- •Міністерство освіти і науки України
- •Конспект лекцій
- •Маріуполь, 2010 р.
- •1. Исторический обзор
- •1Период – 1918-1935 г.Г.
- •2 Период –1935-1941 г.Г.
- •3Период с1941 г по настоящее время
- •2. Основные понятия, относящиеся к процессу резания
- •3. Элементы режима резания и срезаемого слоя
- •3.1 Главное движение резания и движение подачи
- •3.2 Геометрические параметры режущей части инструмента
- •3.3 Установочная база
- •3.4 Углы в плане
- •3.5 Роль углов резца
- •3.6 Факторы, влияющие на изменение углов в плане.
- •3.7 Угол спада стружки.
- •4. Инструментальные материалы, применяемые для изготовления режущей части инструментов.
- •4.1 Углеродистые инструментальные стали
- •4.2 Легированные инструментальные стали.
- •4.3 Высоколегированные инструментальные (быстрорежущие) стали.
- •4.4 Твердые сплавы.
- •4.5 Минеральная керамика. Цм- 332
- •4.6 Сверхтвердые инструментальные материалы
- •4.7 Физико– механические свойства инструментальных материалов
- •5. Формы передней поверхности инструмента
- •6. Формы переходного лезвия резца
- •7. Физические явления при резании металлов.
- •8. Деформирование металлов при резании. Схема образования стружки.
- •9. Относительный сдвиг
- •10. Образование текстуры при резании металлов.
- •11. Усадка стружки
- •12. Влияние режимов резания и срезаемого слоя на усадку стружки.
- •13. Наростообразование при резании
- •14. Влияние различных факторов на процесс наростообразования
- •14.1 Скорость резания
- •14.2 Физико- механические свойства обрабатываемого материала.
- •15. 1 Тепловые потоки в зоне резания
- •15.2 Распределение температур на контактных площадках инструмента
- •15. 3 Факторы влияющие на температуру резания.
- •15. 4 Методы измерения температур в зоне резания
- •16. Охлаждение и смазка при резании. Требования к сов.
- •16.1 Способы подвода сов в зону резания
- •17. Качество обработанной поверхности.
- •17.2 Наклеп
- •17.3 Остаточное напряжение в поверхностном слое после обработки резанием.
- •18. Виды стружки
- •19. Износ режущего инструмента
- •19.1 Физическая природа изнашивания инструмента
- •19.2 Зависимость износа от времени
- •19.3 Влияние различных факторов на стойкость инструмента
- •20. Силы, действующие на режущий клин инструмента
- •20.1 Напряжения, действующие в плоскости скалывания
- •20.2 Силы резания при точении
- •20.3 Схема электроиндуктивного датчика
- •20.4 Графоаналитический метод обработки опытных данных (на примере сил резания)
- •20.5 Влияние различных факторов на силы резания
- •21. Скорость резания при точении
- •22. Расчет режимов резания
- •23. Штучное время и основное технологичное время
- •24. Фрезерование
- •24.1 Геометрические параметры режущей части фрез
- •24.2 Особенности процесса фрезерования
- •24.3 Элементы режима резания при фрезеровании
- •24. 4 Элементы срезаемого слоя при фрезеровании
- •24.5Основное технологическое время при фрезеровании
- •24.6 Силы резания при фрезеровании
- •24.7 Мощность механизма главного движения
- •24.8 Износ и стойкость фрез
- •24.9 Особенности процесса фрезерования.
- •25. Зубонарезание
- •Содержание
15.2 Распределение температур на контактных площадках инструмента
Рассмотрим законы распределения температур на контактных поверхностях инструмента в главной секущей плоскости, полученные расчетным и экспериментальным методами.
