- •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
16.1 Способы подвода сов в зону резания
Эффективность применения СОВ, кроме их химического состава, зависит от формы струи и места ее направления, от скорости струи, размера частиц вещества, образующих струю, их температуры.
а) охлаждение свободно падающей струей.
Стойкость инструмента повышается в 2…4 раза по сравнению с работой всухую. Недостаток: охлаждается стружка.
б) охлаждение высоконапорной струей.
СОЖ подается под давлением 10 – 20 кгс/см2. Стойкость инструмента повышается в 8-10 раз. Недостатки: сложно изготовить установку для подачи жидкости.
в) охлаждение распыленными жидкостями (туманом, аэрозоли)
Стойкость инструмента повышается 4…6 раз. Недостаток: загрязняет атмосферу, требуется защита рабочего.
17. Качество обработанной поверхности.
Качество обработанной поверхности определяется шероховатостью поверхности и состоянием материала, поверхностного слоя. Шероховатость обработанной поверхности характеризуется высотой и формой микронеровностей. Состояние материала поверхностного слоя характеризуется его упрочнением микроструктуры, величиной и знаком остаточных напряжений и глубиной их залегания.
17.1 Геометрия поверхностного слоя после обработки резанием.
1.r = 0
Сечение срезаемого слоя резцом является параллелограмм, а на самом деле нет.
аmPв – номинальная площадь
аmKB – фактическая площадь
H – высота микронеровности
mn = H ctg Ч1; np = H ctg Ч; mn +nP =S +H (ctg Ч1 + ctg Ч)
Высота микронеровностей увеличивается при увеличении Ч и Ч1. Фактическая высота микронеровностей будет больше расчетной.
2. r → S
H = r – kn
H = S2/8 r
пример: S = 1,5 мм/об
r = 0, Ч = 45º, Ч1 = 15º, H = 0,32 мм
r = 3 мм, H = 0,094 мм
нарост ухудшает шероховатость поверхности.
17.2 Наклеп
Наклеп – упрочнение поверхностного слоя после обработки (возрастает твердость). Наклеп объясняется:
а) пластическим деформированием металла.
б) округление режущей кромки
r – радиус округления. При работе инструментом с радиусом, образуется слой металла толщиной а1, который не срезается, а подминается под инструмент. Из опыта а1 = (0,3 – 0,5)r
В инструментах: r= 40-50 мкм – при заточке шлифовальным кругом, и r = 4…5 мкм – при заточке алмазным кругом.
в) наростообразованием. Нарост округляет режущую кромку.
г) износ режущего инструмента
Износ инструмента характерен увеличением радиуса округления инструмента и наличием площадки трения hS. Наклеп характеризуется степенью наклепа Δ Нм поверхностного слоя и толщиной Δ Наклепанного слоя.
ΔНм = (Нмн - Нмс) 100% / Нмс
Нмн – микротвердость наклепанного слоя
Нмс – микротвердость ненаклепанного материала.
При обработке углеродистых сталей ΔНм= 15-20%
При обработке жаропрочных сталей ΔНм = 80-100%
Толщина наклепанного слоя ΔН зависит от скорости резания. С увеличением V уменьшается ΔH. С увеличением толщины срезаемого слоя увеличивается ΔН.
17.3 Остаточное напряжение в поверхностном слое после обработки резанием.
Остаточные напряжения, возникающие в поверхностном слое, являются следствием силового поля, создаваемого силами резания, нагрева материала обрабатываемой детали и структурных превращений. При сверлении, точении, фрезеровании остаточные напряжения образуются лавным образом под действием силового поля. При обработке хрупких материалов остаточные напряжения сжимающие, а при обработке пластичных металлов чаще всего растягивающие. При шлифовании остаточные напряжения образуются под действием теплового поля и являются всегда растягивающими.
Эпюра изменения остаточных напряжений в зависимости от расстояния Δ от обработанной поверхности при обработке пластичных материалов. В зоне 1 (Δ = 0,001…0,004 мм) действуют сжимающие напряжения. В зоне 2 (Δ = 0,01…0,04 мм) протяженность которой зависит от режима резания и переднего угла инструмента действуют растягивающие напряжения. Состояние поверхностного слоя определяет зона 2. В зоне 3 уравновешивающее действие остаточных напряжений первых двух зон, напряжение сжимающее. Наличие в поверхностном слое растягивающих напряжений значительно ухудшает его качество, так как снижается усталостная прочность. Для получения в поверхностном слое остаточных напряжений сжатия необходимо:
увеличить передний угол
применять СОЖ
снять слой (с растягивающими напряжениями) электрохимическим методом.