что называют резанием материалов
Что называют резанием материалов
ОСНОВЫ ТЕОРИИ РЕЗАНИЯ МАТЕРИАЛОВ
Тема 1
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ, ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
ТЕОРИИ РЕЗАНИЯ МАТЕРИАЛОВ
Лекция 1.1.
Классификация основных способов и видов обработки резанием
Рабочие процессы токарно-фрезерного станка ( Продолжительность видео 9 минут)
Точение, строгание, сверление, фрезерование ( Продолжительность видео 8 минут)
Продольное точение, обработка торца и конуса ( Продолжительность видео 2 минуты )
Фасонное точение ( Продолжительность видео 1 минута)
Полигональное точение ( Продолжительность видео 8 минут)
Вибрационное точение ( Продолжительность видео 1 минута)
Основные поверхности режущего инструмента ( Продолжительность видео 8 минут)
Прерывистое резание ( Продолжительность видео 1 минута)
Нестационарное резание ( Продолжительность видео 1 минута)
Текст для чтения вслух (Microsoft Edge) и с мобильных устройств
Понятие обработка связано с действием, направленным на изменение свойств предмета труда (заготовки) при выполнении технологического процесса. В зависимости от вида применяемой энергии для воздействия на заготовку обработка может быть механической, термической, химической, электрической и др. Под механической понимают обработку заготовки давлением или резанием.
Резание есть процесс управляемого разрушения (отделения) материала припуска и формообразования поверхности детали. Доминирующим фактором при этом является пластическое деформирование в сочетании со сложным комплексом явлений – механических, физических, химических, тепловых и т.д.
Обработка резанием заключается в образовании новых поверхностей путем отделения срезаемого слоя 5 с заготовки 3 (рис. 1.1) режущим лезвием инструмента 1 с режущей кромкой 4 с образованием стружки 2 в целях достижения заданных свойств (формы, размеров, точности, шероховатости, физико-химико-механического состояния) обработанной поверхности 6 и поверхностного слоя. Лезвие инструмента – клинообразный элемент режущего инструмента, созданный для проникновения в материал заготовки и отделения стружки. Стружка – деформированный и отделенный в результате обработки резанием поверхностный слой материала заготовки, составляющий припуск.
Скорость главного движения резания V – скорость рассматриваемой точки режущей кромки или заготовки в главном движении. Скорость движения подачи V S – скорость рассматриваемой точки режущей кромки или заготовки в движении подачи. Как следует из вышеизложенного, характерным признаком главного движения резания является то, что его скорость V во много раз превышает скорость движения подачи V S .
Подача – отношение расстояния, пройденного рассматриваемой точкой режущей кромки или заготовки вдоль траектории этой точки в движении подачи, к соответствующему числу циклов или определенных долей цикла другого движения во время резания. Под циклом движения понимают один полный оборот при точении (рис. 1.3 а ), ход или двойной ход режущего инструмента или заготовки при строгании или долблении (рис. 1.3 б ), а частью цикла может быть поворот многозубого инструмента на один угловой шаг d ф (рис. 1.3 в ).
Исходя из этого, различают подачи:
· подача на оборот S ( S 0 ), мм/об – подача, соответствующая одному обороту заготовки или инструмента;
Движения подачи могут отличаться по направлениям (рис. 1.4).
Суммирование скоростей V и V S позволяет определить скорость результирующего движения резания V e (см. рис. 1.2). Вектор этой скорости V e всегда касательный к траектории результирующего движения D e данной точки инструмента.
В современной промышленности используются режущие инструменты, которые отличаются один от другого эксплуатационным назначением (например, резцы, фрезы), видом оборудования, на котором они применяются (токарное, фрезерное), материалом режущей части, конструктивным исполнением и т.п. Однако в каждом из них можно выделить одно или несколько режущих лезвий (в форме режущего клина), которые созданы для срезания слоя материала (припуска). Форма режущих лезвий, образованная определенными поверхностями, зависит от геометрических параметров режущей части инструмента и непосредственно влияет на условия резания. Как правило, особенности геометрии лезвий любых сложных инструментов изучают на основе формы, понятий и определений самого простого инструмента – токарного резца.
Резец (рис. 1.7) состоит из двух частей: рабочей ( I ) – режущего лезвия и крепежной части ( II ), которая служит для фиксирования лезвия, а также для базирования и закрепления резца на станке. Режущее лезвие образуется пересекающимися передней и задними поверхностями.
Передней поверхностью 1 ( A γ ) называют ту поверхность лезвия инструмента, которая в процессе резания контактирует со срезаемым слоем и стружкой.
