Основы технологии обработки резанием
Обработка металлов резанием представляет собой один из ключевых технологических процессов в машиностроении, используемый для придания заготовкам требуемых форм и размеров. Этот метод универсален и позволяет изготавливать детали самой разной конфигурации — от простейших цилиндрических валиков до сложных корпусных элементов. Диапазон обрабатываемых размеров также чрезвычайно широк: от микроскопических деталей, которые можно рассмотреть только под микроскопом, до крупногабаритных изделий, таких как судовые гребные валы, достигающие в длину 30 метров.
Классификация видов резания
Виды обработки резанием классифицируются в зависимости от типа применяемого металлорежущего инструмента. Так, использование резцов характерно для процессов точения и строгания. Сверление осуществляется с помощью сверл, а для фрезерования применяются фрезы. Отдельную группу составляет абразивная обработка, такая как шлифование, куда также входит и полирование, рассматриваемое в металлообработке как его разновидность.
Черновая и чистовая обработка
По качеству формируемой поверхности операции резания делятся на два основных типа. Обдирочные (или черновые) операции служат для предварительной подготовки заготовки или обработки поверхностей, где высокое качество не является критическим. Финишные (чистовые или тонкие) операции предназначены для получения поверхностей с минимальной шероховатостью, где высота неровностей может составлять доли микрометра.
Параметры процесса и теория резания
Главной характеристикой процесса резания является скорость — объем материала, снимаемый в единицу времени. Важно понимать, что одинаковую скорость можно достичь разными сочетаниями параметров: например, снимая толстую стружку на малой подаче или, наоборот, тонкую стружку на большой подаче. Определение оптимального режима — что экономичнее и обеспечивает лучшее качество — является предметом изучения теории резания металлов, основы которой были сформулированы на рубеже XIX–XX веков.
Влияние скорости на качество и износ
Повышение скорости резания, безусловно, сокращает время изготовления детали, однако имеет и обратную сторону. Как правило, это приводит к ухудшению качества обработанной поверхности и ускоренному износу режущего инструмента, что, в свою очередь, снижает общую точность обработки.
Факторы, влияющие на процесс
Выбор технологии резания в значительной степени зависит от свойств обрабатываемого материала: его твердости, хрупкости, вязкости. От этих характеристик напрямую зависят геометрия режущего инструмента, режимы резания, необходимость и способ охлаждения (применение смазочно-охлаждающих жидкостей). Учет всех этих факторов является обязательным условием эффективной и качественной обработки.
Научное обеспечение технологии
В России для глубокого теоретического и практического изучения процессов резания металлов создан специализированный научный центр — Экспериментальный научно-исследовательский институт металлорежущих станков (ЭНИМС), который играет важную роль в развитии этой области.