Основными элементами режима резания при сверлении являются скорость резания, подача и глубина резания.
Скоростью резания называется окружная скорость наиболее удаленной от центра сверла точки режущей кромки, измеряемая в метрах в минуту (м/мин ).

Скорости резания при сверлении (работа с охлаждением) конструкционных сталей

Скорость резания v определяется по формуле

где D - диаметр сверла;
n - число оборотов шпинделя в мин.;
π = 3,14 - постоянное число.
Число оборотов режущего инструмента определяется по формуле

При сверлении или развертывании отверстий важно правильно выбрать скорость резания, при которой инструмент будет работать нормально, т. е. наиболее эффективно.
Таким образом, скорость резания режущего инструмента и подача его на один оборот составляют режим резания.
Режим резания необходимо выбирать таким, чтобы сохранить инструмент от преждевременного износа с учетом максимальной производительности.
Режимы резания можно выбирать по табл. 19 и 20. Таблица 20

Переводная таблица скоростей резания и чисел оборотов сверл в минуту

Зная диаметр сверла и материал обрабатываемой детали, находим по табл. 19 и 20 скорость резания, а по скорости резания и диаметру сверла определяем по переводной таблице (или по формуле) число оборотов сверла в минуту. Найденное число оборотов и значение подачи сопоставляют с фактическим числом оборотов шпинделя станка. На каждом станке имеется таблица оборотов шпинделя и подач, которая прикреплена к станку.
При работе сверлами из углеродистой стали величины скорости резания и подачи следует уменьшать на 30 - 40%.
Для уменьшения трения и нагрева инструмента при сверлении применяют охлаждающую жидкость. При обильном применении охлаждающей жидкости при сверлении стали можно увеличить скорость резания примерно на 30 - 35%. Кроме этого, обильное охлаждение облегчает удаление стружки из отверстия. Для нормального охлаждения необходимо к месту сверления подавать не менее 10 л охлаждающей жидкости в минуту.
При сверлении различных металлов и сплавов рекомендуется применять охлаждающие жидкости, приведенные в табл. 21.

Если во время работы режущая кромка сверла быстро затупляется, то это признак того, что скорость резания выбрана слишком большой и ее надо уменьшить.
При выкрашивании режущих кромок следует уменьшить величину подачи.
Для предупреждения затупления и поломки сверла на выходе из отверстия рекомендуется уменьшать подачу в момент выхода сверла.
Для получения отверстий высокого класса точности развертки в шпинделе станка крепят на специальных качающихся оправках, которые дают возможность развертке занимать требуемое положение в отверстии. Этим устраняется «разбивание» отверстия.
Для получения высокой чистоты обработки отверстия при работе развертку следует смазывать растительным маслом.
Скорость резания при развертывании отверстий в стали принимается равной от 5 до 10 м/мин , подача - от 0,3 до 1,3 мм/об .
В табл. 22 приведены величины скорости резания при развертывании отверстий в различных металлах.

Средние скорости резания развертками на сверлильных станках в м/мин

При сверлении отверстия диаметром более 25 мм рекомендуется производить предварительное сверление сверлом диаметром 8 - 12 мм , а затем рассверлить отверстие до требуемого диаметра. Разделение обработки отверстия на два прохода - сверление и рассверливание способствует получению более точного по диаметру отверстия, а также уменьшает износ инструмента.
При сверлении глубокого отверстия необходимо своевременно удалять стружку из отверстия и спиральных канавок сверла. Для этого периодически выводят сверло из отверстия, чем облегчают условия сверления и улучшают чистоту обрабатываемого отверстия.
При сверлении деталей из твердых материалов применяют сверла, оснащенные пластинками из твердого сплава.
Пластинки твердого сплава закрепляют пайкой на медь к державке, изготовляемой из углеродистой или легированной стали.
Скорость резания такими сверлами достигает 50 - 70 м/мин .

