Otvety_Rk_1 (ответы по лекциям Шуляка рк1), страница 3

Остаточные напряжения могут вызывать понижение усталостной прочности детали, это зависит от знака напряжения.

Растягивающие напряжения уменьшают усталостную прочность, сжимающие – увеличивают.

28. Источники и стоки теплоты в зоне резания.

Процесс резания металлов сопровождается значительным тепловыделением в результате того, что механическая работа резания переходит в тепловую энергию. Основными источниками возникновения тепла в зоне резания являются:

1. Внутреннее трение между частицами срезаемого слоя в результате его пластической деформации при образовании стружки ( );

2. Трение стружки о переднюю поверхность инструмента ( );

3. Трение поверхности резания и обработанной поверхности по задним поверхностям инструмента ( ).

Наиболее интенсивное выделение тепла происходит в области стружкообразования, прилегающей к плоскости скалывания в этой области теплота выделяется в результате двух одновременно протекающих процессов: во-первых, в результате пластической деформации сдвига элементов образующейся стружки по плоскости скалывания; во-вторых, в результате пластической деформации

Общее количество выделяющегося при резании тепла равно

Тепло, образующееся в процессе резания, не аккумулируется в местах его образования, а распространяется от точек. Из зоны резания тепло уносится со стружкой (q1), передается в заготовку (q2) и инструмент (q3) и распространяется в окружающую среду (q4). Тепловой баланс процесса резания может быть выражен уравнением:

Q1 + Q2 + Q3 = q1 + q2 + q3 + q4

29. Изменение теплового баланса при повышении скорости резания.

С увеличением скорости резания увеличивается количество тепла, выделяющегося в зоне резания, и возрастает температура нагрева детали, стружки и инструмента. Скорость резание оказывает наибольшее влияние на температуру в зоне разания. Однако с увеличением скорости – доля тепла уходящая в стружку уменьшается. Это явление используется в машиностроительном производстве при высокоскоростной обработке с использованием теплоизолирующего покрытия на рабочих поверхностях инструмента. При этом инструмент нагревается незначительно, что объясняется ещё и тем, что с увелич. скор.рез. резко уменьшается объём зоны пластических деформаций и работа на плоское деформирование.

30. Обоснование необходимости и способы измерения температур в зоне резания.

Измерение температуры резания используется для анализа процессов в зоне резания и диагностики состония инструмента. Оценку температуры можно осуществить по цветам побежалости стружки.Для измерения температуры применяют калориметрический метод, метод естественных и искусственных термопар, а так же с помощью телевизоров

Наиболее распространён метод тепопар

При использовании методов термопар необходима их предварительная тарировка

Про метод естесственных термопар см. вопр№ 22

33.Механизмы изнашивания инструмента.

1. Механический износ. Механическое изнашивание режущего инструмента возникает при взаимодействии макро- и микро- неровностей контактирующих в процессе резания. На трущихся поверхностях микро-неровности взаимодействуют (трутся) в результате чего инструмент изнашивается

2. Абразивный износ. Абразивное действие обработанного материала и стружки на инструментальный материал. Он связан с удалением частиц инструментального материала под действием твердых карбидов включений и окислительных пленок обрабатываемого материала, которые царапают рабочие поверхности режущего инструмента.

3. Адгезионный износ. Адгезионное воздействие материалов инструментальной и обрабатываемой деталей. Он связан с процессами схватывания (сваривания) отдельных участков материала под действием молекулярных сил. В результате чего на поверхности инструмента образуются кратеры износа. Этому виду износа способствуют высокие давления и температуры в зоне резания. Адгезионный износ возрастает при скоростях резания мин м V ≈ 20 в областях наростообразования.

4. Окислительный износ. Химическое взаимодействие инструментального материала с активными компонентами внешней среды, то есть частицы режущего клина при взаимодействии с кислородом и другими активными компонентами окружающей среды окисляются, "выгорают".

5. Диффузионным износом. Диффузионное растворение составляющих структуры инструментального материала в обрабатываемый материал называется. С ростом температуры возрастает амплитуда колебаний атомов, контактирующих при резании материала, и как следствие, возрастает диффузионный износ.

