No Image

Сущность обработки металлов резанием

0 просмотров
10 марта 2020

Резание металлов является одним из способов обработки металлических деталей, заключающимся в отделении слоя металла с поверхности заготовки, оставленного в виде припуска на обработку. В процессе резания наблюдаются следующие явления: усадка стружки, теплообразование, наростообразование, наклеп, износ резца.

Усадка стружки. В результате давления передней поверхности резца на снимаемый слой происходит деформация этого слоя, вначале упругая, а затем пластическая, после чего деформированный слой металла отделяется от основной массы в виде отдельных элементов. При дальнейшем продвижении резца этот процесс последовательно повторяется, в результате деформированный слой металла отделяется в виде стружки.

Процесс отделения элементов стружки происходит в плоскости, располагающейся под углом 145—155° к плоскости резания. Плоскость эта называется плоскостью скалывания, а угол, определяющий положение этой плоскости, углом скалывания (рис. 112).

Рис. 112. Схема процесса образования стружки:

углы: φ — скалывания, δ — резания, η — действия

Стружка состоит из отдельных элементов, связанных между собой с разной силой. Если эта связь малозаметна, стружка носит название сливной, если же элементы ярко выражены — она называется стружкой скалывания, в том же случае, когда связь между элементами стружки отсутствует, что наблюдается при обработке хрупких материалов, она называется стружкой надлома (см. рис. 13, в).

В результате деформаций размеры срезанного слоя при превращении его в стружку изменяются. Стружка становится короче, чем путь, пройденный резцом по обработанной поверхности, а толщина ее больше толщины срезаемого слоя. Ширина же стружки остается неизменной. Такое явление называется усадкой стружки, а отношение длины пути, пройденного резцом по обработанной поверхности L, к длине стружки L 1 (рис. 113) называют коэффициентом усадки.

Рис. 113. Усадка стружки

Коэффициент усадки К определяется уравнением:

где a 1 —толщина стружки;

а — толщина срезаемого слоя.

Теплообразование при резании. В результате деформаций, происходящих в процессе резания, а также трения резца об обработанную поверхность и стружки о переднюю поверхность резца происходит нагревание обрабатываемой детали, поверхности резца и стружки.

Количество выделяющегося тепла эквивалентно затраченной работе на резание. Количество тепла, выраженное через работу и механический эквивалент тепла, определяется из формулы

где Q — количество тепла, образующегося при резании, кал/мин;

P z v — работа резания, кГ*м/мин;

Е — механический эквивалент тепла, равный 427 кГ*м/кал.

При одинаковых условиях резания сила Р z при обработке чугунов меньше, чем при обработке сталей, вследствие меньших пластических деформаций и меньшего трения сыпучей стружки надлома. Таким образом, общее количество тепла, образующегося при обработке чугунов, меньше, чем при обработке сталей.

Читайте также:  Сколько лет держат козу для молока

Тепло, выделяющееся в процессе резания, распределяется следующим образом:

50—86% уходит со стружкой; 40—10% переходит в резец; 9—3% остается в детали; около 1% излучается в окружающую среду.

Нагревание резца приводит к потери им режущих способностей.

Наростообразование при резании. При резании металлов, вследствие происходящих при этом деформаций, металл сходящей стружки нагревается особенно сильно в месте контакта с передней поверхностью резца, становится пластичным, и частицы его, отделяясь от стружки, спрессовываются на передней поверхности резца. При длительном соприкосновении обрабатываемого металла с поверхностью резца такое наслоение становится значительным и, прикрывая собой режущую кромку резца, предохраняет его частично от износа, но ухудшает при этом чистоту обработанной поверхности. Такое наслоение металла называется наростом (рис. 114).

Рис. 114. Схема образования нароста и расположения наклепа

Нарост тверже обрабатываемого металла и мягче материала резца. Вырастая до некоторых размеров, нарост отрывается и уносится со стружкой, вместе с наростом отрываются и микрочастицы передней поверхности резца, таким образом постепенно ее разрушая. Наростообразование может происходить при строгании стальных деталей длиной в несколько метров.

Наростообразования не наблюдается при строгании коротких деталей, при долблении, при обработке чугуна и других хрупких материалов, при обработке чистых металлов (не сплавов).

Наклеп. Пластические деформации наблюдаются не только на стружке, но и на обработанной поверхности, проникая в глубь обработанного металла. Обработанная поверхность изменяет свое состояние, становится тверже, плотнее. Такое уплотнение материала при обработке резанием называют наклепом (см. рис. 114).

Твердость поверхности с наклепом становится тем больше, чем больше затупится резец. Это обстоятельство следует учитывать при обработке поверхности при чистовом и особенно при тонком строгании.

На величину и глубину наклепа обработанной поверхности оказывает влияние ряд факторов, главными из которых являются свойства обрабатываемого металла, угол резания, радиус закругления режущей кромки инструмента, толщина срезаемого слоя (подача), износ инструмента, скорость резания.

Физическая сущность обработки металлов резанием заключается в удалении с заготовки слоя металла в виде стружки, для того чтобы получить из заготовки деталь нужной формы, заданных размеров и обеспечить требуемое качество поверхности.

Для осуществления процесса резания необходимы два движения – главное и вспомогательное, совершаемые инструментом и заготовкой (или одним из них) относительно друг друга. В различных видах обработки резанием эти движения выражаются по-разному.