Поверхности лезвия инструмента, которые контактируют в процессе резания с поверхностями на заготовке (резания и обработанной), называются задними поверхностями. Передняя и задние поверхности инструмента могут быть вогнутыми, выпуклыми, плоскими или их комбинациями.
Независимо от способа окончательной заточки режущего лезвия оно не может быть сформировано идеально острым. В действительности передняя и задняя поверхности лезвия соединяются с помощью некоторой округляющей поверхности, которая характеризуется радиусом округления режущей кромки r (рис. 1.9) в сечении ее нормальной секущей плоскостью. Для инструментов разных типов этот радиус находится в пределах 0,005…0,05 мм.
Существующее в наше время разнообразие обработок резанием, конструкций и геометрии инструментов, свойств обрабатываемых материалов, широкие пределы изменения режимов резания обусловливают практически безграничное число возможных комбинаций условий резания. Однако все они могут быть сведены к сравнительно небольшому числу основных типов обработки режущим лезвием. Их классификация, как правило, выполняется по следующим признакам.
1. По количеству режущих кромок, которые принимают участие в резании, – свободное и несвободное (рис. 1.10).
2. По ориентации главной режущей кромки относительно вектора скорости главного движения – прямоугольное ( ортогональное ) и косоугольное (рис. 1.11).
5. По времени и условиям контакта режущего лезвия с заготовкой – непрерывное, прерывистое и нестационарное резание (рис. 1.12).
РЕЗАНИЕ МЕТАЛЛОВ
обработка заготовки или предварит. обработанной детали снятием стружки (удаление припуска) для придания изделию заданных формы, размеров и обеспечения определ. технологией качества поверхности. К Р. м. относятся точение, строгание, долбление, протягивание, развёртывание, шлифование, фрезерование и др., к-рые осуществляются на металлореж. станках или вручную металлореж. инструментом. Качество и эффективность изготовления деталей машин зависят от рацион, проведения процессов Р. м.
Смотреть что такое «РЕЗАНИЕ МЕТАЛЛОВ» в других словарях:
РЕЗАНИЕ МЕТАЛЛОВ — (1) технологический процесс механической обработки металлов путём снятия слоя металла в виде стружки с поверхности заготовки с целью получения необходимых формы, точности размеров и чистоты поверхности, заданных чертежом детали. Осуществляется на … Большая политехническая энциклопедия
Резание металлов — см. Обработка металлов резанием … Большая советская энциклопедия
АВТОГЕННОЕ РЕЗАНИЕ МЕТАЛЛОВ — (Autogenous cutting) разрезание металла и металлических предметов путем сжигания в струе кислорода металла, предварительно накаленного газовым пламенем (водорода, ацетилена, блаугаза и др.). Выделяющееся при сгорании металла тепло нагревает… … Морской словарь
РЕЗАНИЕ — РЕЗАНИЕ, резания, мн. нет, ср. (книжн.). Действие по гл. резать (преим. в 1 и 4 знач.). Резание металлов. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова
резание — см. резать 1), 2), 3), 4), 5), 6), 11); я; ср. Ре/зание по дереву. Обработка металлов резанием … Словарь многих выражений
Обработка металлов резанием — технологические процессы обработки металлов путём снятия стружки, осуществляемые режущими инструментами на металлорежущих станках (См. Металлорежущий станок) с целью придания деталям заданных форм, размеров и качества поверхностных слоев … Большая советская энциклопедия
ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ РЕЗАНИЕМ — см. Резание металлов … Большой энциклопедический политехнический словарь
Резец — I Резец в археологии кремнёвое орудие с режущим краем, применявшееся человеком в эпохи позднего Палеолита, Мезолита и раннего Неолита для обработки кости, рога и некоторых пород камня. II Резец режущий инструмент, применяемый при… … Большая советская энциклопедия
Резец (инструмент) — Резец, режущий инструмент, применяемый при обработке изделий на токарных, револьверных, расточных, карусельных, строгальных, долбёжных, зубострогальных и специальных станках. Р. представляет собой стержень, состоящий из головки с режущей частью и … Большая советская энциклопедия
зМБЧБ 2 пУОПЧЩ ПВТБВПФЛЙ НБФЕТЙБМПЧ ТЕЪБОЙЕН
2.1 иБТБЛФЕТЙУФЙЛБ ФЕИОПМПЗЙЮЕУЛЙИ НЕФПДПЧ ПВТБВПФЛЙ ЪБЗПФПЧПЛ
нЕФПД ПВТБВПФЛЙ ИБТБЛФЕТЙЪХЕФУС ЧЙДПН ЙУРПМШЪХЕНПК ЬОЕТЗЙЙ, УРПУПВПН ЧПЪДЕКУФЧЙС ЙОУФТХНЕОФБ ОБ ЪБЗПФПЧЛХ Й УИЕНПК ПВТБВПФЛЙ ПРТЕДЕМЕООПК РПЧЕТИОПУФЙ ЪБЗПФПЧЛЙ. рТЙ ПВТБВПФЛЕ ЙУРПМШЪХАФ УМЕДХАЭЙЕ ЧЙДЩ ЬОЕТЗЙЙ:
рП УРПУПВХ ЧПЪДЕКУФЧЙС ЙОУФТХНЕОФБ ОБ ПВТБВБФЩЧБЕНХА ЪБЗПФПЧЛХ ТБЪМЙЮБАФ ЧЙД ЛПОФБЛФБ (ФПЮЕЮОЩК, МЙОЕКОЩК, РТПУФТБОУФЧЕООЩК) Й ИБТБЛФЕТ ЛПОФБЛФБ (ОЕРТЕТЩЧОЩК, РТЕТЩЧЙУФЩК, ЙНРХМШУОЩК Й ЧЙВТБГЙПООЩК).
