Главная Обратная связь

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






Общая характеристика рабочего процесса как части структурной схемы технологической системы механической обработки резанием



 

       
   
 
 


Рабочий 2.1.Кинематика Упругие Стружко- Трение

Процесс резания деформации образование и износ

 

Термоструктурные Химические Электрические и магнитные

явления явления явления

 

Кинематика резания и кинематика станков связаны, но различны:

Кинематика станков – движения, передаваемые инструментом к деталям.

Кинематика резания – классификация принципиальных средств резания, технологических способов формообразования.

Процесс образования стружки – возможна, если действует сила, большая прочности материала.

3 вида стружки:

-скалывания (суставчатая)

-сливная

-надлома
Скалывания состоит из деформируемых элементов, сдвинутых относительно друг друга

Сливная – непрерывная лента

Надлома (элементная) – отдельная

 

Упругие и пластические деформации

Под действием режущего инструмента срезаемый слой подвергается сжатию. Процессы сжатия и растяжения сопровождаются упругими и пластическими деформациями. Пластическое деформирование заключается в сдвиге одних слоев относительно других по плоскостям скольжения, которые совпадают в основном с направлением наибольших сдвигающих напряжений. Сдвиги происходят между отдельными частицами кристаллического зерна (монокристалла) и между самими зернами в поликристалле; в результате сдвигов изменяется форма зерен, их размер и взаимное расположение. Процесс пластического деформирования сопровождается большим тепловыделением и изменением свойств металла; одним из таких изменений является повышение твердости (а следовательно, и хрупкости).

 

Степень срезанного слоя определяется величиной усадки стружки.

В зависимости от условий и температуры резания, часть металла, прилегающей к поверхности, может задерживаться и уплотняться, образовывается нарост (отрицательное явление при окончательной обработки).

Наростообразование характерно для вязких материалов в случае обработки их с малыми скоростями и малыми подачами. Его величина характеризуется высотой. С ростом переднего угла наростообразование резко уменьшается. Твердость нароста в 2-4 раза выше твердости обрабатываемого материала, поэтому нарост участвует в резании. По мере увеличения высоты нароста динамическое равновесие нарушается и часть нароста уноситься со стружкой, а другая остается на обрабатываемом материале.

На рисунке 6-11 изображена зависимость высоты нароста от скорости резания. На



рисунке 6-12 зависимость высоты нароста от главного угла в плане φ. Наличие

(отсутствие) нароста в зависимости от подачи и скорости резания изображено на рисунке 6-13.

При черновой обработки явление нароста является положительным

 

Трение и износ инструмента

В процессе резания – трение задней поверхности о поверхность резания и стружки о переднюю поверхность, в результате работы сил трения происходит износ (постепенное разрушение соприкасающихся поверхностей)

B = A/ m – износостойкость

зависимости от условий обработки геометрия износа инструмента может быть (рис.1):

1. Превалирующий износ задних поверхностей «hЗ» и незначительный по передней наблюдается при обработке пластичных материалов с толщиной среза до 0,1 мм; при обработке хрупких материалов (чугуна, бронзы), когда образуется стружка надлома, а также при работе сверлами, зенкерами, фрезами, развертками.

2. Превалирующий износ по передней поверхности «hП» имеет место при обработке пластичных материалов с толщиной среза более 0,5 мм, а также когда имеет место наростообразование или когда температура на передней поверхности намного больше, чем на задней. Величина износа определяется глубиной hП и шириной лунки, образующейся на передней поверхности от трения стружки.

3.Износ одновременно по передней и задней поверхности наблюдается при обработке пластичных металлов с толщиной среза 0,1 -0,5 мм и работе с применением СОЖ.

4. При чистовой обработке материалов обладающих низкой теплопроводностью (пластмасс), а также при обработке высокопрочных материалов (аустенитные стали) происходит износ в форме округления режущей кромки.

Наибольшее влияние на интенсивность износа оказывает скорость резания V, меньшее – подача S и особенно глубина резания t. Чем выше механические свойства обрабатываемого материала, тем больше износ режущего инструмента.



Рис.1. Схемы износа резцов

На рис.2. приведена кривая износа резца по задней поверхности hЗ в зависимости от времени работыТ. На ней можно выделить три участка.

 

Рис. 2. График зависимости износа по задней поверхности от продолжительности работы резца

 

1) участок ОА – участок начального изнашивания или период приработки. Происходит постепенное выравнивание микронеровностей поверхности и увеличение опорной площади трения. Повышенный темп износа на первом участке объясняется высоким начальным контактным давлением ввиду малой величины площади контакта. При увеличении площадки контакта темп износа уменьшается.

2) участок АВ – период нормального износа. Характеризуется стабилизацией микрогеометрии инструмента.

3) участок АВ – период катастрофического износа. В точке С износ соответствует такому состоянию инструмента, при котором продолжать процесс резания невозможно. Инструмент нельзя доводить до катастрофического износа. Если при этом и не произойдет поломки, то при заточке нужно будет снимать большой слой металла. Работу, очевидно, следует прекратить в точке В, где износ отвечает установленному критерию затупления.

Время работы инструмента между переточками при определенном режиме резания называется стойкостью инструмента Т (мин).

 

 

Тепловые процессы

Работа, затрачиваемая на пластические деформации, составляет около 80% всей работы резания, а работа трения — около 20%. Примерно 85—90% всей работы резания превращается в тепло.

