Обработка металлов снятием стружки является весьма сложным процессом, связанным с рядом физических явлений — пластической деформацией, трением, теплопередачей и т. п. В такой связи, причем в применении к конкретным условиям обработки, вопросы резания металлов до сих пор еще не получили всестороннего теоретического освещения.
В нашем труде мы пытаемся восполнить этот пробел. Теоретическая и экспериментальная работа кафедры „Теория резания и инструментальное производство" Московского высшего технического училища (МВТУ) им. Баумана и обширный материал, предоставляемый нашей советской технической литературой, дают возможность в виде первого приближения обобщить процесс обработки металлов снятием стружки и этим заложить основу для создания теории резания металлов.
В данном труде обобщению подверглась прежде всего геометрия режущей части инструментов. На основе изучения физики явлений, связанных с геометрией элементарной режущей кромки (резца), дано теоретическое обоснование элементов конструкции (углов и форм) режущей части основных видов режущих инструментов.
Специальный раздел посвящен обобшению физических явлений, происходящих в процессе резания (пластическая деформация, трение, теплота и износ). Установленные закономерности позволили в обобщенном виде рассмотреть также усилия и скорость при резании металлов. На основе выражения Рг = Ср ЬКР аур кг (с физическими параметрами Ь и а) автор выводит формулы усилия резания для основных видов инструмента, а на основе выражения
v = -^#V P4^V KUKMKWKB м\мин 7mb vav * P '
Для элементарной режущей кромки выводятся формулы как для одно-лезвийных, так и для многолезвийных инструментов.
Обобщение и физическое обоснование основных параметров дали возможность впервые осветить сущность явлений, с которыми связано изменение механических свойств металла в процессе резания. Это же
позволило оценить влияние отношения — и величины оь обрабатываемого металла как на деформацию, так и на работу трения, следовательно, и на стойкость режущего инструмента. Износ инструмента Рассматривается с точки зрения интенсивности износа. Благодаря этому
получают объяснение изменения величин показателей степеней при основных параметрах в формуле скорости резания.
Указанная методика и выводы, полученные при ее помощи, позволили физически обосновать наиболее сложный процесс, над внедрением которого сейчас настойчиво работает наша металлообрабатывающая промышленность, а именно процесс скоростного резания, и в то же время наметить пути к более правильному определению обрабатываемости металлов.
Из сказанного можно заключить, что данный труд отличается от всех других аналогичных по назначению книг о резании металлов, так как в этих книгах каждый вид режущего инструмента получает отдельную трактовку. Метод обобщения несомненно имеет серьезные преимущества перед методом множественных трактовок. Он призван способствовать расширению кругозора лиц, изучающих обработку металлов резанием, помочь им переходить от общего к частному и в то же время находить общие моменты в новых процессах и новых инструментах. Это, по мнению автора, существенно важно для решения проблем, стоящих перед теорией и практикой резания металлов.
К сожалению, автор вынужден был ограничить свою задачу рассмотрением только основных вопросов и отказаться от изложения по принятому им методу ряда других актуальных вопросов (например влияние механических свойств обрабатываемого материала на скорость, резание зуборезным инструментом и др.). Причина заключается в отсутствии достаточного количества вполне надежных материалов.
Настоящий труд является результатам многолетней научно-исследовательской и теоретической работы автора, проведенной совместно о коллективом кафедры „Теория резания металлов и инструментальное производство" Московского высшего технического училища им. Баумана. Автор считает своим долгом принести благодарность за помощь и содействие проф., д. т. н. Г. И. Грановскому, лауреатам Сталинской премии проф., д. т. н. М. Н. Ларину, доц. С. Л. Каменковичу, доц. Л. А. Рождественскому, а также доц. И. П. Третьякову, доц. А. С. Маслину, доц. Е. К. Звереву, к. т. н. Д. Л. Юдину и к. р. н. М. И. Бабчиницеру. •»
Автор выражает свою 'признательность доц Б. Е. Бруштейну и М. Я- Билинскому, осуществившим редактирование настоящей работы.
Автор надеется, что его труд, предназначаемый для научных работников и заводских инженеров, работающих в области обработки металлов резанием, будет способствовать развитию научных методов обобщения в этой области на пользу нашей социалистической промышленности и на пользу самой науки.
