Общие сведения по резанию металлов. Обрабатываемость металлов резанием
Обр. резанием заключается в удалении с обрабатываемой заготовки некоторого объема Ме, специально оставленного на обработку (припуск). Припуск может удаляться одновременно с нескольких поверхностей заготовки или последовательно (послойно) с каждой обрабатываемой пов – ти. В ряде случаев припуск удаляют за несколько этапов (черновая, получистовая, чистовая обр – ка). После удаления всех припусков заготовка становится деталью. При резании Ме припуска подвергаются пластической деформации и разрушению. В результате этого Ме припуска приобретает характерную форму, называемую стружкой. Стружка образуется в специфических условиях – высокое давление и высокая температура до 1200О С. т.о. характерным признаком обработки материала резанием явл – ся стружка. Способы разделения материалов при которых стружка не образуется к обработке резанием не относится.
Обрабатываемость металлов резанием
Процесс обработки материалов резанием заключается в динамическом и кинематическом взаимодействии 2 – х тел – заготовка и инструмент.
К резанию как к технологическому процессу предъявляются след. требования:
Высокое качество и точность обработанных поверхностей
Высокая производительность труда
Экономичность
Выполнение этих требований зависит от ряда факторов:
1-я группа связана с физической природой и структурой материала который обрабатывают
2-я группа – св-во материала обрабатывающего инструмента его конструкция и качество исполнения
3-я группа – условия работы инструмента и заготовки при резании
Показатели обрабатываемости металлов резанием
При изучении процессов резания было установлено целый ряд взаимосвязанных параметров. Сов – ть этих параметров называют обрабатываемость Ме резанием.
К числу этих показателей относят:
Сила резания по сравнению с эталонным Ме (сталь 45)
Эффективная мощность затраченная нарезание по сравнению с эталонной
Усадка стружки (изменение линейных размеров) продольных и поперечных
Склонность к наростообразованию – формы нароста
Качество обрабатываемой пов – ти (шероховатость и остаточные напряжения)
Интенсивность изнашивания режущего инструмента
Теплота, выделившаяся при резании
Вид, форма и размеры стружки
Энергозатраты на срезание единицы массы стружки
Количественные показатели обрабатываемости определяются мех-ми св-ми Ме заготовки и материала инструмента, коэф. трения и др. физ. св-ми. Не явл-ся постоянными из-за отклонения состава структуры, а также зависит от режимов резания.
3.Интенсивность изнашивания режущего инструмента. Теплота, выделившаяся при резании
График зав-и износа по задней поверхности в от времени работы
1уч ОА) уч-ок начального изнашивания или приработка. На этом участке происходит выравнивание микронеровностей пов-и и увеличене опорной пов-и трения.
Высокая инт.изнашивания объясняется высоким давлением по причине малой S тр-ся пов-ей.
2уч АВ) уч-ок нормального износа.
3 уч ВС) период катастрофического разрушения. В т.С износ соответсвует таким вел-ам при кот работа инстр-а не возможна. Инстр- т категорически недопустимо доводить до уч-ка катастр-ого разрушения, т.к. при этом возможна как поломка инст-а или детали, так и значительные удаления мат-а инстр-а при его последующей заточке.
Теплота, выделившаяся при резании. При резании почти вся механическая энергия, затрачиваемая на деформирование, разрушение и трение переходит в тепловую. Исследование процессов теплообразования при резании позволили опред направление и интенсивность тепловых потоков, градиенты температур в контактных областях и характеристики температурного поля в зоне резания, а также получить качественное и количественное представление о тепловом балансе при резании различных матреиалов. Знание эти закономерностей имеет большое значение для рационального конструирования и эксплуатации режущих инструментов, применение эффективных методов смазки и охлаждения, повышения точности качества поверхности обработанных деталей.
Уравнение теплового баланса можно представить след образом (рис 11):Q1+Q2+Q3= q1+q2+q3+q4
Где Q1-кол-во теплоты, эквивалентное энергии, затраченной на деформирование и разрушение при стружкообразовании, формировании поверхностного слоя; Q2- кол-во тепла эквивалентное работе сил трения при контакте передней поверхности клина и деформированного материала; Q3- кол-во тепла эквивалентное работе сил трения на задней поверхности клина при переходе деформированного мат-ла в поверхностный слой детали;q1- кол-во тепла, уходящее в стружку; q2- кол-во тепла, идущее в деталь;q3- кол-во тепла, переходящее в РИ (режущий инструмент); q4- кол-во тепла, передающееся окруж среде. Соотношение членов в ур-ии теплового баланса не постоянны и изменяются в зав-ти от физико-механических св-в обрабатываемого материала, условий резания и материала инструмента, условий обработки и др. Например, при резании различных конструкционных материалов и сплавов наибольшее кол-во тепла уходит со стружкой, а в процессе шлифования- в деталь. При резании жаропрочных и титановых сплавов, имеющих плохую теплопроводность и низкие коэфф-ты температуропроводности, значительное кол-во тепла концентрируется в контактной зоне или переходит в РИ. По данным многих исследований кол-во теплоты, отводимое стружкой, состав 25-85% всей выделяемой теплоты, заготовкой 10-50%, РИ 2-8%. Количественное распределение теплоты зависит главным образом от скорости резания (рис 12). С увеличением скорости резания отводимое стружкой тепло увеличивается, а заготовкой, инструментом, окруж средой- уменьшается. (рис 12) Распределение теплоты резания в зав-ти от скорости резания. Увеличение подачи S повышает Т в зону резания, но менее интенсивно, чем при увел скорости резания V. Еще меньшее влияние на Т оказывает влияние на глубину резания t.
