23 И 24.Источники выделения тепла при резании. Распределение тепла между стружкой, инструментом и заготовкой.(Лекция №5 «Резание» (тулшоп))

ИСТОЧНИКИ ОБРАЗОВАНИЯ ТЕПЛА ПРИ РЕЗАНИИ И ЕГО РАСПРЕДЕЛЕНИЕ

Более 99,5% работы, затраченной на срезание припуска переходит в тепло. Рассмотрим источники образования тепла в зоне резания (рис. 18.).

Рис. 17. Силы, действующие на передней и задней поверхностях инструмента.

Рис. 18. Источники образования тепла в зоне резания.

Q = Q_д + Q_тп + Q_тз

Тепло деформации Q_д образуется в зоне сдвигов на условной плоскости сдвига; тепло трения Q_тп образуется на передней поверхности в пределах площадки контакта С ; тепло трения Q_тз образуется на задней поверхности в пределах площадки С₂, контактирующей с поверхностью резания.

Образовавшееся тепло распространяется из очагов теплообразования к области между стружкой, деталью и инструментом (рис. 19.).

Q_с = Q_дс + Q_тп + Q_п

Q_дет = Q_{д. дет} + Q_тз + Q_з

Q_и = Q_п + Q_з

Q = Q_с + Q_дет + Q_и + Q_ср

Распределение тепла между стружкой детали и инструментом с изменением скорости резания выглядит следующим образом (рис. 20).

Наибольшее количество тепла (от 60 до 85%) переходит в стружку.

Количество тепла, переходящее в инструмент намного меньше тепла, переходящего в деталь, что связано с низкой теплопроводностью инструментальных материалов.

Рис. 19. Потоки тепла в стружку, инструмент и деталь.

Рис. 20. Распределение тепла между стружкой, инструментом и деталью.

25. Задачи и основные этапы инженерного проектирования (Лекция 1.1.1. «Проектирование техн. Компл. Механосбор. Произв.» (тулшоп)) Лекция 1

1.1 Процесс инженерного проектирования

Развитие науки и резкое увеличение числа научных открытий требуют от инженеров знания фундаментальных наук, которые в настоящее время составляют основу инженерного образования. При этом инженерное образование должно включать изучение методов и приемов целенаправленного использования своих знаний.

Задача инженерного проектирования формулируется следующим образом: разработать при некоторых ограничениях, обусловленных способом решения, элемент, систему или процесс, обеспечивающие оптимальное выполнение поставленной задачи при некоторых ограничениях, налагаемых на решение.

Первым этапом инженерного проектирования (рис. 1.) является уяснение цели и задачи. Цель может определяться заданием или вытекать из характера работы (например, разработка патентуемого изделия или проектирование приспособления для металлорежущего станка).

Рис. 1. Блок-схема процесса инженерного

проектирования

Вторым этапом является описание конкретной задачи, которая должна быть решена для достижения общей цели. Если, например, общей целью является повышение производительности и качества процесса шлифования деталей из труднообрабатываемых материалов, то возможным путем решения нашей задачи будет применение алмазных шлифовальных кругов, отсюда следующие пути: закупка технических натуральных алмазов за рубежом; разработка собственных алмазных рудников; создание условий для выращивания синтетических алмазов.

На следующем этапе обычно требуется, чтобы инженер-проектировщик получил некоторую идею – новую или старую, по-новому примененную к решению задачи. Кроме этого следует сформулировать способ решения или составить общее представление о задаче. Иногда для этого требуется творческое воображение, искусство и изобретательность. Иногда это просто шаблонное применение известного принципа или его пересмотренного варианта. В значительной мере качество решения определяется качеством идеи или принципа, использованного на данном этапе.

На этапе инженерного анализа требуется, как правило, построение модели (на бумаге или в лабораторных условиях). Инженерный анализ этой модели должен основываться на применении физических принципов (использовании результатов научных и технических дисциплин) и нахождении численных результатов. Сюда входят также проверка, оценка, обобщение и оптимизация результатов.

Если в результате анализа получены благоприятные результаты, то инженер должен переработать свое решение с учетом производственных возможностей. Таким образом, на этом этапе осуществляется конкретизация решения, и возникающие здесь вопросы будут связаны с тем, «как сделать эту вещь?», а не с тем, «как она будет работать?».

Остальные этапы процесса инженерного проектирования представлены на блок-схеме (см. рис. 1).

Основу инженерного проектирования составляют: изобретательство – получение или генерация ряда вариантов; инженерный анализ – детальное изучение одного из вариантов; принятие решений – выбор одного из числа имеющихся вариантов.