уИЕНБ ПВТБВПФЛЙ ЪБЧЙУЙФ ПФ ЧЙДБ ЙУРПМШЪХЕНПЗП ПВПТХДПЧБОЙС. оБ УИЕНЕ РПЛБЪЩЧБАФ ХУМПЧОПЕ ЙЪПВТБЦЕОЙЕ ЪБЗПФПЧЛЙ Й ЙОУФТХНЕОФБ, ЙИ ЪБЛТЕРМЕОЙЕ Й ЖПТНППВТБЪХАЭЙЕ ДЧЙЦЕОЙС.
2.2 лЙОЕНБФЙЛБ ТЕЪБОЙС
2.3 нЕФПДЩ ЖПТНППВТБЪПЧБОЙС РПЧЕТИОПУФЕК
рТЙ ПВТБВПФЛЕ РПЧЕТИОПУФЕК ОБ НЕФБММПТЕЦХЭЙИ УФБОЛБИ ПВТБЪХАЭЙЕ Й ОБРТБЧМСАЭЙЕ МЙОЙЙ Ч ВПМШЫЙОУФЧЕ УМХЮБЕЧ СЧМСАФУС ЧППВТБЦБЕНЩНЙ. пОЙ ЧПУРТПЙЪЧПДСФУС ЧП ЧТЕНЕОЙ ЛПНВЙОБГЙЕК ДЧЙЦЕОЙК ЪБЗПФПЧЛЙ Й ЙОУФТХНЕОФБ, УЛПТПУФЙ ЛПФПТЩИ УФТПЗП УПЗМБУПЧБОЩ. дЧЙЦЕОЙС ТЕЪБОЙС СЧМСАФУС ЖПТНППВТБЪХАЭЙНЙ. нЕИБОЙЮЕУЛБС ПВТБВПФЛБ ЪБЗПФПЧПЛ ДЕФБМЕК НБЫЙО ТЕБМЙЪХЕФ Ч ПУОПЧОПН ЮЕФЩТЕ НЕФПДБ ЖПТНППВТБЪПЧБОЙС РПЧЕТИОПУФЕК: ЛПРЙТПЧБОЙС, УМЕДПЧ, ЛБУБОЙС Й ПВЛБФЛЙ.
пВТБЪПЧБОЙЕ РПЧЕТИОПУФЕК НЕФПДПН ЛПРЙТПЧБОЙС УПУФПЙФ Ч ФПН, ЮФП ТЕЦХЭБС ЛТПНЛБ ЙОУФТХНЕОФБ СЧМСЕФУС ТЕБМШОПК ПВТБЪХАЭЕК МЙОЙЕК 1 (ТЙУХОПЛ 2.2, Б). оБРТБЧМСАЭБС МЙОЙС 2 ЧПУРТПЙЪЧПДЙФУС ЧП ЧТЕНЕОЙ ЧТБЭЕОЙЕН ЪБЗПФПЧЛЙ. ъДЕУШ ЖПТНППВТБЪХАЭЙН СЧМСЕФУС ЗМБЧОПЕ ДЧЙЦЕОЙЕ ТЕЪБОЙС. дЧЙЦЕОЙЕ РПДБЮЙ ОЕПВИПДЙНП ДМС ФПЗП, ЮФПВЩ РПМХЮЙФШ ЗЕПНЕФТЙЮЕУЛХА РПЧЕТИОПУФШ ПРТЕДЕМЕООПЗП ТБЪНЕТБ. нЕФПД ЛПРЙТПЧБОЙС ЙУРПМШЪХАФ РТЙ ПВТБВПФЛЕ ЖБУПООЩИ РПЧЕТИОПУФЕК ДЕФБМЕК ОБ ТБЪМЙЮОЩИ НЕФБММПТЕЦХЭЙИ УФБОЛБИ- ФПЛБТОЩИ, ЖТЕЪЕТОЩИ, РТПФСЦОЩИ.