В процессе сверления под влиянием силы резания режущие поверхности сверла сжимают прилегающие к ним частицы металла. Когда давление, создаваемое сверлом, превышает силы сцепления частиц метал­ла, происходит отделение и образование элементов стружки.

При сверлении вязких металлов (сталь, медь, алю­миний и др.) отдельные элементы стружки, плотно сцепляясь между собой, образуют непрерывную стружку, завивающуюся в спираль. Такая стружка называется сливной. Если обрабатываемый металл хру­пок, как, например, чугун или бронза, то отдель­ные элементы стружки надламываются и отделяются друг от друга. Такая стружка, состоящая из отдель­ных разобщенных между собой элементов (чешуек) неправильной формы, носит название стружки над­лома.

В процессе сверления различаются следующие эле­менты резания: скорость резания, глубина резания, подача, толщина и ширина стружки (рис. 98).

Рис. 98. Элементы резания: а - при сверлении; б - при рассверливании

Главное рабочее движение сверла (вращательное) характеризуется скоростью резания.

Скорость резания - это путь, проходимый в на­правлении главного движения наиболее удаленной от оси инструмента точкой режущей кромки в единицу времени. Принято скорость резания обозначать латин­ской буквой V и измерять в метрах в минуту. Если известны число оборотов сверла и его диаметр, не­трудно определить скорость резания. Она подсчиты­вается по общеизвестной формуле

V = -|00- м/мин

Где О - диаметр инструмента (сверла) в мм; п - число оборотов сверла в минуту; я - постоянное число, примерно равное 3,14. Если известны диаметр сверла и скорость резания, то число оборотов п мож­но вычислить по формуле

П = -- обмин тЮ

Подачей при сверлении называется перемещение сверла вдоль оси за один его оборот. Она обозначает­ся через 50 и измеряется в ии/об. Сверло имеет две главные режущие кромки. Следовательно, величина подачи на одну режущую кромку вычисляется по формуле

Правильный выбор подачи имеет большое значе­ние для увеличения стойкости инструмента. Величи­на подачи при сверлении и рассверливании зависит от заданной чистоты и точности обработки, твердо­сти обрабатываемого материала и прочности сверла.

Глубиной резания / при сверлении отверстий яв­ляется расстояние от стенки отверстия до оси сверла (т. е. радиус сверла). Определяется глубина резания пу­тем деления диаметра просверливаемого отверстия пополам.

При рассверливании (рис. 98, б) глубина резания / определяется как половина разности между диамет­ром - О сверла и диаметром с1 ранее обработанного отверстия.

Толщина среза (стружки) а измеряется в направ­лении, перпендикулярном режущей кромке сверла. Ширина среза в измеряется вдоль режущей кромки и равна ее длине (рис. 98, а).

Площадь поперечного сечения стружки /, срезае­мая обеими режущими кромками сверла, определя­ется по формуле:

Где 5о - подача в мм/об; t - глубина резания в мм.

Таким образом, площадь поперечного сечения стружки становится больше с увеличением диамет­ра сверла, а для данного сверла - с увеличением подачи.

Обрабатываемый материал оказывает сопротивле­ние резанию и удалению стружки. Для осуществле­ния процесса резания к инструменту должны быть приложены сила подачи Р0, превосходящая силы со­противления материала осевому перемещению свер­ла, и крутящий момент Мкр, необходимый для пре­одоления момента сопротивления М и для обеспече­ния главного вращательного движения шпинделя и сверла.

Сила подачи Ро при сверлении и крутящий мо­мент зависят от диаметра сверла Д величины пода­чи и свойств обрабатываемого материала: например, при увеличении диаметра сверла и подачи они также увеличиваются.

Мощность, необходимая для резания при сверле­нии и рассверливании, складывается из мощности, потребляемой на вращение инструмента, и мощнос­ти, потребляемой на подачу инструмента. Однако мощность, необходимая для подачи сверла, чрезвы­чайно мала по сравнению о мощностью, расходуе­мой на вращение сверла в процессе резания, и для практических целей ее можно не учитывать.