Автор
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие.................•........... 3
Введение.............................. 5
Роль русских ученых в создании и развитии науки о резании металлов . 5 Обработка резанием и себестоимость продукции металлообрабатывающих цехов.............................. 12
ЧАСТЬ ПЕРВАЯ
г«*<Л|етрия режущей части инструмента и геометрия сечения
снимаемого слоя металла
Глава I. Форма и гзомзтрические параметры режущего инструмента ....................... . . 19
1. Основные моменты, предопределяющие форму режущей части инструмента........................ 19
2. Геометрические параметры режущих инструментов .... 21
Глава П. Классификация резцов..........*........ 29
Глава III. Геометрия многолезвийного инструмента . . •...... 34
3. Инструмент для обработки отверстий............ 34
4. Фрезы...................•...... 39
5. Резьбонарезной инструмент................ 41
Глава IV. Пересчет . углов а и у (при статическом положении
инструмента)............-.......... 41
6. Пересчет углов у резца.................. 41
7. Пересчет переднего угла у спирального сверла....... 43
8. Пересчет углов у фрез................. . 44
Глава V. Изменение величин переднего и заднего углов в процессе резания...................... 45
9. Изменение углов о и у ....-.•............ 45
10. Определение величины угла ц............... 49
11. Определение величины угла т............... 56
Глава VI. Геометрия сечения снимаемого слоя металла...... 65
12. Геометрия снимаемого слоя при точении.......... 65
13. Геометрия снимаемого слоя при сверлении......... 70
14. Геометрия снимаемого слоя при фрезеровании....... 70
15. Определение и подсчет сечения снимаемого слоя...... 72
ЧАСТЬ ВТОРАЯ
Физические основы учения о резании металлов
Общие сведения........................... 81
Глава VII. Влияние различных факторов на деформацию материала 86
16. Механические свойства обрабатываемого материала..... 86
17. Величина зерна...................... 88
18. Температура........................ 89
• IP. Скорость деформации.................... 91
387
Г л лва VIII. Явлений, происходящие при резании в снимаемом СлОе"
металла........................ 92
20. Процесс деформации.................... 92
21. Усадка снимаемого слоя.................. 99
22. Образование стружки...................101
Глава IX. Влияние различных факторов на деформацию снимаемого слоя...................... 102
23. Свойства обрабатываемого металла............. 102
24. Режимы резания...................... ЮЗ
25. Геометрические параметры режущей части инструмента . . . 106
26. Выводы..........................109
Глав'а X. Деформация металла за линией среза..........114
27. Основные явления..................... 114
28. Влияние свойств обрабатываемого металла на его упрочнение в процессе резания.................. 116
29. Влияние режимов резания и геометрии режущего инструмента на упрочнение.................... 117
30. Выводы ........................ ! ! 119
Глава XI. Нарост и его влияние на процесс резания....... 120
31. Образование нароста при точении............. 120
32. Образование нароста при сверлении........... . 122
33. Влияние различных факторов на процесс образования нароста 122
34. Влияние скорости резания на качество обработанной поверхности в связи с образованием нароста......... 127
35. Процесс резания и зоны скоростей............. 131
Глава XII. Микрогеометрия обработанной поверхности в связи
с деформацией металла за линией среза........ 133
36. Методы объективной оценки микрогеометрии обработанной поверхности........................ 133
37. Влияние величин s, r,
38. Исследования микрогеометрии обработанной поверхности
у шеек вагонных осей................... 140
39. Влияние свойств обрабатываемого металла, режимов резания и геометрии инструмента на чистоту поверхности . . . 143
Глава XIII. Теплота, выделяющаяся при резании металлов .... 147
40. Работы при резании.................... 147
41. Распределение теплоты...........>........ 149
42. Методы измерения температуры......'........ 150
43. Изменение температуры в процессе резания........ 159
Глава XIV. Влияние различных факторов на температуру резания 161
44. Краткий обзор и анализ исследовачий, выполненных различными авторами....................... 161
45. Общие выводы....................... 171
Глава XV. Износ режущих граней инструмента в процессе резания '.......................... • • 172
46. Характер износа и явления, происходящие при износе ... 172
47. Износ передней грани и данные, предопределяюшие величину переднего угла........•........... 179
. 48. Износ задней грани и данные, предопределяющие величину
заднего угла.....•.................. 1°5
49. Влияние формы режущей кромки на износ......... 192
50. Критерии затупления режущего инструмента........ 193
Глава XVI. Влияние смазочно-охлаждающих жидкостей на процесс резания..................... 194
Глава XVII. Определение геометрических параметров передней
и задней граней ................... 197
51. Передний угол fd..................... 197
388
52. Фаска на передней грани.................. 200
53. Форма передней грани................... 203
54. Параметры передней грани с фаской............ 203
55. Задний угол а#....................... 207
56. Подсчет величины переднего и заднего углов ....... 209
ЧАСТЬ ТРЕТЬЯ
Усилие при резании металлов
Глава XVIII. Составляющие усилия при резании......... 212
57. Усчлие как фунчция переменных факторов......... 212
58. Усилия, действующие при резании металлов......... 213
59. Приборы для определения усилий ............. 218
Г лава XIX. Влияние режимов резания на величину усилия резания при точении.................... 220
60. Скорость резания..................... 220
61. Размеры снимаемого слоя ................ 223
62. Глубина резания и подача ('f-const).............224
