Тепловыделение при резании

В процессе резания выделяется большое количество тепла, которое приводит к нагреву заготовки, стружки, инструмента. Тепло приводит к снижению точности обработки, усиливает износ инструмента и деталей станка. Количество выделяемого тепла определяется по формуле: , кал/мин, где Е=420 Дж/кал – механический эквивалент теплоты.

Все тепло распределяется в резец, заготовку, стружку и окружающую среду.

Уравнение теплового баланса: .

Наибольшее количество тепла уходит со стружкой, но из-за большой плотности и твердости резца, самая высокая температура наблюдается на передней поверхности резца. Эта температура называется температурой резания.

Износ инструмента.

Абразивный – износ в результате царапания - срезания микроскопических объемов материала с резца.

Адгезионный – в результате действия значительных сил сцепления между материалами заготовки и инструмента, возникает в местах повышенных пластических деформаций и температур.

Диффузионный – взаимное растворение обрабатываемого материала и материала инструмента.

Износ по задней поверхности характеризуется высотой площадки износа h. Износ по передней поверхности характеризуется шириной, глубиной и длиной лунки.

Критерии износа резца:

• критерий блестящей полоски и черных пятен

• силовой критерий

• критерий оптимального износа – общий срок службы инструмента

• технологический критерий – резей считается изношенным когда обработанная поверхность перестает отвечать техническим условиям.

Размерная стойкость – стойкость резца, определенная величина износа в радиальном направлении.

Стойкость инструмента

Стойкостью инструмента называется время работы инструмента между двумя переточками. Стойкость является важным фактором, влияющим на процесс обработки, чем выше стойкость, тем реже станок переналаживается, дольше служит инструмент, будет выпущено больше продукции. Поэтому стойкость назначается исходя из условий обработки и организации производства. Для этого вводится понятие оптимальной стойкости. Это такая стойкость при которой затраты общественного труда минимальные, а производительность максимальная. При назначении стойкости учитывается сложность инструмента, организация производства и применяемое оборудование. Более сложный и дорогой инструмент должен иметь большую стойкость, чем простой. При использовании многоинструментной обработки стойкость инструмента в наладке должна быть больше и примерно одинаковой, т.к. выход одного инструмента из строя приводит к остановке станка и прерыванию процесса обработки.

При поточной организации производства остановка одного станка приводит к остановке всей линии, поэтому стойкость инструмента должна быть выше.

Скорость резания, допускаемая режущими свойствами станка

На стойкость инструмента влияют различные факторы:

• м атериалы заготовки и инструмента

• элементы режима резания

• применение СОЖ и т.д.

Наиболее сильное влияние оказывает скорость резания. При увеличении скорости резания: при работе инструментом из углеродистой и быстрорежущей сталей (1 и 2 на графике) стойкость инструмента резко падает; для твердосплавного инструмента (3 на графике) зависимость более сложная и связана с различным характером износа. Исходя из графика видно, что выгоднее работать твердосплавным инструментом при скоростях 80-150 м/мин.