пВТБЪПЧБОЙЕ РПЧЕТИОПУФЕК РП НЕФПДХ УМЕДПЧ ЪБЛМАЮБЕФУС Ч ФПН, ЮФП ПВТБЪХАЭБС МЙОЙС СЧМСЕФУС ФТБЕЛФПТЙЕК ДЧЙЦЕОЙС ФПЮЛЙ ЧЕТЫЙОЩ ЗМБЧОПК ТЕЦХЭЕК ЛТПНЛЙ ЙОУФТХНЕОФБ, Б ОБРТБЧМСАЭБС МЙОЙС 2-ФТБЕЛФПТЙЕК ДЧЙЦЕОЙС ФПЮЛЙ ЪБЗПФПЧЛЙ (ТЙУХОПЛ 2.2, В). ъДЕУШ ЖПТНППВТБЪХАЭЙНЙ СЧМСАФУС ДЧЙЦЕОЙС ТЕЪБОЙС. ьФПФ НЕФПД ЖПТНППВТБЪПЧБОЙС РПЧЕТИОПУФЕК ДЕФБМЕК ТБУРТПУФТБОЕО ОБЙВПМЕЕ ЫЙТПЛП.пВТБЪПЧБОЙЕ РПЧЕТИОПУФЕК РП НЕФПДХ УМЕДПЧ ЪБЛМАЮБЕФУС Ч ФПН, ЮФП ПВТБЪХАЭБС МЙОЙС СЧМСЕФУС ФТБЕЛФПТЙЕК ДЧЙЦЕОЙС ФПЮЛЙ ЧЕТЫЙОЩ ЗМБЧОПК ТЕЦХЭЕК ЛТПНЛЙ ЙОУФТХНЕОФБ, Б ОБРТБЧМСАЭБС МЙОЙС 2-ФТБЕЛФПТЙЕК ДЧЙЦЕОЙС ФПЮЛЙ ЪБЗПФПЧЛЙ (ТЙУХОПЛ 2.2, В). ъДЕУШ ЖПТНППВТБЪХАЭЙНЙ СЧМСАФУС ДЧЙЦЕОЙС ТЕЪБОЙС. ьФПФ НЕФПД ЖПТНППВТБЪПЧБОЙС РПЧЕТИОПУФЕК ДЕФБМЕК ТБУРТПУФТБОЕО ОБЙВПМЕЕ ЫЙТПЛП.
2.4 тЕЦЙН ТЕЪБОЙС
рПД ТЕЦЙНПН ТЕЪБОЙС РПОЙНБАФ УПЧПЛХРОПУФШ ЪОБЮЕОЙК УЛПТПУФЙ ЗМБЧОПЗП ДЧЙЦЕОЙС ТЕЪБОЙС, УЛПТПУФЙ ДЧЙЦЕОЙС РПДБЮЙ Й ЗМХВЙОЩ ТЕЪБОЙС.
уЛПТПУФША ЗМБЧОПЗП ДЧЙЦЕОЙС ТЕЪБОЙС v ОБЪЩЧБАФ ТБУУФПСОЙЕ, РТПКДЕООПЕ ФПЮЛПК ТЕЦХЭЕК ЛТПНЛЙ ЙОУФТХНЕОФБ ПФОПУЙФЕМШОП ЪБЗПФПЧЛЙ Ч ОБРТБЧМЕОЙЙ ЗМБЧОПЗП ДЧЙЦЕОЙС ТЕЪБОЙС Ч ЕДЙОЙГХ ЧТЕНЕОЙ. уЛПТПУФШ ЗМБЧОПЗП ДЧЙЦЕОЙС ТЕЪБОЙС ЙНЕЕФ ТБЪНЕТОПУФШ Н/НЙО ЙМЙ Н/У.
зМХВЙОПК ТЕЪБОЙС t (НН) ОБЪЩЧБАФ ТБУУФПСОЙЕ НЕЦДХ ПВТБВБФЩЧБЕНПК Й ПВТБВПФБООПК РПЧЕТИОПУФСНЙ ЪБЗПФПЧЛЙ, ЙЪНЕТЕООПЕ РЕТРЕОДЙЛХМСТОП Л РПУМЕДОЕК Й РТПКДЕООПЕ ЪБ ПДЙО ТБВПЮЙК ИПД ЙОУФТХНЕОФБ.
