Процессы формообразования и режущий инструмент: характеристики, классификация и методы

Процессы формообразования и режущий инструмент

Чтобы превратить заготовку в готовую деталь с заданной формой, точными размерами и нужным качеством поверхности, инженеры опираются на целое семейство технологических процессов. Ниже разобрано, что понимают под формообразованием, какими характеристиками его описывают, как классифицируют процессы по потоку материала и какими методами и инструментами их реализуют.

Какими характеристиками описывают процесс формообразования?

Все характеристики процесса удобно свести к двум группам — материально-энергетическим и информационным.

Материально-энергетические характеристики охватывают вид подводимой к материалу энергии, её распределение в пространстве и во времени, а также среду, в которой протекает обработка. К заготовке могут подводить энергию нескольких типов:

• тепловую;
• механическую;
• электромагнитную;
• лучевую;
• химическую.

Нередко в дело идёт и комбинация перечисленных видов энергии. По характеру распределения подводимая энергия бывает точечной, линейной, поверхностной или объёмной. Роль среды, в которой идёт формообразование, играют воздух, электролит, технологическая жидкость либо диэлектрик, а иногда — их сочетание.

Информационные характеристики описывают, как процесс представлен и задан. Сюда относят форму представления информации, её носитель и язык, а также последовательность и субъект преобразования. Форма представления бывает текстовой, числовой или мультимедийной; для её передачи применяют разнообразные естественные и искусственные языки. Носителем же служит материальный объект, на котором информацию хранят, считывают и используют, — он может быть бумажным, промежуточным или электронным.

Как классифицируют процессы формообразования?

В основу систематизации кладут анализ потока материала, поступающего на вход процесса. Исходя из того, что происходит со связями внутри заготовки, выделяют четыре типа процессов.

1. Создающие связь. Они формируют новые формы «с нуля» — сюда относят литьё, сварку и склейку.
2. Увеличивающие количество связей. Это направление отражает современную тенденцию развития формообразующих технологий.
3. Сохраняющие связи. Форму меняют без изменения массы заготовки — характерный пример представляет обработка давлением.
4. Разрывающие связь. Здесь меняются и форма, и масса заготовки, а типичным примером служит резание.

Чтобы учесть современную линию развития процессов, наращивающих число связей, приведённую классификацию дополняют направлениями достижения целей формообразования, а для описания энергетической и информационной составляющих обращаются к рассмотренным выше характеристикам.

Какими методами и инструментами выполняют формообразование?

На практике применяют широкий набор методов, и каждый опирается на собственную оснастку и инструмент.

1. Литейное производство. Задействуют литейные формы, модельные комплекты, кокили, стержневые ящики и подобную оснастку.
2. Обработка металлов давлением. В ход идут прокатные станки и валки, печи, наковальни и молотки, раскатка, обжимы различных типов, штампы, прессы и фильеры.
3. Получение неразъёмных соединений. Здесь используют сварочное оборудование, электроды и держатели для них, флюсы, горелки, а также зубило, специальные молотки и стальные щётки.
4. Точение. Применяют токарные и токарные фасонные резцы, заточные станки, наждаки и лезвия различных типов.
5. Сверление. Опирается на разнообразные свёрла и станки — механические и электрические дрели, агрегатные, токарные и токарно-затыловочные, горизонтально-фрезерные, вертикально-расточные, универсально-фрезерные и токарно-револьверные станки.
6. Зенкерование. Используют зенкеры различных типов, а также сверлильные, расточные, токарные, фрезерные и агрегатные станки.
7. Развёртывание. Выполняют ручными и машинными развёртками: цилиндрическими цельными и раздвижными, а также коническими цельными.
8. Фрезерование. Основной инструмент — фрезерные станки.
9. Резьбонарезание. Применяют резцы, плашки, метчики, а также дисковые и гребенчатые фрезы.
10. Зубонарезание. В ход идут червячные, дисковые и концевые фрезы.
11. Протягивание. Реализуют протяжками и другими режущими инструментами.
12. Шлифование. Выполняют шлифовальными кругами.
13. Пластическое деформирование. Опирается на прессы различных типов.

Протягивание — это обработка многолезвийным инструментом, при которой главное движение резания поступательное и охватывает всю обрабатываемую поверхность сразу, без движения подачи.