Стойкостью сверла называется время его непре­рывной (машинной) работы до затупления, т. е. меж­ду двумя переточками. Стойкость сверла обычно из­меряется в минутах. На стойкость сверла влияют свой­ства обрабатываемого материала, материал сверла, углы заточки и форма режущих кромок, скорость резания, сечение стружки и охлаждение.

Увеличение твердости обрабатываемого материа­ла понижает стойкость сверла. Объясняется это тем, что твердый материал оказывает большее сопротив­ление сверлению; при этом возрастают сила трения и количество выделяемого тепла.

На стойкость сверла оказывают влияние также и его размеры: чем массивнее сверло, тем лучше отво­дит оно тепло от режущих кромок и, следовательно, тем больше его стойкость. Стойкость сверла значи­тельно возрастает при его охлаждении.

В процессе резания при сверлении выделяется большое количество тепла вследствие деформации металла, трения выходящей по канавкам сверла стружки, трения задней поверхности сверла об об­рабатываемую поверхность и т. п. Основная часть тепла уносится стружкой, а остальная распреде­ляется между деталью и инструментом. Для пре­дохранения от затупления и преждевременного износа при нагреве сверла в процессе резания применяют смазывающе-охлаждающую жидкость, которая отводит тепло от стружки, детали и инст­румента.

Смазочно-охлаждающая жидкость, смазывая тру­щиеся поверхности инструмента и детали, значитель­но уменьшает трение и облегчает тем самым про­цесс резания. При работе сверлами из ин­струментальных сталей смазывающе-охлаждающие жидкости применяются в процессе сверления сталей, стального литья, цветных металлов и сплавов, а так­же частично чутунов. Обычно подача жидкости про­изводится на переднюю поверхность режущего ин­струмента, в зону стружкообразования, в обильном количестве.

К охлаждающим жидкостям, которыми пользуются при сверлении металлов, относятся мыльная и содо­вая вода, масляные эмульсии и др.

Выбор режимов резания при сверлении заклю­чается в определении такой подачи и скорости ре­зания, при которых процесс сверления детали ока­зывается наиболее производительным и эконо­мичным.

4.1. Основы теории резания металлов. .

Сущность обработки металлов резанием заключается в удалении с поверхности заготовки излишней части металла (припуска). При этом заготовка, превращаясь в изделие, приобретает необходимую форму, размеры и шероховатость поверхности, предусмотренные чертежом.

Обработка металлов резанием производится режущими инструментами на различных металлорежущих станках: токарных, фрезерных, строгальных, сверлильных, шлифовальных и др.

В процессе резания различают: обрабатываемую, обработанную поверхность и поверхность резания (рис. 4.1).

Поверхность, подлежащая обработке, называется обрабатываемой поверхностью. Поверхность, полученная в результате обработки (при сверлении — это цилиндрическая поверхность просверленного отверстия), называется обработанной. Поверхность, образуемая режущей кромкой инструмента в процессе резания, называется поверхностью резания.

Процесс резания при сверлении может быть осуществлен при наличии двух рабочих движений режущего инструмента по отношению к обрабатываемой детали: вращательного движения и подачи (рис. 4.2).

Рис. 4.1.

Рис. 4.2. Рабочие движения при сверлении

Элементы резания при сверлении. В процессе образования отверстий на сверлильных станках сверло одновременно совершает вращательное и поступательное движения. При этом режущие кромки сверла срезают тонкие слои металла у неподвижно закрепленной заготовки, образуя стружку, которая, завиваясь и скользя по спиральным канавкам сверла, выходит из обрабатываемого отверстия. Чем быстрее вращается сверло и глубже перемещается вдоль оси за один оборот, тем быстрее осуществляется процесс обработки.

Частота вращения сверла и его диаметр характеризуют скорость резания, а перемещение его вдоль оси за один оборот определяет толщину срезаемой стружки.