2.5 жЙЪЙЮЕУЛБС УХЭОПУФШ ТЕЪБОЙС
Виды резки металла
Резка металла — это процесс разделения металлического листа или трубы на несколько частей ручным, механическим, термическим методом. Череповецкий завод металлоконструкций использует данный процесс при производстве различных изделий, благодаря чему специалисты могут подробно объяснить все особенности. Ответ на вопрос о том, чем резать металл, в условиях современного развития промышленных технологий оказывается достаточно многогранным. Так как режут металл также в бытовых и ремонтных целях, вопрос оказывается актуальным для многих людей.
Способы резки
Способы резки металлов классифицируются в зависимости от используемого оборудования. Этот параметр позволяет выделить следующие типы:
Ручная резка металла
Данный метод резки не применяется в промышленности ввиду низкой эффективности. Разрезать металлический лист вручную можно с помощью ножниц, лобзика, ножовки, болгарки. Скорость и точность выполнения работы в данном случае полностью зависит от мастера, который режет материал. Стоит учесть, что используемые инструменты, особенно ножницы, существенно ограничены по техническим характеристикам. Не каждый металл получится разрезать вручную. Тем не менее такой способ подходит для выполнения большинства бытовых задач.
Гидроабразивная резка металла
Когда разделение проводится с целью раскройки заготовки из металла, одним из самых подходящих способов будет гидроабразивный. Струя воды, смешанная с абразивным веществом, воздействует на материал под давлением, благодаря чему можно вырезать детали сложной формы. Это один из первых методов резки металлов, известных человечеству. Современное оборудование позволяет добиться высокой точности и воспроизвести линии любой кривизны.
Другие преимущества данного способа включают:
При всех преимуществах гидроабразивной резки металлов обработать таким образом получится только листы из определенного сплава, имеющие небольшую толщину.
Термическая резка металла
Термическая резка металла позволяет существенно ускорить раскрой. Терморезка бывает:
Каждый из видов термической резки имеет свои особенности, однако отличительной чертой является отсутствие прямого контакта между обрабатываемой поверхностью и инструментом. Бесконтактное разделение заготовки происходит с применением струи газа, лазерного луча или плазмы соответственно.
Газокислородная резка
При высоких температурах металл нагревается, плавится и выгорает. Именно это свойство лежит в основе газокислородной технологии.
Процесс газокислородной резки проходит в два этапа:
Такой метод позволяет разрезать металлические заготовки большой толщины, в том числе титановые листы. Однако у данного способа есть и особенности, которые можно рассматривать как недостатки:
Основная сложность при получении реза высокого качества возникает из-за необходимости выдерживать идентичное расстояние в течение всего процесса. В отличие от ручного резака автоматизированное устройство режет заготовку более точно и быстро.
Плазменная резка
Режущим инструментом при использовании данного метода выступает струя плазмы. Для такой резки металла применяется специальное оборудование — плазматрон. Через его сопло происходит струйная подача плазмы, которая является по сути ионизированным газом сверхвысокой температуры.
Плазменная резка незаменима тогда, когда необходимо разделить толстый металлический лист. Технология позволяет работать с материалом до 150 мм шириной.
По типу воздействия на материал рез может быть:
Плазменная резка металла характеризуется:
Лазерная резка
Лазерная резка металла — это современный способ обработки изделий с помощью воздействия лазерного луча. Фокусируя лазер на конкретной точке разрезаемого материала, можно прогреть свыше температуры плавления и испарить участок поверхности. Передвигая рабочую головку по заданной траектории, на листовом металле получают рез необходимой формы и размера.
Чаще всего технологию применяют, когда обрабатывают:
Однако лазерная резка уникальна тем, что позволяет разрезать любые металлические изделия, а также детали их сплавов и неметаллов.
Кроме того, лазерный метод выделяется:
Однако следует учитывать и недостатки такой обработки металла:
Механическая резка металла
Механические технологии предполагают непосредственный контакт инструмента с металлом. Таким инструментом может быть:
Отдельно выделяют ударный способ разделения при помощи гильотины.
Резка ленточной пилой
К преимуществам такой резки металлов причисляют:
Современные модели удобны в использовании, поскольку оснащены дополнительным электронным оборудованием.
Ударная резка металла с помощью гильотины
Ударная резка металла, она же рубка, выполняется на специальном резаке-гильотине. Происходит фиксация материала в горизонтальном положении и его разделение рубящим ударом. Таким методом удобно разделять листовой металл. Разрезание происходит одновременно по всей длине материала. Способ подходит для работы с разными видами стали, включая нержавеющую, оцинкованную, электротехническую.
