7. Износ, стойкость протяжек и скорость резания. Характеристика и форма, а также закрепление абразивного инструмента.

Износ протяжек наиболее интенсивно происходит по задней поверхности из-за малых значений задних углов, а также из-за небольшой толщины среза. При обработке пластичных металлов износ сопровождается интенсивным налипанием металла на задние поверхности, что снижает режущую способность протяжек, увеличивает шероховатость обработанной поверхности и способствует повышению сил резания. Значительному износу также подвергаются уголки, т. е. места сопряжения главных и вспомогательных лезвий. При увеличении толщины среза износ происходит и по передней поверхности. Для протяжек, предназначенных для обработки поверхностей выше 7-го класса, критерием затупления является такая величина износа, при которой точность и чистота обработанной поверхности не отвечают заданным. Это примерно соответствует износу по задней поверхности h3 = (0,08 — 0,10) • 10~3 м. Для протяжек, обрабатывающих поверхности, к которым не предъявляются высокие требования в отношении точности и чистоты, допускаемый износ h9 = (0,15 : 0,20) • 10~3 м, для прогрессивных протяжек h3 = = 0,3 • 103 м.

Протягивание – высокопроизводительный процесс обработки, обеспечивающий получение изделий высокой точности (до 6-го квалитета) с высоким качеством обработанной поверхности (Ra до 0.32 мкм).  Особенности процесса протягивания следующие:

1)    наличие только одного главного движения; отсутствующее движение подачи компенсируются расположением режущих зубьев (каждый последующий зуб выступает под предыдущим), разница в их положении и является подачей на зуб, она достигает 0,5 мм; 2)    малая толщина и большая ширина образуемой при протягивании стружки; 3)    одновременное участие в резании большого числа зубьев; 4)    совмещение черновой, чистовой и отделочной обработки; 5)    точность обработки определяется точностью исполнения инструмента; 6)     припуск при протягивании ограничен длинной протяжки и ее размерами; при недостаточных длине протяжки и величине хода обработка осуществляется комплектом протяжек в несколько проходов.

Протягивание может быть внутренним (обработка отверстий, пазов, прямых и винтовых канавок) или наружным (обработка наружных поверхностей).

8. Источники образования тепла и его распределение. Температурное поле стружки и резца.

Источники и распределение теплоты в зоне резания

Процесс резания металлов сопровождается значительным тепловыделением в результате того, что механическая работа резания переходит в тепловую энергию. Основными источниками возникновения тепла в зоне резания являются:

внутреннее трение между частицами срезаемого слоя в результате его пластической деформации при образовании стружки ( );

трение стружки о переднюю поверхность инструмента ( );

трение поверхности резания и обработанной поверхности по задним поверхностям инструмента ( ).

Схема расположения источников тепла в зоне резания представлена на рис. 1.

Температурное поле после резца

Измерениями установлено, что теплота в зоне резания распределяется неравномерно. Наибольшая температура действует на передней поверхности при удалении от главной режущей кромки на 1/3 длины контакта стружки с передней поверхностью. Совокупность мгновенных значений температуры в различных точках зоны резания называется температурным полем. Температурное поле дает наиболее яркую и полную картину температурной обстановки в зоне резания.

Зависимость температуры от элементов режима резания

Многочисленные исследования зависимости температуры от различных факторов показывают, что температура в зоне резания зависит от физико-механических свойств обрабатываемого материала, режима резания, геометрии режущего инструмента и многих других условий. Наибольшее влияние на температуру в зоне резания оказывает скорость резания, в меньшей степени влияет подача, а влияние глубины резания почти не обнаруживается. Из геометрических параметров режущей части инструмента наиболее сильно на температуру резания влияют передний угол, главный угол в плане и радиус закругления при вершине, сопряжения главной и вспомогательной режущих кромок на вершине режущего лезвия инструмента.

Различными исследованиями предложен ряд аналитических и эмпирических формул для расчета температуры в зоне резания. Аналитические формулы сложны и включают в себя большое число не всегда известных величин. Эмпирические же формулы просты, но справедливы лишь в пределах условий проведения эксперимента. Структура эмпирических формул зависит от числа учтенных факторов, оказывающих какое-либо влияние на величину температуры в зоне резания. Наиболее общими являются формулы вида:

где:   — температура в зоне резания, С ;

 - глубина резания, мм;

 - подача,  ;

 - скорость резания,  ;

 - константа, учитывающая условия резания.

 - показатели степени, показывающие степень влияния каждого элемента режима резания на температуру в зоне резания.

Наиболее часто величина показателей степени для каждого из элементов режима резания находиться в пределах:

;

Это показывает, что наиболее сильно на температуру в зоне резания влияет скорость резания, слабее влияет подача, а глубина резания не оказывает на нее существенного влияния. Это объясняется тем, что с увеличением глубины резания пропорционально ей увеличивается длина рабочего участка главной режущей кромки, и напряженность процесса резания не изменяется, остается прежней.