67. Вибрация при резании.

Вследствие нежесткости элементов технологической системы СПИД (станок–приспособление–инструмент–деталь) всегда возникают колебания инструмента относительно заготовки, которые называют вибрациями при резании. Вибрации отрицательно влияют на процесс резания: снижают качество обработанной поверхности.

усиливается динамический характер силы резания, а нагрузки на движущиеся детали и сборочные единицы станка усиливаются в десятки раз – особенно в условиях резонанса, когда частота собственных колебаний системы СПИД совпадает с частотой колебаний при обработке резанием

резко снижается стойкость инструмента, особенно с пластинками из твердых сплавов.

возникает шум, утомляюще действующий на окружающих людей, и производительность труда снижается.

Основные меры борьбы с вибрациями:

повышение жесткости технологической системы,

уменьшение массы колебательных систем,

применение виброгасителей (динамических, гидравлических, упругих), подбор оптимальных режимов резания и геометрии режущего инструмента. Однако при обработке труднообрабатываемых материалов вибрации играют положительную роль. Для обработки таких материалов применяют вибрационное резание. Сущность вибрационного резания состоит в том, что в процессе обработки создаются искусственные колебания инструмента с регулируемой частотой и заданной амплитудой в определенном направлении. Источники колебаний – механические вибраторы или высокочастотные генераторы. Частоту колебаний задают от 200 до 20000 Гц, амплитуду колебаний – от 0,02 до 0,002 мм. Колебания задают по направлению подачи или по направлению скорости резания. Вибрационное резание по сравнению с обычным имеет следующие преимущества:

обеспечивает устойчивое дробление стружки на отдельные элементы

снижает сопротивление металла деформированию

снижает эффективную мощность резания

при вибрационном резании не образуется нарост на режущем инструменте.

Однако в некоторых случаях стойкость инструмента несколько снижается. Вибрационное резание применяют при точении, сверлении, нарезании резьбы плашками и метчиками, шлифовании, фрезеровании и др.

66. Тепловые процессы при резании. Классификация и назначение смазочно-охлаждающих средств. При резании вся механическая работа превращается в тепловую энергию. Количество теплоты Q, выделяющееся при резании в единицу времени (тепловая мощность), Образующееся в зоне резания тепло распределяется между заготовкой, стружкой, режущим инструментом и окружающей средой. Причинами образования теплоты являются упругопластическое деформирование в зоне стружкообразования, трение стружки о переднюю поверхность инструмента, трение задних поверхностей инструмента о заготовку. По данным многих исследований, количество теплоты, отводимое стружкой, составляет (25-85)% всей выделяющейся теплоты, заготовкой (10-50)%, режущим инструментом (2-8)%. Количественное распределение теплоты зависит главным образом от скорости резания (рис.4). С увеличением скорости резания отводимое стружкой тепло увеличивается, а заготовкой, инструментом, окружающей средой – уменьшается. Увеличение подачи S повышает температуру в зоне резания, но менее интенсивно, чем при увеличении скорости резания V. Еще меньшее влияние на температуру оказывает глубина резания t. Влияние геометрии резца: 1.С увеличением угла резания и угла в плане температура в зоне резания возрастает. 2.С увеличением радиуса закругления при вершине температура в зоне резания уменьшается. Теплообразование отрицательно влияет на процесс обработки. Обработка должна производится без перегрева режущего инструмента. Так для работы инструмента из углеродистой стали температура в зоне резания не должна превышать (200-250)^оС, из быстрорежущей стали (550-600)^оС, инструментом, оснащенным твердыми сплавами – (800-1000)^оС, а минералокерамикой –(1000-1200)^оС; абразивными материалами –(1800-2000)^оС. Нагрев инструмента выше указанных температур вызывает структурные превращения в материале, из которого инструмент изготовлен, снижение его твердости и потерю его режущих способностей. Также происходит изменение геометрических размеров инструмента, что влияет на точность размеров и геометрическую форму обработанных поверхностей. Нагрев заготовки вызывает изменение ее геометрических размеров. Вследствие жесткого закрепления заготовки на станке она начинает деформироваться. А это приведет к снижению точности обработки. Для уменьшения отрицательного влияния теплоты на процесс резания обработку следует вести в условиях применения смазочно-охлаждающих сред (СОЖ). Смазочно-охлаждающие технологические средства В этих условиях основное назначение СОТС - уменьшить температуру, силовые параметры обработки и износ режущего инструмента, штампов и валков, обеспечить удовлетворительное качество обработанной поверхности. Помимо этого СОТС должны отвечать гигиеническим, экологическим и другим требованиям, обладать комплексом антикоррозионных, моющих, антимикробных и других эксплуатационных свойств. Применение СОТС при обработке металлов резанием и давлением позволяет увеличить производительность оборудования, повысить точность обработанных поверхностей и снизить их шероховатость, уменьшить брак, улучшить условия труда и в ряде случаев сократить число технологических операций. (газообразные, жидкие, твердые, пластичные)