35 Методы измерения износа режущего инструмента

1) Прямые:

• Радиоактивный (режущая пластина облучается нейтронами, по мере износа облученная часть уходит со стружой, затем измеряют уровень радиоактивности стружки)

• Оптический (основан на том, что с изменение износа изменяется отражающая способность задней грани инструмента)

• Пневматический

• Электромеханический

• Ультразвуковой

1. Косвенные:

• Измерение параметров заготовки (габаритов или шероховатости)

• Измерение тепловых и электрических характеристик зоны резания (температуры, элетрической проводимости контакта инструмент-деталь, измерение ЭДС резания)

• Силовые измерения (составляющих силы резания, крутящего момента, мощности приводных электродвигателей)

Виброакустические измерения (колебания, амплитуды сигнала акустической эмиссии)

36 Критерии износа. Понятие стойкости.

1. Критерий блестящей полосы. Резец считается изношенным, когда на обработанной поверхности образуется блестящая затертая полоса. Это явление характерно для черновой обработке пластичных материалов. Данный критерий неприемлем при чистовой обработке, особенно при использовании твердосплавного инструмента (скол).

2. Силовой. Резец считается изношенным, когда резко возрастают силы резания.

3. Технологические критерии.

Об износе резца судят по качеству обработки.

а) Резец считается изношенным, если размер детали (по диаметру) выходит за пределы допуска. Фактически при радиальном износе резца цилиндрическая деталь (особенно длинная) будет иметь форму конуса (см рис).

б) Резец считается изношенным, если шероховатость обработанной поверхности ухудшается и также выходит за пределы допуска.

Стойкость инструмента— период времени работы режущего инструмента, в

течение, которого он может выполнять заданные ему функции(время от переточки до переточки инструмента)

37. Влияние скорости резания на стойкость. Влияние других параметров обработки на стойкость.
За скорость резания принимают максимальную линейную скорость движения заготовки относительно резца.
В результате анализа графиков износа, построенных для различных скоростей резания, можно прийти к выводу, что с повышением скорости резания износ резца быстрее достигает своего оптимального значения hопт.
Зависимость износа резца от времени его работы при V = var.
По точкам пересечения кривых износа с линией оптимального износа можно построить зависимость скорости резания от стойкости резца V = f(T).

После обработки данной зависимости в логарифмической системе координат (Рис.66) следует, что V = C_v / T^m . Здесь m = tg ψ < 1 (m = 0,2...0,3) - показатель относительной стойкости; Cv - постоянный коэффициент зависит от обрабатываемого материала, условий обработки

47. Предложить способы борьбы с вибрацией.
Различают два вида колебаний (вибраций):
1) Вынужденные (вызываются посторонними или внешними силами). Появляются в результате неуравновешенности обрабатываемой детали, низкого качества шестерен приводов движения, неравномерности припуска заготовки. Часто такие вибрации устранимы.
2) Автоколебания (возникают в процессе резания). Являются следствием пульсации сил резания в результате наростообразования, износа инструмента, изменения твердости от нагрева, сдвиговых явлений при стружкообразовании и др.
Технические мероприятия снижения колебаний при резании:
1) Специальная заточка резца с наложением виброгасящей фаски (изменяет частотную характеристику резца, снижая уровень колебаний). Однако такая заточка гасит колебания только в узком диапазоне частот.

2) Применение виброгасителей - используется при невозможности снизить колебания другими методами.

Некоторые факторы влияющие на вибрацию:
1) Скорость резания. Интенсивность колебаний имеет максимум в диапазоне наибольшего образования нароста;

2) Углы в плане: увеличение ϕ - амплитуда колебаний понижается;
3) Использование при обработке смазочно-охлаждающих жидкостей ведет к снижению вероятности вибраций (снижается наростообразование, уменьшается трение);
4) Чем жестче закреплять, тем меньше вибраций;

50.Варианты уменьшения радиальной составляющей силы резания.

Увеличить главный угол в плане .Ру –радиальная

составляющая, Рх – осевая составляющая силы резания.

51. Возможные мероприятия в случае возникновения нежелательных вибраций при токарной обработке.

Увеличить главный угол в плане .

Использование Смазочно-охлаждающие технологические средства.

52. Мероприятия по снижению шероховатости поверхности при токарной обработке. (в конце лекции 2, в «сечении срезаемого слоя»)

И спользуют закругление вершины резца(она влияет на ho)Оптимальный радиус - 2-х кратно превышающий величину подачи.

Также шероховатоасть зависит:

1)упругого отжатия материала

2)вибраций инструмента и заготовки

3) наростообразования