Поняття про процес різання
Робота різця. Різання металів здійснюється інструментами, що мають, як правило, форму клину. Це пояснюється здатністю клина створювати виграш у силі, необхідної для проникнення інструменту в матеріал, що обробляється. Причому цей виграш зростає зі зменшенням кута загострення клина β (рис 5, а) .
Рис 5. Схеми дій клина (а) та різця (б)
Однак ріжуча кромка гострішого клину менш міцна. Враховуючи це, для обробки твердіших матеріалів необхідно застосовувати клин з дещо більшим кутом I, а для відносно м'яких - клин з меншим кутом загострення.
При різанні доводиться долати як сили зчеплення частинок металу, але й сили зовнішнього тертя, що у місцях контакту клина з оброблюваним матеріалом. Сили тертя можна зменшити за рахунок розташування однієї з поверхонь різця під деяким кутом до обробленої поверхні деталі (рис5, б), що враховується при створенні його геометричної форми.
Роботу різця при різанні можна подати у вигляді наступного процесу. Впроваджуючись в оброблюваний матеріал, різець стискає шар, що зрізається. При цьому невелика ділянка цього шару, найбільш близько розташована до різця, деформується. У міру здавлювання частинки деформованої ділянки відносно зсуваються доти, доки зовнішня сила Р не перевершить сили їх зчеплення і не настане сколювання елемента стружки, після чого повторюється аналогічний процес.
Таким чином, утворення металевої стружки можна подати у вигляді процесу послідовного сколювання її елементів.
Види стружки. Залежно від умов різання металева стружка може набувати різних видів: зливної, сколювання, надлому (рис 6).
Рис 6. Види стружки
а -зливна; б -сколювання; в – надлому
Зливна стружка утворюється при різанні з великою швидкістю щодо м'яких пластичних металів. Елементи такої стружки не встигають повністю відокремитися і сходять у вигляді прямої або завитої в спіраль стрічки з гладкою опуклою і трохи ступінчастою увігнутою сторонами.
При різанні з малою швидкістю твердих пластичних металів елементи стружки встигають майже повністю відокремитися, але міцно пов'язані між собою. Стружка, згинаючи, ламається на ділянки невеликої довжини. Таку стружку називають стружкою сколювання, увігнута сторона її має ступінчасту форму з чітко помітними межами елементів. Іноді стружка сколювання відокремлюється елементами. У такому разі її називають елементною.
При різанні крихких металів (чавуни, тверда бронза) стружка сходить у вигляді не пов'язаних один з одним елементів довільної форми. Така стружка зветься стружки надлому.
Фізичні явища при різанні. Різання металу є складним фізичним процесом, що супроводжується виділенням теплоти, виникненням сил опору різання і зовнішнім тертям.
Теплота виділяється внаслідок перетворення механічної роботи, що витрачається нарізування, на теплову енергію. Значна частина теплоти відноситься стружкою, частина її поглинається заготовкою та різцем. Проте в зоні різання виникає висока температура, яка поряд із тертям сприяє зносу різця. Крім того, матеріал, що обробляється, чинить опір різанню, прогинаючи різець, заготовку і частини верстата, в результаті чого погіршується точність обробки.
Отже, для створення сприятливих умов роботи токарю необхідно добре знати закономірності фізичних явищ при різанні та прагнути послаблення їх негативного.дії. Ці питання докладно викладаються у розділі XV.
Чим відрізняється форма різальної частини різця від простого клину?
У чому полягає суть процесу різання?
Назвіть види стружок та поясніть, за яких умов вони утворюються.
Вкажіть фізичні явища, що супроводжують процес різання, та їх дію на різець та якість обробки.
Токарні різці
Різновиди різців. Найчастіше вживані при токарних роботах стрижневі різці (див. рис 9) складаються з головки, що бере безпосередню участь у різанні, і стрижня прямокутного перерізу, за допомогою якого різець закріплюється в різцетримачі супорта. За формою головки такі різці поділяються на прямі, відігнуті та відтягнуті (рис 7); за напрямом подачі - на праві та ліві (рис 8); за призначенням - на прохідні, підрізні, відрізні та ін.
Елементи різця. У різця розрізняють передню та задні поверхні, ріжучі кромки, вершини (рис 9). По передній поверхні сходить стружка, задні звернені до деталі, що обробляється.
При перетині передньої та задніх поверхонь утворюються ріжучі кромки, які в залежності від ступеня участі у процесі різання бувають головними та допоміжними. Ріжуча кромка, що здійснює основну роботу різання, називається головною. Інші кромки, що зачищають поверхні деталі, називаються допоміжними.
Різці мають зазвичай лише одну передню поверхню і одну головну ріжучу кромку. Відповідно різальним кромкам визначаються назви задніх поверхонь: утворює головну ріжучу кромку називається головною, а допоміжні ріжучі кромки, що утворюють, - допоміжними.
Рис 9. Стрижневий різець: I-головка; II-стрижень; 1-вершина; 2- допоміжна ріжучакрай; 3-передня поверхня;
4-головна ріжуча кромка; 5-головна задня поверхня; 6-допоміжна задня поверхня
Вершиною називається точка перетину ріжучих кромок. Гостра вершина неміцна, тому її заокруглюють деяким радіусом r.
Відстань h від вершини до основи різця (опорної поверхні) називається висотою різця.
Матеріали різців. Для виготовлення різців застосовуються спеціальні інструментальні матеріали, що мають високі різальні властивості. До них відносяться швидкорізальні сталі та тверді сплави.
Швидкорізальні сталі після термообробки здатні зберігати ріжучі властивості за нормальної температури до 600 °З. З них найчастіше використовується сталь марки Р6М5, у якої цифри позначають середній відсоток вмісту легуючого компонента (після літери Р – вольфраму, після М – молібдену).
Тверді сплави у вигляді невеликих пластинок припаюються або механічно кріпляться до стрижнів різців, витримують температуру нагріву до 1000°С, мають високу твердість, не потребують термообробки і допускають швидкості різання в 4-5 разів вище швидкорізальних сталей. Поряд з цим тверді сплави мають підвищену крихкість і схильні до утворення тріщин при різких змінах температури, що слід враховувати при їх експлуатації.
Найчастіше при обробці чавуну та кольорових металів застосовуються вольфрамові сплави марки ВК8, а при обробці сталей – титановольфрамові Т15К6. Їх склад (крім карбіду вольфраму) позначений літерами та цифрами, наприклад: сплав Т15К6 складається з 15% карбіду титану, 6% кобальту (зв'язки) та 79% карбіду вольфраму.
Вкажіть різновиди стрижневих різців.
З яких елементів складається головка токарного різця? Наведіть їх визначення.
Вкажіть характеристику та маркиінструментальних матеріалів,