Сверло по сравнению с другими режущими инструментами работает в довольно тяжелых условиях, так как при сверлении затрудняется отвод стружки и подвод смазочно-охлаждающей жидкости.

В отличие от резца сверло является не однолезвийным, а многолезвийным режущим инструментом. В процессе резания при сверлении участвуют не только два главных лезвия, но и лезвие перемычки, а также два вспомогательных лезвия, находящихся на направляющих ленточках сверла, что весьма усложняет процесс образования стружки.

В начале обработки передняя поверхность сверла сжимает прилегающие к ней частицы металла. Затем, когда давление, создаваемое сверлом, становится большим, чем силы сцепления частиц металла, происходит их отделение от обрабатываемой поверхности и образование элементов стружки.

При обработке пластичных металлов (сталей) резанием образуются три вида стружки; элементная (скалывания), ступенчатая, сливная, а при обработке малопластичных металлов (чугун, бронза) —стружка надлома. При сверлении образуются два вида стружки: сливная и надлома. Срезаемая стружка значительно изменяет свою форму (увеличивается по толщине и укорачивается по длине). Это явление называется усадкой стружки.

Основными элементами резания при сверлении являются: скорость. и глубина резания, подача, толщина и ширина стружки (рис. 4.3).

Скорость резания v — путь перемещения режущей кромки сверла относительно обрабатываемой заготовки в единицу времени — определяется по формуле:

v = πDn/1000, где

v — скорость резания, м/мин;

D — диаметр сверла, мм;

n— частота вращения сверла, об/мин;

π — постоянное число, равное 3,14.

Так как диаметр отверстия выражается в миллиметрах, а скорость резания — в метрах, то произведение πD необходимо разделить на 1000.

Величина скорости резания зависит от обрабатываемого материала, диаметра, материала сверла и формы его заточки, подачи, глубины резания и охлаждения.

Подача S (мм/об) - перемещение сверла вдоль оси за один его оборот. Величина подачи при сверлении и рассверливании зависит от заданного параметра шероховатости и точности обработки, обрабатываемого материала, прочности сверла и жесткости технологической системы станка.

Глубина резания t (мм) — расстояние от обрабатываемой поверхности до оси сверла (т.е. радиус сверла). Определяется глубина резания по формуле t = D/2, где D — диаметр сверла, мм.

Толщина среза (стружки) а измеряется в направлении, перпендикулярном режущей кромке сверла, и равна S/2.

Ширина среза (стружки) b измеряется вдоль режущей кромки и равна ее длине.

Таким образом, площадь поперечного сечения среза становится больше с увеличением диаметра сверла.

Рис. 4.3.

Рис. 4.4. Силы, действующие на сверло

Материал при обработке отверстия оказывает сопротивление резанию и снятию стружки. Для осуществления процесса резания с помощью механизма подачи станка к режущему инструменту должна быть приложена сила подачи Р, превосходящая силы сопротивления материала, а к шпинделю станка — крутящий момент Мкр (рис. 4.4).

Сила подачи при сверлении и крутящий момент зависят от диаметра сверла D, величины подачи и обрабатываемого материала; так, например, при увеличении диаметра сверла и подачи они также увеличиваются.

Крутящий момент Мкр (Н*м) станка подсчитывается по формуле Мкр = 9750 Nшп/n, где Nшп — мощность на шпинделе; кВт; n — частота вращения шпинделя, об/мин.

В свою очередь, Nшп = Nст* η , где Nст — мощность электродвигателя станка; η — КПД станка.

Мощность , затрачиваемая на резание, будет складываться из мощности, затрачиваемой на вращение, и мощности, затрачиваемой на движение подачи, т.е. Nрез = Nвр +Nпод.

Мощность (кВт), затрачиваемая на вращение, Nвр= Mn/975 000, где M — суммарный момент от сил сопротивления резанию, H*m; n — частота вращения сверла, об/мин.

Расчеты показывают, что мощность, затрачиваемая на движение подачи, мала (0,5—1,5% мощности, затрачиваемой на вращение сверла), и ею можно пренебречь.

