Обработка материалов точением

Август 21, 2022

Главная
Разное
Обработка материалов точением

Содержание

2. 1. Основные сведения о точении. 2. Конструктивные части и геометрические параметры токарного резца. 3. Элементы режима
3. Резание – процесс местного сжатия и сдвига материала режущим клином (резцом) с последующим образованием стружки. Целью
4. 4.1. Деформирование. В процессе резания будущий элемент стружки вначале деформируется упруго, затем пластически и отделяется от
5. В зависимости от физико-механических свойств обрабатывае-мого материала и условий резания образуется 3 вида стружки: 1. сливная
6. 2. суставчатая (скалывания) стружка – образуется при обра-ботке менее пластичных твердых материалов со средними скоростями резания,
7. 3. стружка надлома (элементная) – образуется при обработке хрупких материалов (бронза, чугун, неметаллические материа-лы). Она состоит
8. 4.2. Наростообразование. Нарост – упрочненная часть сильно пластически деформирован-ного обрабатываемого материала, «приваренного» к передней поверхности резца.
9. При черновой обработке нарост оказывает благоприятное воз-действие: защищает резец, уменьшает силы резания (благодаря уменьшению угла резания).
10. 4.3. Тепловые явления Выделение теплоты при резании происходит вследствие плас-тического деформирования металла: – трения стружки о
11. Для охлаждения инструмента и снижения трения контактирую-щих поверхностей инструмента и детали применяют смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ). При
12. 4.4. Износ и стойкость инструмента В процессе резания металла резец изнашивается. Различают несколько видов износа: 1.
13. Допустимой величиной износа называется такая величина шири-ны площадки h3, при которой дальнейшая работа инструмента должна быть
14. Между скоростью резания V и стойкостью Т существует связь: V=С/Тm, где С – коэффициент, зависящий от
15. При обработке резанием металл оказывает сопротивление режущему инструменту, которое преодолевается силой резания, приложенной к передней поверхности
16. При продольном точении силу резания Р (рис. 16) обычно раскладывают на три составляющие Pz, Рх и
17. Равнодействующая трех составляющих сил . По опытным данным для резцов с углом в плане φ =
18. Наибольшей составляющей является сила Рz. Она создает крутящий момент на обрабатываемой детали, который опре-деляют по формуле
19. В процессе резания резец и деталь испытывают некоторую упругую деформацию, что приводит к частичному сжатию (перемещению)
21. Скачать презентацию

Слайд 2

1. Основные сведения о точении.
2. Конструктивные части и геометрические параметры токарного

резца.
3. Элементы режима резания и срезаемого слоя при точении. Основное время при точении.
4. Физические основы резания.
5. Сопротивление резанию при токарной обработке.

Учебные вопросы:

Слайд 3

Резание – процесс местного сжатия и сдвига материала режущим клином (резцом)

с последующим образованием стружки.
Целью резания является придание обрабатываемой заготовке нужной формы размеров и чистоты поверхности.
В процессе резания имеют место следующие физические явления:
1. деформирование металла (упругое и пластическое);
2. наростообразование;
3. выделение большого количества теплоты (тепловые явления);
4. износ режущего инструмента;
5. упрочнение обрабатываемого материала.

4. Физические основы резания

Слайд 4

4.1. Деформирование.
В процессе резания будущий элемент стружки вначале деформируется упруго, затем

пластически и отделяется от заготовки, когда действующие напряжения окажутся большими, чем предел прочности материала.
Процесс образования элемента стружки можно разделить на 3 этапа:
1. упругая и пластическая деформация, упрочнение будущего элемента стружки в зоне стружкообразования;
2. сдвиг элемента стружки по плоскости сдвига в момент, когда напряжение в срезаемом слое превышает сопротивление сдвигу;
3. дополнительная пластическая деформация образовавшего-ся элемента стружки при его движении по передней поверхности инструмента.