Главным преимуществом технологии считается возможность быстро получить абсолютно ровный рез. Однако есть и минусы: шумная работа оборудования, разная ширина у полученный частей металла, ограниченная ширина материала, который можно обработать.
Резка на дисковом станке
Рабочим инструментом выступает диск с зубьями по внешнему краю. Электродвигатель приводит диск в движение, позволяя осуществить качественный рез по металлу.
Среди плюсов данного метода можно отметить:
Инструменты для резки металлов
Резать металл можно и в бытовых условиях — с этой целью используют такие механические приспособления, как ножницы и пилы разных видов.
Ручные ножницы
Подходят, если толщина металла не превышает 3 мм. Ручные ножницы — один из самых популярных инструментов для бытовой обработки металлических изделий. При этом они бывают нескольких видов:
Пилы для металла также бывают разные. Каждая имеет свои преимущества и недостатки. Металлорезка выполняется пилой одного из следующих видов:
Выбирать пилу следует с учетом конкретной задачи и особенностей материала. Например, торцевая пила позволяет резать под углом, а дисковая пила отлично справится с распилом тонких листов металла.
Углошлифовальная машина
Этот инструмент для резки металлов широко известен как болгарка. Ею удобно пользоваться за счет небольшого веса и универсальности. Сменные диски позволяют обработку металла разной толщины. Кроме того, болгарка может не только резать, но и шлифовать и полировать поверхность. Благодаря удобству и широкому функционалу именно углошлифовальная машина считается оптимальным инструментом для резки металла в быту.
Специалисты Череповецкого завода металлоконструкций имеют многолетний опыт работы с разнообразными материалами. Для промышленной резки металлов мы используем современное оборудование и сертифицированное сырье, что позволяет гарантировать высокое качество металлоконструкций.
Что называют резанием материалов
Парфеньева И.Е. ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ. М.: Учебное пособие, 2009
1. Общая характеристика обработки резанием
Общая характеристика обработки резанием. Сущность процесса резания. Виды стружек. Силы резания. Тепловые явления процесса резания. Наростообразование при резании. Вибрации при резании.
1.1. Общие сведения
Обработка металлов резанием – это процесс срезания режущим инструментом с поверхности заготовки слоя металла в виде стружки для получения необходимой геометрической формы, точности размеров, взаиморасположения и шероховатости поверхностей детали.
Заготовками для деталей служат отливки, поковки и штамповки, сортовой прокат. Используются как черные так и цветные металлы.
Слой металла, удаляемый с заготовки при резании, называется припуском.
В зависимости от применяемого инструмента различают следующие виды обработки материалов резанием:
1. Лезвийная обработка (резцы, фрезы, сверла и др.)
2. Абразивная обработка (круги, бруски, пасты и др.)
3. В физико-химических средах (электролиты, плазма, луч лазера и др.).
1.2.Сущность процесса резания
Под действием нормальных и касательных напряжений срезаемый слой пластически деформируется. Рост пластической деформации приводит к сдвиговым деформациям, т.е. к смещению частей кристаллов относительно друг друга. Это происходит, когда возникающие напряжения превосходят предел прочности обрабатываемого материала. Сдвиговые деформации происходят в зоне стружкообразования АВС, причем они начинаются в плоскости АВ и заканчиваются в плоскости АС – скалыванием элементарного объема металла и образованием стружки. Далее процесс повторяется и образуется следующий элемент стружки и т.д.
Условно принято считать, что сдвиговые деформации происходят по плоскости ОО, которую называют плоскостью сдвига. Плоскость сдвига ОО располагается примерно под углом 
= 30? к направлению движения резца. Угол называют углом сдвига. Он не зависит от геометрических параметров режущего инструмента и свойств обрабатываемого материала.
Срезанный и превращенный в стружку слой металла дополнительно деформируется вследствие трения стружки о переднюю поверхность инструмента.
Рис.1. Схема упругонапряженного состояния металла при обработке резанием
Следовательно, резание может быть представлено как процесс последовательного упругого и пластического деформирования срезаемого слоя металла, а затем его разрушения.
1.3. Виды стружек
В зависимости от обрабатываемого материала, условий резания, геометрии режущего инструмента изменяется характер стружки. Стружка при резании может быть (рис.2) :
скалывания – состоит из отдельных связанных между собой элементов. Обращенная к резцу сторона ее гладкая, а противоположная имеет большие зазубрины. Образуется при обработке металлов средней твердости с невысокими скоростями резания и значительными подачами резцов, имеющих небольшие передние углы;
надлома – состоит из отдельных не связанных или слабо связанных между собой элементов стружки. Образуется при обработке хрупких материалов (чугуна, бронзы, некоторых сплавов алюминия). Обработанная поверхность имеет большие неровности.