Поэтому Nрез = Nвр = Mn/975 000 или N рез = Mv / (3060D). Нагрев инструмента и охлаждение при обработке. В процессе сверления выделяется большое количество теплоты вследствие деформации металла, трения выходящей по канавкам сверла стружки и трения задней поверхности сверла об обрабатываемую поверхность. Основная часть теплоты уносится стружкой, а остальная распределяется между заготовкой и инструментом.

Для предохранения от затупления и преждевременного износа при нагреве режущего инструмента в процессе резания применяют смазочно-охлаждающую жидкость (табл. 4.1), которая отводит теплоту от стружки, заготовки и инструмента. Смазочно-охлаждающая жидкость, смазывая трущиеся поверхности инструмента и заготовки, значительно уменьшает трение и облегчает тем самым процесс резания.

Применяя при обработке отверстий указанные в табл. 4.1 смазочно-охлаждающие жидкости, можно увеличить стойкость режущего инструмента от 1,5 до 3 раз.

4.1. Смазочно-охлаждающие жидкости, применяемые при обработке отверстий

Режимом резания называется совокупность элементов, определяющих условия протекания процесса резания.

К элементам режима резания относятся – глубина резания , подача , период стойкости режущего инструмента, скорость резания , частота вращения шпинделя , сила и мощность резания.

При проектировании технологических процессов механической обработки или режущих инструментов возникает необходимость в определении и назначении элементов режима резания. Отечественная практика механической обработки накопила огромный нормативно - справочный материал, с помощью которого можно назначить любой режим резания для любого вида механической обработки. Однако, табличный метод назначения режимов резания является весьма громоздким, так как требует анализа большого количества справочной информации. Более того, все режимные параметры взаимосвязаны и при изменении хотя бы одного из них автоматически изменяются и другие, что еще более усложняет процесс назначения режимов резания.

Аналитический (расчетный) метод определения режима резания менее трудоёмок и более предпочтителен при учебном проектировании технологических процессов механической обработки резанием. Он сводится к определению, по эмпирическим формулам, скорости, сил и мощности резания по выбранным значениям глубины резания и подачи.

Выбор режущего инструмента

Его следует начинать с анализа шероховатости поверхностей детали, которая задана на чертеже. В зависимости от параметра шероховатости выбирается метод обработки данной поверхности, которому соответствует свой специфический режущий инструмент. В табл. 1 приведена зависимость шероховатости поверхности от различных методов обработки.

Немаловажное значение для расчета режимов резания имеет выбор материала инструмента. При его выборе следует руководствоваться рекомендациями табл. 2 . Для тонких (отделочных) методов обработки материалов с высокими скоростями резания (свыше 500 м/мин) рекомендуется применение сверхтвердых инструментальных материалов.

Наиболее распространенными среди них являются материалы, полученные на основе кубического нитрида бора.

Выбор и назначение глубины резания

Рис. 1.Схема к определению глубины резания при точении

Глубиной резания называется расстояние между обрабатываемой и обработанной поверхностями, измеренное по нормали к последней.

При черновых методах обработки назначают по возможности максимальную глубину резанияt , равную всему припуску или большей части его. При чистовом резании припуск срезается за два прохода и более. На каждом следующем проходе следует назначать меньшую глубину резания, чем на предшествующем. Глубину последнего прохода назначают в зависимости от требований точности и шероховатости обработанной поверхности.

черновая обработка t >2 ;

получистовая и чистовая обработка t = 2,0 - 0,5 ;

отделочная обработка (3,2 мкм і R a > 0,8 мкм) t = 0,5 - 0,1 .

При обработке отверстий осевым режущим инструментом выбирают рекомендуемую подачу, допустимую по прочности инструмента (

Различают две схемы сверления :

Первая: главное движение резания (вращательное) задаётся инструменту. Ему же сообщается поступательное движение подачи. Данная схема характерна для станков сверлильной группы.

