- •3.Требования, предъявляемые к инструментальным материалам.
- •4.Инструментальные стали
- •4.Инструментальные углеродистые и легированные стали
- •5.Твердые сплавы
- •6.Сверхтвердые инструментальные материалы
- •7.Основные методы обработки металлов резанием
- •8.Классификация видов резания
- •9.Элементы режима резания
- •10.Элементы срезаемого слоя
- •Взаимосвязь между толщиной и шириной срезаемого слоя и подачей и глубиной резания
- •11. Основные требования к металлорежущим инструментам и их обеспечение
- •12. Основные принципы работы и конструктивные элементы режущих инструментов
- •13. Геометрические параметры рабочей части
- •14. Крепежная часть режущего инструмента
- •15. Инструменты составной и сборной конструкции
- •16. Проектирование режущих инструментов
- •17.Процесс образования стружки и ее типы
- •18 Деформация и наклеп материала под обработанной поверхностью
- •19.Наростообразование при резании материалов
- •20.Влияние нароста на процесс резания
- •21.Факторы, влияющие на величину и устойчивость нароста
- •22.Усадка стружки
- •23.Тепловой баланс процесса резания
- •24.Методы измерения температур в зоне резания
- •25.Влияние различных факторов на температуру в зоне резания
- •29,30.Влияние сож на процесс резания и качество обработанной поверхности
- •31.Износ режущих инструментов
- •32.Источники возникновения сил резания
- •33.Разложение результирующей силы резания
- •29Методы определения сил резания
- •35.Влияние различных факторов на силы резания
- •36.Стойкость инструмента и допускаемая им скорость резания
- •37.Влияние толщины и ширины среза на скорость резания
- •38.Влияние на Vт свойств обрабатываемого металла
- •37Назначение и основные виды точения
- •43Силы резания и мощность при точении
- •43Влияние различных факторов на силы резания при точении
- •44Скорость резания при точении и влиянии на нее различных факторов
23.Тепловой баланс процесса резания
Теплота, возникающая в процессе резания, влияет на стойкость инструмента и его износ, на качество обрабатываемой поверхности, изменяет механические свойства обрабатываемого материала, коэффициент трения на передней и задней поверхностях, усадку стружки и т.п.
Русские исследователи Н.Н.Саввин (1910г.) и Я.Г.Усачев (1915г.) установили, что работа резания преобразуется в теплоту. Можно полагать, однако, что около 1% работы резания все же затрачивается на образование поверхностей, обладающих иной потенциальной энергией, чем энергия элементов внутри заготовки и стружки:
Арез=Ауп+Апл+Атр+Адис
где Ауп – работа упругого деформирования;
Апл – работа пластического деформирования;
Атр – работа трения;
Адис – работа диспергирования (образование новых поверхностей)
Следовательно, приближенно количество образуемой теплоты в единицу времени (Дж/с) будет
Q=PzV
(сила на скорость)
Тепловой баланс процесса резания можно записать в виде
Q1+Q2+Q3+Q4=q1+q2+q3+q4
где Q1 – Q4 – теплота, полученная соответственно в результате деформации срезаемого слоя, трения по передней поверхности, трения на задней поверхности и деформации поверхностного слоя заготовки;
q1 – q4 – теплота, отводимая соответственно стружкой, резцом, заготовкой и окружающей средой.
Количество образующейся и отводимой отдельными элементами теплоты изменяется с изменением скорости.
В процессе длительной обработки происходит наклонение теплоты в заготовке и рехце, приводящее к повышению средней температуры. Так, если t0 стружки при V=3,33 – 12,5 м/с примерно 400 – 4500С, то при этих же условиях температура резания (поверхности соприкосновения стружки с резцом) = 8000С, а средняя t0 резца за 20 мин работы достигает только 2200С. Температура заготовки зависит от ее массы, продолжительности резания и других факторов.
24.Методы измерения температур в зоне резания
Существуют различные методы измерения температуры и методы исследований тепловых явлений при резании.
Наблюдение за цветами побежалости
Этот метод является наиболее простым для определения t0 в зоне резания. Цвета побежалости появляются при высокой t0 на поверхности стружки в результате ее окисления. При этом светложелтому цвету соответствует T0 около 4930К,
пурпурному – 5430К
светло-синему – 5930К
Этот метод чрезвычайно примитивен и субъективен и точных результатов дать не может.
Метод термокрасок
Данный метод основан на изменении цвета специальных красок, нанесенных на рабочие грани инструмента, в зависимости от θ.
Калориметрический метод
Для определения средней t0 стружки пользуются специальными колориметрами в которые попадает горячая стружка. Исходя из ее веса, веса воды, перепада t0 до и после попадания стружки находят t0 стружки.
Непосредственное измерение температур с помощью термопар
а) искусственных
б) полуискусственных
в) напыленных
г) радиационно-оптический метод измерения t0 основан на регистрации инфракрасного излучения
Стр. 30
Большой интерес представляет непосредственное измерение температур в измерение температур в зоне резания. Еще Усачев в 1914г. впервые произвел измерение температуры методом искусственной термопары. Для этого в резце снизу просверливается отверстие 1,5 мм, которое на 0,5 мм не доходит до передней поверхности резца. В отверстие вставляется термопара из изолированной медной и константановой проволок возможно меньшего диаметра (0,02…0,05 мм). Под действием высокой t0 резания в термопаре возникает термо ЭДС, регистрируемая гальвонометром. При помощи тарировочного графика показания гальвонометра переведется в градусы. Однако такая термопара дает заниженные показания вследствие значительного удаления его горячего спая от режущего лезвия.
Полуискусственная термопара – проволока и резец.
Естественная термопара – разнородные металлы детали и резца. Он позволяет определить усредненную температуру.
Оптический метод (радиационный)
Основан на принципе собирания лучеиспускаемой теплоты. Сконцентрированные при помощи линз тепловые инфракрасные лучи направляются через диафрагму на место спая термоэлектродов, в цепь которых включен гальванометр. При этом можно получить данные о нагреве стружки и заготовки в различных точках.