Слайд 5

В зависимости от физико-механических свойств обрабатывае-мого материала и условий резания образуется

3 вида стружки:
1. сливная – имеет вид сплошной ленты с гладкой внутренней (прирезцовой) и шероховатой внешней поверхностями (рис. 11). На поверхности не видно границ между отдельными элемента-ми. Образуется при обработке пластичных материалов (мягкая сталь, медь, алюминий) с большими скоростями резания при относительно небольших толщинах срезаемого слоя.
Рисунок 11. Сливная стружка

Слайд 6

2. суставчатая (скалывания) стружка – образуется при обра-ботке менее пластичных твердых

материалов со средними скоростями резания, большими толщинами срезаемого слоя и меньшими передними углами. Внутренняя поверхность – глад-кая, внешняя – с зазубринами, т. е. стружка состоит из элемен-тов правильной геометрической формы, границы между которыми видны, но связь между ними отсутствует (рис. 12).
Рисунок 12. Стружка скалывания (суставчатая)

Слайд 7

3. стружка надлома (элементная) – образуется при обработке хрупких материалов (бронза,

чугун, неметаллические материа-лы). Она состоит из отдельных элементов, не связанных между собой (рис. 13).
Рисунок 13. Стружка надлома
Сливную и суставчатую (скалывания) стружки называют струж-ками сдвига, а стружку надлома – стружкой отрыва.
Изменяя условия резания можно получить и разные стружки.
Наименьшая работа затрачивается на образование стружки надлома, наибольшая – на стружку скалывания.

Слайд 8

4.2. Наростообразование.
Нарост – упрочненная часть сильно пластически деформирован-ного обрабатываемого материала, «приваренного»

к передней поверхности резца. Благодаря сильному упрочнению, твердость нароста близка к твердости закаленной инструментальной стали, поэтому он способен резать металл, из которого образовался.
Нарост не стабилен во времени, он периодически (до 200 раз в секунду) разрушается. При этом периодически изменяется и геометрия резца (угол резания нароста δн меньше угла δ, полученного при заточке резца) (рис. 14).
Рисунок 14. Схема образования нароста

Слайд 9

При черновой обработке нарост оказывает благоприятное воз-действие: защищает резец, уменьшает силы

резания (благодаря уменьшению угла резания). Чаще же всего, особенно при чистовой обработке нарост вреден – качество поверхности ухудшается.

Слайд 10

4.3. Тепловые явления
Выделение теплоты при резании происходит вследствие плас-тического деформирования металла:
–

трения стружки о переднюю поверхность резца;
– трения задней поверхности резца о поверхность резания.
Общее количество теплоты, выделяемое в единицу времени:
, [Дж/мин].
При токарной обработке основное количество теплоты переходит:
– в стружку – 60-80% всей выделяемой теплоты;
– в резец – 4-10%;
– в заготовку – 9-13%;
– в окружающую среду – ~1%.
В наибольшей степени на температуру в зоне резания оказы-вает влияние скорость резания, а также подача, геометрия применяемого инструмента и т.д. Нагрев инструмента и заготовки снижает точность обработки.

Слайд 11

Для охлаждения инструмента и снижения трения контактирую-щих поверхностей инструмента и детали

применяют смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ).
При черновой обработке: водные растворы кальцинированной соли, нитрит натрия, жидкое стекло, водные эмульсии с антикоррозионными добавками.
При чистовой обработке: жидкости, обладающие высокой маслянистостью – минеральные, растительные и животные масла.
Применение СОЖ способствует снижению мощности резания на 10-15%, повышает стойкость режущего инструмента и чистоту обработки.
При обильном охлаждении с интенсивностью 8-12 л/мин и при точении стали резцами из быстрорежущей стали допускается повышение скорости резания на 20-25%.

Слайд 12

4.4. Износ и стойкость инструмента
В процессе резания металла резец изнашивается. Различают

несколько видов износа:
1. абразивный износ
2. адгезионный износ
3. диффузионный износ
4. хрупкий износ
Основная причина износа резцов – трение сходящейся стружки о переднюю поверхность резца и задней поверхности резца о поверхность обрабатываемой заготовки.
Рисунок 15. Схема износа

В результате износа на главной задней поверхности образуется площадка с задним углом, равным нулю, а на передней – лунка (рис. 15).