Стружка, образующаяся в процессе резания, подвергается значительной деформации, одним из проявлений которой является ее усадка.
Усадка состоит в том, что длина стружки становится меньше длины обработанной поверхности, а толщина – больше толщины срезанного с заготовки слоя металла. Ширина стружки при этом практически не изменяется. Величина усадки характеризуется коэффициентом усадки : 
где L o – длина обработанной поверхности; L – длина стружки; h o –толщина срезаемого с заготовки слоя; h – толщина стружки.
Величина усадки стружки зависит от свойств обрабатываемого материала, режима резания, геометрических параметров инструмента и др. Для хрупких материалов 
, для пластичных 
. Использование СОЖ усадку стружки меньшает.
1.4. Силы резания
При обработке резанием металл оказывает сопротивление режущему инструменту. Это сопротивление преодолевается силой резания, приложенной к передней поверхности инструмента. Сила резания направлена перпендикулярна передней поверхности резца. Сила резания затрачивается на отрыв элемента стружки от основной массы металла и его деформацию, а также на преодоление трения стружки о переднюю поверхность резца и задней поверхности резца о поверхность резания.
В результате сопротивления металла процессу деформирования возникают реактивные силы, действующие на режущий инструмент (рис.3а).
Рис.3. Схема сил, действующих на резец (а), и разложение силы резания на составляющие (б)
ось Х – линия центров станка; ось У – горизонтальная линия, перпендикулярная линии центров станка; ось Z – линия, перпендикулярная плоскости ХОУ (рис.3б).
Сила Р У –радиальная составляющая силы резания. Действует перпендикулярно оси обрабатываемой заготовки в плоскости ХОУ. По силе Р у определяют величину упругого отжатия резца от заготовки, ведут расчет технологической системы на жесткость. Сила Ру стремится оттолкнуть резец от заготовки и деформировать ее. Учитывается при расчете прочности станины и суппорта, способствует появлению вибраций.
Сила Р Х – осевая составляющая силы резания. Действует вдоль оси заготовки параллельно направлению продольной подачи. По силе Р z рассчитывают механизм подачи станка, а также изгибающий момент, действующий на стержень резца.
Равнодействующая силы резания определяется как диагональ параллепипеда, построенного на составляющих сил:
Каждая из составляющих силы резания определяется по эмпирическим формулам вида: 
, Н
где 
– коэффициент, учитывающий физико-механические свойства материала обрабатываемой заготовки;
– коэффициент, учитывающий факторы, не вошедшие в формулу (величины углов резца, материал резца и др.)
– глубина резания, мм;
V – скорость резания, м/мин;
— показатели степеней.
Между указанными силами имеется примерно следующее соотношение:
Крутящий момент на шпинделе станка: 
, н·м,
где D заг –диаметр заготовки, мм
Эффективной мощностью N е называют мощность, расходуемую на процесс деформирования и срезания с заготовки слоя металла. При точении цилиндрическойповерхности на токарно-винторезном станке эффективная мощность
, кВт
где n –частота вращения заготовки, об/мин.
Величина мощности от силы 
составляет 1-2% от всей мощности. Поэтому ею пренебрегают и мощность N е определяют по формуле:
, кВт
Мощность, расходуемая электродвигателем 
,
где 
— к.п.д. станка, равный 0,7 – 0,8.
1.5. Тепловые явления процесса резания
Образующееся в зоне резания тепло распределяется между заготовкой, стружкой, режущим инструментом и окружающей средой.
Причинами образования теплоты являются упругопластическое деформирование в зоне стружкообразования, трение стружки о переднюю поверхность инструмента, трение задних поверхностей инструмента о заготовку. Тепловой баланс процесса резания можно представить следующим тождеством :
где: Q Д – количество теплоты, выделяющейся при упругопластическом деформировании обрабатываемого материала;
Q П.П – количество теплоты, выделяющейся при трении стружки о переднюю поверхность инструмента;
Q З.П. – количество теплоты, выделяющейся при трении задних поверхностей инструмента о заготовку;
Q С – количество теплоты, отводимое стружкой;
Q И – количество теплоты, отводимое режущим инструментом;
Q Л – количество теплоты, переходящее в окружающую среду (теплота лучеиспускания).
По данным многих исследований, количество теплоты, отводимое стружкой, составляет (25-85)% всей выделяющейся теплоты, заготовкой (10-50)%, режущим инструментом (2-8)%. Количественное распределение теплоты зависит главным образом от скорости резания (рис.4). С увеличением скорости резания отводимое стружкой тепло увеличивается, а заготовкой, инструментом, окружающей средой – уменьшается.