Вторая: главное движение резания сообщается заготовке, движение подачи – инструменту. Эта схема реализуется на станках токарной группы.

Глубина резания при сверлении

при рассверливании

Скорость резания при сверлении – это окружная скорость наиболее удалённой от оси сверла точки режущей кромки.

Анализируя последнюю формулу, видно, что при заданном периоде стойкости увеличение подачи требует уменьшения скорости резания. Скорость при рассверливании

Основное (технологическое или машинное) время определяется как частное от деления расчётного пути на скорость относительного перемещения инструмента и заготовки

L p =l+y+Δ - длина расчетного пути инструмента

n – число оборотов шпинделя

S o – подача на оборот.

При сверлении равнодействующую сил сопротивления на режущих кромках можно различить на 3 составляющие:

Р 1 – вертикальная составляющая, параллельная оси. Она совместно с осевой составляющей Р о, действующей на поперечной кромке, определяет осевую силу при сверлении, которая противодействует движению подачи. По её величине рассчитывают на прочность детали узла подачи сверлильного станка.

Р 2 – горизонтальная составляющая, проходящая через ось сверла.

Р 3 – составляющая, направленная по касательной к окружности, на которой располагается данная точка режущей кромки. Касательная составляющая является определяющей не только моменты, но и скорость обработки. Силы Р 3 , действующие на обеих режущих кромках, направлены навстречу друг другу и теоретически должны уравновеситься, однако вследствие неточности заточки сверла, неодинаковости длин кромок и величин j, они не равны. Поэтому в реальных условиях всегда имеет место некоторая равнодействующая DР 3 , направленная в сторону большей составляющей. Под действием этой составляющей происходит разбивка отверстия, то есть его увеличение по сравнению с диаметром сверла. Разбивка отверстия приводит к появлению другой погрешности - увод сверла . Ось отверстия смещается относительно направления подачи. Это происходит вследствие того, что при увеличении диаметра отверстия вследствие разбивания ленточки перестают выполнять свои центрирующие функции. Разбивание отверстия и увод сверла всегда в той или иной степени присущи обработке отверстий двухлезвийным инструментом, каковым и является сверло.

Изготовление сверл

Часть процессов изготовления сверл выполняется по стандартам, часть – по ТУ.

Методы изготовления : резное шлифование (из цельных заготовок 0,5-13 мм), а также продольно-винтовой прокат.

Материал:

Быстрорежущие стали Р6, Р5

Из спрессованных материалов (спеченные) фрезерованием изготавливают сверла с коническим хвостовиком

Наносится износостойкое покрытие TiNO 3

Зенкерование отверстий

Зенкерованием называется процесс обработки отверстий, полученных литьём, штамповкой или механической обработкой с целью повышения точности и снижения шероховатости.

Зенкерование происходит при использовании рабочего инструмента – зенкера.

Этот инструмент имеет от трёх до шести лезвий. Как и у сверла, рабочая часть зенкера включает в себя режущую и калибрующую части. Глубина резания рассчитывается так же, как при рассверливании (полуразность диаметров зенкера и обрабатываемого отверстия).

Зенкер имеет те же углы, что сверло, за исключением угла наклона поперечной кромки: у зенкера она отсутствует, угол наклона канавок ≈10 о -20 о.

Зенкер прочнее сверла. При обработке отверстий по 13-11 квалитету зенкерование может быть окончательной операцией.

Зенкерованием обрабатывают цилиндрические или конические углубления (под головки винтов, гнёзд, под клапаны и др.),сопрягаемые цилиндрические и конические, торцевые и другие поверхности, сквозные и глухие отверстия.

Данный метод считается производительным - он повышает точность предварительно обработанных отверстий, частично исправляет искривление оси после сверления. Для повышения точности обработки используют приспособления с кондукторными втулками.

На практике, кроме зенкерования применяют цекование . Рабочий инструмент – цековка. К цекованию прибегают, когда необходимо получить, пазы, например для уплотнителей, торцевые плоскости, которые являются опорными поверхностями для болтов, винтов или гаек.