Слайд 13

Допустимой величиной износа называется такая величина шири-ны площадки h3, при которой

дальнейшая работа инструмента должна быть прекращена из-за возрастания усилия резания, ухудшения чистоты обработанной поверхности или отклонения размеров детали от заданных.
Критерий износа h3 – количественное выражение допустимой величины износа составляет: для тонких резцов из быстрорежу-щей стали – 1,5-2,0 мм; для твердых сплавов – 0,8-1,0 мм.
Стойкостью (периодом стойкости) инструмента называют время непрерывной его работы при постоянных режимах до заданной величины износа или до затупления.
Стойкость зависит от условий резания (скорости, глубины резания и подачи), материала инструмента, от геометрических параметров его режущей части и качества заготовки, а также от условий охлаждения.

Слайд 14

Между скоростью резания V и стойкостью Т существует связь:
V=С/Тm,
где С

– коэффициент, зависящий от материала инструмента и детали, режима резания и геометрии резца – определяется по таблицам;
m – показатель относительной стойкости, характеризующий интенсивность влияния стойкости на скорость резания. Зависит от материала обрабатываемой детали и инструмента, толщины реза, вида и условий обработки:
m=0,125 – для резцов из быстрорежущей стали при обработке стали и чугуна,
m=0,20 – для резцов, оснащенных пластинками из твердых сплавов.
Практически стойкость резцов равна: из быстрорежущей стали – 30-60 мин; из оснащенных твердыми сплавами – 45-90 мин; мелких сверл – 10-30 мин; фрез – 300-420 мин.

Слайд 15

При обработке резанием металл оказывает сопротивление режущему инструменту, которое преодолевается силой

резания, приложенной к передней поверхности резца.
Работа силы резания затрачивается на деформацию и отрыв элемента стружки от основной массы металла, а также на преодоление трения стружки о переднюю поверхность резца и задней поверхности резца о поверхность резания. Сила резания зависит от свойств обрабатываемого металла, подачи и глубины резания, углов заточки резца, скорости резания, охлаждения и ряда других факторов.

5. Сопротивление резанию при токарной обработке

Слайд 16

При продольном точении силу резания Р (рис. 16) обычно раскладывают на

три составляющие Pz, Рх и Ру.
Вертикальная или тангенциальная сила резания Pz действует по касательной к поверхности резания в направлении главного движения.
Осевая или сила подачи Рх действует параллельно оси заготовки.
Радиальная сила Ру направлена по радиусу обрабатываемой заготовки.
Рис. 16. Схема разложения силы резания на ее составляющие

Слайд 17

Равнодействующая трех составляющих сил
.
По опытным данным для резцов с

углом в плане φ = 45° при обработке стали 45 между силами Рх, Ру и Рz установлены следующие соотношения:
Рх / Pz = 0,15÷0,30;
Py / Pz = 0,30÷0,50.

Слайд 18

Наибольшей составляющей является сила Рz. Она создает крутящий момент на обрабатываемой

детали, который опре-деляют по формуле
Мкр = Рz·D/2.
Для определения силы Pz, возникающей, например, при точен-ии, пользуются следующей экспериментальной формулой:
.
где ср – коэффициент, характеризующий условия обработки (определяется по таблицам);
kp – общий поправочный коэффициент, учитывающий обрабатывае-мый материал и ряд других факторов (определяется по таблицам).
При наружном точении и растачивании заготовок из конструк-ционной стали резцом из быстрорежущей стали ср = 225, а загото-вок из серого чугуна ср = 98; для заготовок из стали и чугуна показатель степени для глубины резания – 1, а для подачи – 0,75.

Слайд 19

В процессе резания резец и деталь испытывают некоторую упругую деформацию, что

приводит к частичному сжатию (перемещению) их в направлении действия сил и является одной из причин неточности обработки:
– сила Рz отжимает резец книзу, а резец под действием этой силы стремится изогнуть деталь вверх;
– сила Рх отжимает резец в направлении, противоположном продольной подаче, и стремится ее уменьшить;
– сила Ру отталкивает резец от обрабатываемой детали и стремится уменьшить глубину резания.
Для улучшения качества и повышения точности изготовления деталей, учитывая действие указанных сил, при чистовом проходе необходимо :
– уменьшить сечение срезаемого слоя;
– правильно выбирать угол резца;
– применять СОЖ.