Рис.4. Распределение теплоты резания в зависимости от скорости резания
Соотношение членов в уравнении теплового баланса не постоянны и изменяются в зависимости от физико-механических свойств обрабатываемого материала, условий резания и материала инструмента, условий обработки и др.
Влияние геометрии резца:
1.С увеличением угла резания 
и угла в плане 
температура в зоне резания возрастает.
2.С увеличением радиуса закругления при вершине температура в зоне резания уменьшается.
Теплообразование отрицательно влияет на процесс обработки. Обработка должна производится без перегрева режущего инструмента. Так для работы инструмента из углеродистой стали температура в зоне резания не должна превышать (200-250)град C, из быстрорежущей стали (550-600) град C, инструментом, оснащенным твердыми сплавами – (800-1000) град C, а минералокерамикой – (1000-1200) град C; абразивными материалами – (1800-2000) град C. Нагрев инструмента выше указанных температур вызывает структурные превращения в материале, из которого инструмент изготовлен, снижение его твердости и потерю его режущих способностей. Также происходит изменение геометрических размеров инструмента, что влияет на точность размеров и геометрическую форму обработанных поверхностей. Нагрев заготовки вызывает изменение ее геометрических размеров. Вследствие жесткого закрепления заготовки на станке она начинает деформироваться. А это приведет к снижению точности обработки.
Для уменьшения отрицательного влияния теплоты на процесс резания обработку следует вести в условиях применения смазочно-охлаждающих сред (СОЖ).
1.6. Наростообразование при резании
При резании пластичных материалов (сталь, латунь) происходит явление, получившее название наростообразования, когда на передней поверхности резца у режущей кромки образуется плотное скопление частиц металла, прочно укрепляющееся на передней поверхности инструмента. Образование нароста объясняется тем, что при некоторых условиях обработки (высокие давления, значительные температуры в зоне контакта стружки с резцом) силы трения между передней поверхностью инструмента и срезанным слоем металла становятся больше сил внутреннего сцепления, и при определенных температурных условиях металл прочно оседает на передней поверхности инструмента. Размеры и форма нароста постоянно меняются. Он периодически разрушается, уносится стружкой и образуется вновь.
Рис.5. Схема образования нароста
Металл нароста деформирован, и твердость его значительно (иногда в 2-3 раза) превосходит твердость обрабатываемого металла.
Угол резания на наросте 
меньше угла резания на резце , вследствие этого несколько уменьшаются затраты мощности на резание. Нарост защищает вершину резца и режущую кромку от преждевременного изнашивания. Точность и качество обработки поверхностей при наросте ухудшаются. Возрастает шероховатость поверхностей. Поэтому при черновой обработке, где качество поверхности не имеет особого значения, нарост благоприятно влияет на резание, а при чистовой обработке, когда качество обработанной поверхности важно, образование нароста вредно и его следует избегать.
Установлено, что интенсивность образования нароста в значительной степени зависит от скорости резания. Наибольшее наростообразование имеет место при скоростях резания 18-30 м/мин, а при скоростях резания до 10-12 м/мин и более 50-70 м/мин нарост на режущем инструменте практически не образуется. Поэтому чистовую обработку выполняют на повышенных скоростях резания.
Глубина резания t существенного влияния на размеры нароста не оказывает.
С увеличением угла резания нарост увеличивается. Применение СОЖ уменьшает нарост.
При прерывистом резании (строгание, фрезерование) нарост обычно не удерживается на режущей кромке.
1.7. Вибрации при резании
Вследствие нежесткости элементов технологической системы СПИД (станок–приспособление–инструмент–деталь) всегда возникают колебания инструмента относительно заготовки, которые называют вибрациями при резании.
Вибрации отрицательно влияют на процесс резания:
Основные меры борьбы с вибрациями:
Однако при обработке труднообрабатываемых материалов вибрации играют положительную роль. Для обработки таких материалов применяют вибрационное резание. Сущность вибрационного резания состоит в том, что в процессе обработки создаются искусственные колебания инструмента с регулируемой частотой и заданной амплитудой в определенном направлении. Источники колебаний – механические вибраторы или высокочастотные генераторы. Частоту колебаний задают от 200 до 20000 Гц, амплитуду колебаний – от 0,02 до 0,002 мм. Колебания задают по направлению подачи или по направлению скорости резания.
Вибрационное резание по сравнению с обычным имеет следующие преимущества:
Однако в некоторых случаях стойкость инструмента несколько снижается.
Вибрационное резание применяют при точении, сверлении, нарезании резьбы плашками и метчиками, шлифовании, фрезеровании и др.