Развёртывание

Развёртыванием обрабатывают отверстия диаметром от 3-х до 120 мм. Благодаря чистовому развёртыванию получают шероховатость поверхности, характерную для 7-го квалитета.

Рабочий инструмент – развёртка . Развёртки рассчитаны на снятие малого припуска. Они отличаются от зенкеров большим числом (6-14) зубьев. Для получения отверстий повышенной точности, а также при обработке отверстий с продольными пазами применяют винтовые развёртки.

Различают рабочую часть развёртки (I) и хвостовик (II) с лапкой для выбивания.

У развёрток малого диаметра хвостовик цилиндрический, развёртки большого диаметра выполняются с коническим хвостовиком.

Рабочая часть развёртки делится на режущую (А) и калибрующую (В) части.

Внутри режущей части различают

1 - заходной конус

2 - режущий конус

Калибрующая часть состоит из

3 - цилиндрической калибрующей части

4 - калибрующей части с обратной конусностью

Разность диаметров этой конусности составляет от 0,03 до 0,05 мм. Обратная конусность выполняется для уменьшения трения и предотвращения увеличения диаметра обрабатываемого отверстия за счёт биения развёртки. Это увеличение может составлять от 0,005до 0,08мм. Для уменьшения разбивки отверстия применяют плавающие самоцентрирующие патроны (оправки), позволяющие компенсировать отклонение оси развёртки от оси шпинделя.

Передний угол развёртки близок к 0. На режущих зубьях задний угол порядка 10 о, зубья калибрующей части имеют прошлифованную площадку и задний угол на них равен 0.

В зависимости от заданной точности обрабатываемого отверстия применяют следующие схемы обработки:

Все инструменты размерные, в массовом производстве применяют комбинированный инструмент – сверло и развертка.

Протягивание

При протягивании пользуются инструментом – протяжкой .

Протягивание – процесс обработки внутренних поверхностей различной формы и плоских наружных поверхностей. Метод применяется в крупносерийном и массовом производстве. Достоинством метода является его высокая производительность при обработке сложных поверхностей с высокой степенью точности.

Принципиальным отличием протягивания является отсутствие движения подачи. Движение резания всегда прямолинейное поступательное. Съём материала в процессе резания (при отсутствии движения подачи) происходит за счёт того, что каждый последующий зуб протяжки имеет размеры больше на некоторую величину t, чем предыдущий.

В протяжке различают

1 - переднюю захватную часть

5 - заднюю захватную часть

3 – режущую часть

4 – калибрующую часть

Шаг зубьев должен обеспечивать равномерный процесс резания, но при этом необходимо стремиться, чтобы длина протяжки была по возможности меньше, для избежания трудностей при термообработке.

Шаг зубьев

Число зубьев

Припуск z=0,5÷1,5 мм

Скорость прошивания V пр =1÷15 м/мин

L – длина протягиваемого отверстия

Зубья отличаются углами заточки. Задний угол резания у режущих зубьев протяжки 24°, передний – 10÷20° при черновой обработке и порядка 5° при чистовой.

В зависимости от сложности контура обрабатываемой поверхности применяются различные схемы протягивания :

1) Профильная схема. Каждый зуб снимает стружку по всему контуру тонкими параллельными слоями. Применяется эта схема при протягивании простых контуров, когда на каждом зубе достаточно просто обеспечить полностью протягиваемый контур.

2) Генераторная схема. Она предусматривает разбивку контура на участки, где режущие зубья снимают стружку также параллельными слоями, и только последние зубья проводят обработку всего профиля.

3) Прогрессивная схема. Её также называют групповой. Данная схема подразумевает разбивку всего контура на узкие участки, с которых материал снимается на всю величину припуска.

Для дробления стружки на зубьях делают канавки в шахматном порядке. Протягивание осуществляется как в вертикальном, так и в горизонтальном направлении.

