок 2,в).

Рисунок 2 – Принципиальные кинематические схемы

Скорость резания и подача

Реализация главного и вспомогательного движений требует их количественной оценки. Главное движение имеет наибольшую скорость и, значит, определяет направление и скорость деформации срезаемого слоя металла, направление схода стружки и ее форму.

Поэтому скорость главного движения является скоростью резания. Скорость резания обозначается буквой и выражается в м/мин. Скорость резания может сообщаться как инструменту так и обрабатываемой заготовке.

При точении главное движение является вращательным, а, следовательно, скорость резания количественно равна линейной скорости точек заготовки или инструмента, находящихся во взаимодействии

, (2)

где – диаметр обрабатываемой поверхности заготовки, мм;

– частота вращения заготовки, об/мин.

Количественной оценкой движения подачи является отношение расстояния, пройденного точкой лезвия режущего инструмента в направлении движения подачи к числу циклов главного движения , численно выражаемое подачей. Так при точении подача – это расстояние, пройденное режущим инструментом в направлении подачи за один оборот заготовки. В этом случае подача обозначается буквой (или ) и выражается в мм/об.

В другом случае в зависимости от единицы измерения циклов главного движения подача может выражаться:

— в миллиметрах на зуб (мм/зуб), если устанавливается перемещение за поворот инструмента на один угловой шаг режущих зубьев ;

— в миллиметрах на двойной ход (мм/дв.ход), если перемещение соответствует одному двойному ходу инструмента .

При выполнении отдельных операций удобно задавать подачу в миллиметрах в минуту (минутная подача, ).

В рассматриваемом случае точения подача связана с минутной подачей простейшей зависимостью

, (3)

где – частота вращения заготовки (шпинделя станка), мм/об.

Источник