Физические явления, сопровождающие процесс резания

Лекция № 3

Суть процессов резания

3.1.Конструкционные и инструментальные материалы

3.2. Процесс резания

3.3. Физические явления, сопровождающие процесс резания

Конструкционные и инструментальные материалы

Резанием обрабатываются заготовки, приобретенные из последующих конструкционных материалов – углеродистые стали высококачественные и обычного свойства, легированные стали, термостойкие стали и труднообрабатываемые материалы.

Обширное распространение имеет углеродистая сталь, как соединение железа (Fe) с углеродом (C), содержание которого Физические явления, сопровождающие процесс резания в стали менее 0,7%. Эталонной углеродистой сталью является сталь 45, обрабатываемость которой принята за единицу.

Режущие инструменты делаются из инструментальных материалов последующих типов:

Ø инструментальные стали,

Ø твердые сплавы,

Ø металлокерамика,

Ø алмазы,

Ø сверхтвердые материалы (эльбор),

Ø абразивные материалы.

Главные требования к инструментальным материалам – это высочайшие физико-технические свойства по прочности, твердости и теплостойкости. Физико-технические свойства инструментальных Физические явления, сопровождающие процесс резания материалов должны быть в 2 раза выше таких же черт обрабатываемых заготовок.

Инструментальные стали получили обширное распространение для производства массовых типов режущего инструмента. Основными инструментальными сталями являются:

Ø Углеродистые стали марок – У7, У8…У13.

Ø Легированные стали марок – ШХ-15, 9ХС, ХВГ.

Ø Быстрорежущие стали марок – Р18, Р6М5, Р6М5К5.

Процесс резания

Процессом Физические явления, сопровождающие процесс резания резания именуется работа, выполняемая режущим инвентарем по отделению припуска от заготовки в виде стружки и преодолению сил трения.

Основным элементом режущего инструмента является режущий клин.

Основным параметром режущего клина является угол заострения ( β )

Главными углами режущего клина являются:

· фронтальный угол ( α )

· задний угол ( γ )

β + α + γ= 90°

Рис. 1. Характеристики режущего клина

Рис.2. Схема режущего клина

На схеме Физические явления, сопровождающие процесс резания режущего клина показаны главные поверхности и углы.

Линия 1,2 – это след плоскости, которая именуется фронтальной поверхностью.

Линия 3,4 – это след плоскости, которая именуется задней поверхностью.

Эти две поверхности практически никогда не сходятся в точку, потому что меж ними, при заточке режущего клина появляется радиусное сопряжение величиной до 500 мкм, определяемое кристаллической решеткой инструментального материала Физические явления, сопровождающие процесс резания.

Такая форма режущего клина свойственна для всех видов режущих инструментов, при работе которых происходит отделение припуска в виде стружки.

Стружкообразование

Слой металла, удаляемый с заготовки с целью придания ей формы и размеров готовой детали, именуется припуском.

В процессе резания припуск преобразуется в стружку. Припуск может сниматься как Физические явления, сопровождающие процесс резания за один, так и за несколько проходов режущего клина.

На обрабатываемой заготовке различают последующие поверхности:

ü обработанную – поверхность, с которой снята стружка;

ü обрабатываемую – поверхность, с которой снимается стружка;

ü поверхность резания, образованную конкретно режущей кромкой режущего инструмента.

Изобразим графически (Рис.3.) отделение припуска от основной заготовки

Рис.3. Схема отделения припуска от основной заготовки

На схеме обозначены Физические явления, сопровождающие процесс резания точками последующие элементы:

3,5 – обработанная поверхность

7,8 – обрабатываемая поверхность

3,8,9,2 – зона деформации

2,9,10,11,2 – стружка

1,2,3,4 – режущий клин

6,7,8,3 – припуск

1,2 – передняя поверхность режущего клина

3,4 – задняя поверхность режущего клина

r – радиус закругления режущей кромки

α – фронтальный угол

β – угол заострения

γ – задний угол

В процессе резания на верхушке режущего клина появляется сила резания R, преодолевающая силу сопротивления припуска отделению от заготовки и силы трения стружки о переднюю поверхность и трения задней Физические явления, сопровождающие процесс резания поверхности режущего клина об обработанную поверхность. При всем этом в снимаемом припуске протекают сложные процессы упругого и пластического деформирования. Укажем на представленном выше рисунке 3. две зоны деформации припуска.

8,9 – зона пластической деформации

9,10 – зона сдвига частиц снимаемого припуска по плоскостям межкристаллических связей (12,13).

Рис. 4. Виды стружки.

В процессе резания заготовка и режущий инструмент находятся Физические явления, сопровождающие процесс резания в относительном движении. Процесс резания производится при наличии главных и вспомогательных движений.

Главные движения, совершаемые заготовкой и режущим инвентарем, делятся на главное движение и движение подачи.

Главное движение – это движение заготовки либо инструмента, совершаемое с большей скоростью.

Главное движение обозначается Dr. Главное движение — скорость большая.

Движение подачи имеет Физические явления, сопровождающие процесс резания наименьшую скорость – скорость подачи S. Это движение обеспечивает врезание режущего клина инструмента в новые слои металла и обозначается DS. Движение подачи обеспечивает врезание в новые слои металла

По нраву и Dr, и DS могут быть вращательными либо прямолинейно-поступательными.

При различных способах обработки главное движение и движение подачи осуществляются либо Физические явления, сопровождающие процесс резания обрабатываемой заготовкой, либо режущим инвентарем.

К примеру:

· при точении Dr совершается заготовкой, а DS – режущим инвентарем (резцом) рис. 4.

Рис. 4 Схема точения.

· при цилиндрическом фрезеровании Dr совершается режущим инвентарем (фрезой), а DS – заготовкой; Рис. 5.

Рис. 5 Схемы обработки резанием

· при сверлении, может быть, что оба движения совершает режущий инструмент (сверло), а заготовка недвижна Физические явления, сопровождающие процесс резания.

Совокупа движений Dr и DS обеспечивает получение поверхности требуемой формы. С учетом величины скорости и направлений движений Dr и DS можно рассматривать результирующее движение De.

De – суммарное движение режущего инструмента относительно передвигающейся заготовки. Движение De характеризуется скоростью результирующего движения Ue.

Эффективность и производительность процесса резания находится в зависимости от:

Ø физико Физические явления, сопровождающие процесс резания-технических параметров металла (материала заготовки и инструмента) HRC, HB, T °C;

Ø геометрических характеристик режущей части инструмента;

Ø характеристик режима резания (v, s, t);

Ø критерий обработки.

Физические явления, сопровождающие процесс резания

В процессе резания производится работа, затрачивается энергия. Эта энергия распределяется меж 2-мя видами работ.

N = Aпол + Aвсп, где:

Апол Физические явления, сопровождающие процесс резания – нужная работа по отделению припуска от заготовки в виде стружки

Авсп – вспомогательная работа по преодолению сил трения, сил сопротивления упругой и пластичной деформации.

Совершаемая работа сопровождается целым комплексом физических явлений.

Основными физические явлениями, провождающими процесс резания, являются:

1. сила резания (R)

2. температура резания (T ˚С)

3. износ инструмента (режущего клина) (h3)

4. усадка стружки Физические явления, сопровождающие процесс резания ( l )

5. нарост

6. наклеп


fizika-i-obshestvo-referat.html
fizika-kak-estestvennaya-nauka.html
fizika-nastoyashaya-i-nenastoyashaya-statya.html