Глава V. Рубка металла

§ 17. Общие понятия о рубке. Сущность процесса резания металла

Рубкой называется слесарная операция, при которой с помощью режущего инструмента (зубила и др.) и ударного инструмента (слесарного молотка) с поверхности заготовки или детали удаляются лишние слои металла или заготовка разрубается на части.

Рубка производится в тех случаях, когда по условиям производства станочная обработка трудно выполнима или нерациональна и когда не требуется высокой точности обработки.

Рубка применяется для удаления (срубания) с заготовки больших неровностей (шероховатостей), снятия твердой корки, окалины, заусенцев, острых углов кромок на литых и штампованных деталях, для вырубания шпоночных пазов, смазочных канавок, для разделки трещин в деталях под сварку (разделка кромок), срубания головок заклепок при их удалении, вырубания отверстий в листовом материале.

Кроме того, рубка применяется тогда, когда необходимо от пруткового, полосового или листового материала отрубить какую-то часть.

Заготовку перед рубкой закрепляют в тиски. Крупные заготовки рубят на плите или наковальне, а особо крупные - на том месте, где они находятся.

В зависимости от назначения обрабатываемой детали рубка может быть чистовой и черновой. В первом случае зубилом за один проход снимают слой металла толщиной от 0,5 до 1 мм, во втором - от 1,5 до 2 мм. Точность обработки, достигаемая при рубке, составляет 0,4-1,0 мм.

Резанием называется процесс удаления с обрабатываемой заготовки (детали) лишнего слоя металла в виде стружки, осуществляемый при помощи режущих инструментов. Процесс резания осуществляется при выполнении большинства слесарных операций: рубки, резания, опиливания, сверления, шабрения, притирки.

Форма режущей части (лезвия) любого режущего инструмента представляет собой клин с определенными углами (зубило, резец) или несколько клиньев (ножовочное полотно, метчик, плашка, фреза, напильник) (рис. 55,а-з).

Рис. 55. Углы режущей части слесарного инструмента: а - зубила, д - ножовочного полотна, б - крейцмейселя, е - сверла, в - шабера, ж - развертки, г - напильника, з - метчика

Рис. 56. Простейший вид клина-зубила (а), зависимость силы внедрения его от (б): Р - сила удара, Р - угол заострения, β - небольшой угол, β₁ - угла заострения (б): β₂ - большой угол

Зубило представляет собой простейший режущий инструмент, в котором форма клина особенно четко выражена (рис. 56,а).

В зависимости от того, как будет заострен режущий клин (рис. 56,6), как он будет установлен по отношению к плоскости (поверхности) детали и как будет направлена сила, двигающая клин в слое металла, можно получить наибольший или наименьший выигрыш в затрате труда, в качестве обработки, а также в количестве израсходованных инструментов.

Чем острее клин, т. е. меньше угол, образованный его сторонами, тем меньшее усилие потребуется для его углубления в материал.

Теорией и практикой резания установлены определенные углы заострения режущих инструментов для различных металлов. Элементы и геометрическая форма режущей части зубила изображены на рис. 57.

На обрабатываемой заготовке различают следующие поверхности: обрабатываемую, обработанную, а также поверхность резания.

Обрабатываемой поверхностью называется поверхность, с которой будет сниматься слой материала (стружка).

Обработанной поверхностью называется поверхность, с которой снят слой металла (стружка).

Грань, по которой сходит стружка при резании, называется передней, а противоположная ей грань, обращенная к обрабатываемой поверхности заготовки, - задней. Пересечение передней и задней граней образуют режущую кромку, ширина которой у зубила обычно 15 - 25 мм.

Угол λ заострения β (бэта) - угол, образованный между передней и задней поверхностями инструмента.

Угол резания δ (дельта) - угол между передней гранью и обрабатываемой поверхностью; он равен сумме угла заострения и заднего угла, т. е.

Передний угол γ (гамма) - угол между передней гранью и плоскостью, проведенной через режущую кромку перпендикулярно обрабатываемой поверхности. Чем больше передний угол у инструмента, тем меньше угол заострения и тем, следовательно, меньше будет усилие резания, но менее прочной и стойкой будет режущая его часть.

Рис. 57. Элементы резания и геометрия режущей части зубила

Задний угол α (альфа) образуется задней поверхностью (гранью) и поверхностью резания. Задний угол должен быть очень небольшим, чтобы не ослабить режущую часть инструмента. Для зубил он равен 3 - 8°. Если зубило наклонить под большим углом, оно врежется в обрабатываемую поверхность; при меньших углах зубило скользит, не производя резания. Этот угол уменьшает трение задней поверхности инструмента об обработанную поверхность.

Действие клинообразного инструмента на обрабатываемый металл изменяется в зависимости от положения оси клина и направления действия силы Р.

Различают два основных вида работы клина:

ось клина и направление действия силы Р перпендикулярны поверхности заготовки.

В этом случае заготовка разрубается;

ось клина и направление действия силы Р образуют с поверхностью заготовки угол меньше 90°. В этом случае с заготовки снимается стружка.

При работе клина при угле менее 90° его передняя поверхность сжимает находящийся перед нею срубаемый слой металла, отдельные его частицы смещаются относительно друг друга; когда напряжение в металле превысит прочность металла, происходит сдвиг или скалывание его частиц, в результате чего образуется стружка.