Читайте также:  Гост на тротуарную плитку вибропрессованную

Например, в токарной обработке главным движением (движением резания) является вращение заготовки, а вспомогательным (движением подачи) – поступательное движение резца; при фрезеровании движение резания – это вращение фрезы, а подача осуществляется поступательным движением заготовки.

Процесс резания – это скалывание частичек металла (элементов, стружки под действием силы, с которой режущая кромка резца вдавливается в срезаемый слой. Скалывание происходит в плоскости т-т (рис. 1). Угол между этой плоскостью и поверхностью резания называется углом сдвига: = 30…400. Внутри каждого элемента происходят межкристаллические сдвиги под углом Р2 = 60…65°.

Отделяемая стружка под действием давления резца деформируется: она укорачивается по длине и увеличивается по толщине. Это явление называется усадкой стружки.

При обработке одного и того же материала тип стружки может изменяться в зависимости от скорости резания и других факторов.

Элементы режима резания.

При обработке деталей на металлорежущих станках различают следующие элементы режима резания: глубину резания t мм, подачу s мм/об (или s мм/мин) и скорость резания v м/мин. Эти элементы изображены на рисунке ниже для случая растачивания отверстия на расточном станке.

На рисунке слева: Элементы режима резания.

Глубина резания t мм (толщина слоя металла, снимаемого за один проход инструмента) измеряется как расстояние между обработанной и обрабатываемой поверхностью.

Подача s режущего инструмента относительно обрабатываемой поверхности измеряется за один оборот шпинделя (планшайбы) в мм/об или мм/мин.

Для фрезерных работ подача может измеряться также в миллиметрах на один зуб фрезы.

Зависимость между величинами подач определяется по формулам:

S0=Sz- z мм/об; Sм= S0- z = Sг- n, мм/мин, где Sm – подача, мм/мин; S0 – подача, мм/об; Sz – подача, мм/зуб; z – число зубьев фрезы; n – число оборотов инструмента в минуту.

Площадь сечения стружки определяется по формуле:

f=S0-t-a-b мм2, где f площадь сечения стружки, мм2; a – толщина стружки, мм; b – ширина стружки, мм, t- глубина резанья, мм.

Толщина стружки зависит от подачи, а ширина – от глубины резания. При уменьшении главного угла в плане (

ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ОБРАБОТКЕ МЕТАЛЛОВ РЕЗАНИЕМ

§ 1. Сущность процесса резания

Физическая сущность обработки металлов резанием заключается в удалении с заготовки поверхностного слоя металла в виде стружки, для того чтобы получить из заготовки деталь нужной формы, заданных размеров и обеспечить требуемое качество поверхности.

Читайте также:  Соляная лампа инструкция по применению

Для осуществления процесса резания необходимы два движения — главное и вспомогательное, совершаемые инструментом и заготовкой (или одним из них) относительно друг друга. В различных видах обработки резанием эти движения выражаются по-разному. Например, в токарной обработке главным движением (движением резания) является вращение заготовки, а вспомогательным (движением подачи) — поступательное движение резца; при фрезеровании движение резания — это вращение фрезы, а подача осуществляется поступательным движением заготовки.

Процесс резания — это скалывание частичек металла (элементов стружки) под действием силы, с которой режущая кромка резца вдавливается в срезаемый слой. Скалывание происходит в плоскости т.— т (). Угол между этой плоскостью и поверхностью резания называется углом сдвига:

р1==30—40°. Внутри каждого элемента происходят межкристаллические сдвиги под углом 2=60 — 65°.

Отделяемая стружка под действием давления резца деформируется: она укорачивается по длине и увеличивается по толщине. Это явление называется усадкой стружки.

Внешний вид1 стружки зависит от механических свойств металла и условий резания. Если обрабатываются вязкие металлы (олово, медь, мягкая сталь и т.д.), то стружка представляет собой непрерывную ленту. Такая стружка называется сливной (). При обработке менее вязких металлов, например твердой стали, стружка образуется из отдельных элементов, слабо связанных между собой. Она называется стружкой скалывания (). Если обрабатывается хрупкий металл, например иугун или бронза, то отдельные элементы стружки надламываются и отделяются от заготовки и друг от друга, Эта стружка называется стружкой надлом а ().

При обработке одного и того же материала тип стружки может изменяться в зависимости от скорости резания и других факторов

Совсем незначительная часть теплоты уходит в окружающую атмосферу. Хотя резец по сравнению со стружкой нагревается меньше, но сходящая по нему горячая стружка дополнительно нагревает его. Под влиянием температуры нагрева твердость режущего инструмента уменьшается, износ увеличивается. Это вызывает необходимость менять режущий инструмент или затачивать его и вновь устанавливать.

Время непрерывной работы режущего инструмента до затупления называется стойкостью инструмента и измеряется в минутах.

Стойкость режущих инструментов зависит от многих факторов и в первую очередь от материала, из которого изготовлен инструмент. Наиболее стойким будет инструмент, материал которого допускает высокую температуру нагрева без значительной потери твердости (пластинки твердого сплава, минералокерами-ческие пластины, быстрорежущая сталь и др.).

Комментировать
0 просмотров
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
No Image Строительство
0 комментариев
No Image Строительство
0 комментариев
No Image Строительство
0 комментариев
No Image Строительство
0 комментариев
Adblock detector