1 – для стали 45
2 – для титанового сплава ВТ-2
X и Y– оси вдоль передней и задней поверхности. Кривые 1 относятся к случаю обработки стали 45, кривые 2 – титанового сплава ВТ-2. Особенностью закона распределения температур является то, что температура на контактных поверхностях неравномерна, максимальные температуры наблюдаются на некотором расстоянии от режущей кромки. Расположение максимальных температур на некотором расстоянии от режущей кромки имеет определенное значение. Чем дальше будет располагаться точка с максимальной
температурой от режущей кромки, тем интенсивней будет отвод тепла в инструмент, так как увеличивается сечение режущего клина. Кривые распределения температур 1 и 2 получены при одних и тех же условиях обработки. Однако максимальная температура при обработке стали ниже, чем при обработке титанового сплава, несмотря на их примерно одинаковые механические свойства. Это объясняется различной теплопроводностью. Коэффициент теплопроводности стали 45 больше в 3 раза коэффициента теплопроводности титанового сплава ВТ-2.
15. 3 Факторы влияющие на температуру резания.
1. скорость резания.
С увеличением скорости резания температура на передней поверхности возрастает быстро, на задней медленнее. Это объясняется увеличением мощностью, затрачиваемой на процесс резания.
2. толщина срезаемого слоя.
Увеличение толщины срезаемого слоя приводит к росту температуры на контактной передней поверхности и снижению температуры на контактной площадке задней поверхности.
3. механические свойства обрабатываемого материала.
Чем выше предел прочности обрабатываемого материала, тем выше температура на контактных площадках инструмента. И чем выше теплопроводность обрабатываемого материала и инструментального, тем ниже температура.
4. от угла в плане Ч.
С уменьшением угла в плане увеличивается длина активного участка главной режущей кромки, т. е. Ширина срезаемого слоя в, и отношение в/а, что улучшает теплоотвод в инструмент, т. к. увеличивается площадь контакта передней поверхности со стружкой и задней поверхности с заготовкой, что приводит к снижению температуры.
В инженерной практике для установления расчетов используются опытные формулы для определения температуры на контактных поверхностях инструмента.
Температура на контактных поверхностях инструмента при обработке углеродистых сталей.
Q0 max =166,5 V 0,4 t 0,1 S 0,2
Q0 = C0 V X t Y S z
15. 4 Методы измерения температур в зоне резания
1. Способ естественной термопары
1– заготовка
2– резец
3– электроизолирующая прокладка
4– токосъемная щепка
5– гальванометр
недостаток: неизвестно, где определяется температура.
2. Способ закладной термопары
1 – резец
2 – термопара
3 – гальванометр
Преимущество – знаем в какой точке определяется температура. Недостаток – трудоемкость изготовления.
3. Способ бегущей термопары
Сверло перерезает термопару, а возникающая термо ЭДС регистрируется на осциллографе.
16. Охлаждение и смазка при резании. Требования к сов.
Антикоррозионные свойства.
Безопасность и безвредность для организма человека.
Должны быть стабильными в процессе хранения и эксплуатации.
Экономичность.
Объектом охлаждения должны быть режущий инструмент и в некоторой степени деталь. СОВ – смазывающе – охлаждающее вещества уменьшают:
а) силы трения (уменьшение коэффициента трения), температуру за счет смазывающего эффекта.
б) температуру на контактных площадках инструмента путем отвода тепла из зоны резания конвекцией за счет охлаждающего эффекта.
в) температуру на контактных площадках инструмента за счет расклинивающего эффекта, так как снижаются пластические свойства обрабатываемого материала.
В зависимости от состава СОВ в процессе резания преобладает один из указанных эффектов. СОВ делятся на твердые , жидкие и газообразные.
Твердые: различные порошки, парафин, воск, сера, порошки графита.
Жидкие: эмульсии, растворы масел, и поверхностно- активных веществ, растительные масла (олифа. Льняное масло), животные жиры (рыбий жир), керосин, скипидар.
Газообразные: азот, четыреххлористый углерод, углекислота, аэрозоли.
Расклинивающий эффект о-й кислоты – молекулы этого вещества, проникая в микротрещины обрабатываемого материала, создает расклинивающее давление.
Одни вещества (масла) образовывают на поверхности инструмента прочные пленки адсорбированных молекул, что предохраняет трущиеся поверхности. Другие вещества содержат химически активные соединения, которые образуют пленки химических соединений элементов, входящих в вещество, с металлом.