Образующееся тепло поглощается стружкой — 50—86%, резцом—10—40%, обрабатываемой деталью — 3—9% и около 1% тепла рассеивается в окружающей среде излучением.

На величину температуры в зоне резания оказывают влияние физико-механические свойства обрабатываемого материала, режимы резания, геометрические параметры инструмента и применение смазочно-охлаждающей жидкости.

При обработке стали выделяется больше тепла, чем при обработке чугуна. Чем выше предел прочности σв и твердость обрабатываемого материала, тем выше температура в зоне контакта инструмента с деталью.

С увеличением подачи температура в зоне резания повышается, но менее интенсивно, чем при увеличении скорости резания. Еще меньшее влияние на температуру оказывает глубина резания.

С увеличением угла резания δ и главного угла в плане φ температура в зоне резания возрастает, а с увеличением радиуса закругления резца r уменьшается.

Применение смазочно-охлаждающей жидкости существенно уменьшает температуру в зоне резания. Жидкости: водные растворы минеральных электролитов, эмульсии, растворы мыл; минеральные, животные и растительные масла; минеральные масла с добавлением фосфора, серы, хлора (сульфофрезолы), керосин и растворы поверхностно-активных веществ в керосине; масла и эмульсии с добавлением смазывающих веществ (графита, парафина, воска).

Теплообразование отрицательно влияет на процесс резания. Нагрев инструмента до высоких температур (800 – 1000 0С) вызывает структурные превращения в металле, из которого он изготовлен, снижение твердости инструмента и потерю режущих свойств. Нагрев, инструмента вызывает изменение его геометрических размеров, что влияет на точность размеров и геометрическую форму обработанных поверхностей. Например, при обтачивании цилиндрической поверхности на токарном станке удлинение резца при повышении его температуры изменяет глубину резания, и обработанная поверхность получается конусообразной. Нагрев заготовки вызывает изменение ее геометрических размеров. Вследствие жесткого закрепления на станке заготовка деформируется. Температурные деформации инструмента, приспособления, заготовки и станка снижают качество обработки.

Погрешность формы обработанных поверхностей возрастает из-за непостоянства температурного поля по объему заготовки в процессе обработки, и после охлаждения обработанной заготовки возникают дополнительные погрешности обработанной поверхности . Температурные погрешности следует учитывать при наладке станков. Для определения погрешностей необходимо знать температуру инструмента и заготовки или количество теплоты, переходящей в них

12. Инструментальные материалы: быстрорежущие стали и твердые сплавы. Их характеристика

Из группы высоколегированных сталей для изготовления режущих инструментов используются быстрорежущие стали с высоким содержанием вольфрама, молибдена, кобальта, ванадия.

Твёрдые сплавы получают методами порошковой металлургии в виде пластин. Основными компонентами таких сплавов являются карбиды вольфрама (WC), титана (TiC) и тантала (ТаС), мельчайшие частицы которых соединены сравнительно мягким и менее тугоплавким кобальтом. Карбиды придают сплаву высокую твёрдость и теплостойкость, кобальт - прочность на изгиб.

Твердые сплавы имеют высокую твердость - 72...76 HRC и теплостойкость до 850... 1000 °С. Это позволяет работать со скоростями резания в 3 - 4 раза большими, чем инструментами из быстрорежущих сталей.

 

 

13.Инструментальные материалы: минералокерамика , синтетические материалы и абразивные материалы. Их характеристика и область применения.

Основой керамики является корунд -минерал кристаллический α-оксид алюминия (Al2O3), получают в электропечах при высок температурах (электрокорунд),

Используется в качестве материала для лезвийного инструмента

режущая керамика имеет ряд преимуществ: высокую твердость (до НКА 95); повышенную теплостойкость (до 1400 °С), позволяющую обрабатывать ею материалы большой твердости; высокую износостойкость; малое сродство с металлами, пониженную склонность к схватыванию с ними при обработке. К недостаткам режущей керамики относят низкую ударную вязкость и пластичность, плохую сопротивляемость циклическим изменениям тепловой нагрузки, а также необходимость обработки с равномерными припусками на жестком оборудовании.

Выпускаемую в настоящее время режущую керамику (ГОСТ 26630—85) подразделяют на три группы, отличающиеся составом, технологией изготовления и физико-механическими свойствами.

К первой группе относят оксидную керамику (А1203). Известны такие марки, как ЦМ-332, ВО-13, ВО-14, ВО-15, ВШ-75. Наиболее распространены марки ВО-13 и ВШ-75 (си= 400—550 МПа; НКС 91-93; теплостойкость — 1200 °С).

Ко второй группе — оксидно-карбидную керамику, в которой качестве карбидной составляющей применяют смесь карбидов \УС и Мо;С или Мо2С + ТЮ. Наиболее известны следующие марки режущей керамики: В-3, ВОК-60, ВОК-63, ВОК-71, ВОК-95, а также оксидно-нитридной керамики ОНТ-20 (кортинит) (аи = 650— 860 МПа, НКС 93—95, теплостойкость - 1250-1400 °С).

К третьей группе режущей керамики относят силинит-Р — инструментальный материал на основе нитрида кремния (композиция 5131М4 — А1203 — ТИМ), получаемый методом горячего прессования (аи = 500-700 МПа, НКС 94-96, теплостойкость - 1200 °С).


Эта страница нарушает авторские права

allrefrs.ru - 2019 год. Все права принадлежат их авторам!