Прошиванием называют аналогичную протягиванию обработку более коротким инструментом – прошивкой. При прошивании инструмент испытывает напряжения сжатия, а при протягивании – растяжения, поэтому прошивку выполняют относительно небольшой длины (250-500 мм).

Также применяется в массовом производстве. Предпочтительнее сборные протяжки – со стороны замены зубьев и т.д.

Фрезерование

Фрезерование – это высокопроизводительный метод обработки материалов. При фрезеровании обрабатываются плоские и фасонные поверхности. Контур обработки в последнем случае определяется инструментом – фрезой .

Среди всех лезвийных инструментов фрезы отличаются наибольшим разнообразием. Их различают

По месту расположения зубьев на исходном цилиндре:

Торцевые

Цилиндрические

По способу закрепления на станке:

Хвостовые

Насадные

По способу расположения зубьев на цилиндре:

Прямозубые

С винтовыми зубьями;

По характеру выполняемых работ

Угловые;

Фасонные;

Пазовые;

Шпоночные;

Отрезные;

Зуборезные;

По размеру зубьев:

Мелкозубые;

Фрезы с крупным зубом

Фреза – это многозубый инструмент, представляющий собой исходный цилиндр, на котором размещаются режущие зубья.

Винтовое расположение зубьев обеспечивает равномерность процесса резания, исключая удар каждого зуба о заготовку, поэтому применяется чаще (часть режущей кромки постоянно находится в контакте с обрабатываемой поверхностью).

Число остроконечных зубьев фрезы зависит от её диаметра и определяется по формуле Z=mÖD

m – коэффициент, величина которого зависит от условий работы и конструкции фрезы, причём 0,8

D – диаметр фрезы.

Скорость резания V при фрезеровании определяется частотой вращения шпинделя

Глубина резания t – кратчайшее расстояние между обработанной и обрабатываемой поверхностью

При данном методе обработки часто пользуются параметром, называемым шириной фрезерования В. Ширина фрезерования определяется в направлении, параллельном оси фрезы.

Подача (S) при фрезеровании определяется как величина перемещения фрезы относительно обработанной поверхности за один оборот. Так как перемещение измеряется в мм, то основная размерность [мм/об].

Подача на зуб: S z [мм/зуб]

Подача на оборот: S 0 =S z ×z [мм/об]

z – количество зубьев

Минутная подача S м =S 0 ×n= S z ×z×n [мм/мин]

Машинное время находится как частное от деления пути инструмента на минутную подачу.

Величина врезания у зависит от глубины резания и диаметра фрезы , величина перебега составляет 1÷5 мм.

═══════════════════════════════════

Схемы фрезерования

При фрезеровании движение резания сообщается фрезе, а движение подачи – заготовке. При этом при одном и том же прямолинейном перемещении заготовки, направление движения инструмента может с движением подачи, может быть направлено встречно.

Попутное фрезерование – это вид фрезерования, при котором направления движения резания и движения подачи совпадают. К недостаткам этой схемы относится то, что при касании зуба фрезы о заготовку при максимальном значении толщины стружки a max происходит удар. Условия фрезерования могут усложняться, если заготовка имеет литейную корку. К достоинствам попутного фрезерования относится тот факт, что результирующая усилия резания Р прижимает заготовку к приспособлению, что не требует дополнительных усилий на её закрепление. Изменение толщины стружки от максимального значения до нуля обеспечивает высокое качество обрабатываемой поверхности, то есть низкую шероховатость.

При встречном фрезеровании толщина срезаемого слоя меняется от нуля до a max , поэтому в начальный момент резания фреза может проскальзывать относительно обрабатываемой поверхности, что не позволяет обеспечить высокое качество последней. К тому же результирующая усилия резания Р стремится оторвать заготовку от приспособления, что требует дополнительных усилий для закрепления заготовки. Достоинством метода является возможность работы из-под корки.

Фрезерование проводится на горизонтальных или вертикальных фрезерных станках.