Г л а в а XX. Влияние, оказываемое на усилие резания геометрическими параметрами резца, смазочно-охлаждающей жидкостью и механическими свойствами обрабатываемого металла....................225
63. Передний угол.........,.............225
64. Угол резания.......................22(>
05. Главный угол в плане...................226
66. Радиус при вершине...... ............. 229 •
67. Угол наклона главной режущей кромки........... 230
68. Износ.......................... 230
69. Применение смазочно-охлаждающих жидкостей....... 231
70. Механические свойства обрабатываемого металла...... 231
Глава XXI. Влияние геометрических параметров режущей части
спирального сверла на усилие подачи и крутящий
момент ,........................ 236
71. Угол наклона спирали................... 236
72. Длина поперечной кромки................. 236
73. Форма подточки поперечной кромки............ 237
74. Угол наклона поперечной кромки.............. 239
75. Угол при вершине сверла г = 2ср.............. 240
76. Установление величин е и и................ 240
Глава XXII. Подсчет усилий при различных видах обработки . . . 241
77. Сверление......................... 2-11
78. Рассверливание спиральным сверлом............ 246
79. Зенкерование.....•................. 248
80. Фрезерование......•................ 249
81. Протягивание....................... 253
ЧАСТЬ ЧЕТВЕРТАЯ
Скорость при резании металлов
Общие сведения........................... 255
Глава XXIII. Анализ существующих формул скорости резания . . 256
82. Первая группа формул................... 256
83. Вторая группа формул................... 257
84. Уточненная формула для подсчета скорости резания . . « • ^58
389
Глава XXIV. Скорость резания и стойкость. . , . t . t . . » . . 259
85. Зависимость v = f(T).................... 259
86. Интенсивность износа и стойкость режущего инструмента . . 261
87. Нахождение зависимости v =/ (Т) путем определения интенсивности износа по начальным участкам кривых износа . . 269
88. Нахождение зависимости v = f (Т) сокращенным методом . . 273
89. Экономическая стойкость и стойкость наибольшей производительности ....................... 276
Глава XXV. Скорость резания и геометрические параметры снимаемого слоя [v=f(b и а)]..............284
90. Значение показателей степени при Ь и а..........284
91. Изменение показателя степени xv в зависимости от условий резания.........................285
92. Изменение показателя степени yv в зависимости от условий резания..........................286
Глава XXVI. Скорость резания и геометрические параметры
режущей части инструмента [v = f(Kz)\....... 288
93. Главный угол в плане................... 288
91 Вспомогательный угол в плане............... 290
95. Переходная режущая кромка................ 296
96. Форма режущей кромки................. 299
97. Величина переднего угла.................. 300
98. Размер сечения режущего инструмента........... 301
Глава XXVII. Скорость резания и качество материала режущего
инструмента [v—f(Ku)\............... 301
Общие сведения.....•.................. 301
99. Выбор материала для режущего инструмента........ 302
Глава XXVIII. Твердые сплавы и скоростное резание ... • . . . 307
100. Виды твердых сплавов................... 307
101. Изыскание методов скоростной обработки металлов..... 307
102. Повышение скорости как фактор использования тепла, выделяющегося при резании........ ........ 310
103. Средства повышения эффективности твердых сплавов при обработке стали ...................... 311
104. Некоторые указания, связанные с применением твердых сплавов...................•....... 315
Глава XXIX. Влияние различных факторов на скорость резания . 319
105. Влияние перерывов в работе................ 319
106. Влияние корки на обрабатываемой поверхности....... 320
107. Влияние охлаждения.................... 320
108. Тип резца и скорость резания............... 322
Глава XXX. Обрабатываемость металлов резанием и методы ее
определения......................324
Общие сведения.........................324
1и9. Метод естественной термопары .резец — обрабатываемое
изделие"..........................325
НО. Метод проникновения сверла под действием постоянного
груза............................326
111. Определение обрабатываемости металлов при помощи маятникового прибора.......................327
112. Метод торцевой обточки..................327
113. Метод регистрации интенсивности износа режущего инструмента ............................328
114. Установление зависимости между скоростью резания и механическими свойствами материала с целью определения его обрабатываемости......................333
Глава XXXI. Подсчет скорости резания..............341
115. Формулы и данные для подсчета скорости резания при точении...........................342
116. Определение основных параметров и показателе» степени
в формуле скорости резания для спиральных сверл.....344
117. Определение основных параметров и показателей степени
в формулах скорости резания для фрез...........347
118. Сопоставление формул для фрезерования, полученных методом подсчета, с эмпирическими...............• 351
ЧАСТЬ ПЯТАЯ
Выбор рациональных режимов резания
Глава XXXII. Выбор рациональных режимов резания при точении 358
119. Определение глубины резания, подачи и числа оборотов . . 358
120. Выбор станка, удовлетворяющего оптимальным режимам резания......................... 363
121. Выбор оптимальных режимов резания на данном станке . . . 365
Глава XXXIII. Выбор рациональных режимов резания при сверлении ........................ 368
122. Определение подачи.................... 369
123. Установление режимов резания..............: 372
124. Графический метод определения режимов резания..... 374
Глава XXXIV. Выбор рациональных режимов резания при фрезеровании.......................376
125. Выбор подачи...................• ... 376
126. Определение режимов резания цилиндрической фрезой (графический метод)......................379
Литература...........................384
Цена: 500руб.
