Дальский А.М., Косилова А.Г. и др. (ред.) - Справочник технолога-машиностроителя, том 2 - 2003 (1004786), страница 76
Текст из файла (страница 76)
2 С увеличением скорости резания. толщины среза, теплоемкости обрабатываемого материала и уменьшением коэффициента теплопроводности в стружку уходит бал~шва часть теплоты, возникающей от деформации срезаемого слоя. При обработке материалов с высокой теплопроводностью, а также при низких скоростях резания и тонких стружках 30 ... 50 56 теплоты деформации может уходить в изделие. 3. При мачых скоростях резания и толщинах среза, а также при обработке деталей больших диаметров дополнительный нагрев стружки от теплоты деформации оказывается небольшим, так как теплота в значительной мере успевает уйти в глубь детали.
При больших скоростях резания, малой теплопроводно. сти, больших сечениях среза н малых размерах детали подогрев стружки становится существенным. 4. Трение детали по задней поверхности инструмента в большинстве случаев вызывает незначительный нагрев инструмента. Однако при работе затупленным инструментом и при срезании тонких стружек тепловыделение по вздней поверхности становится заметно. 5. Охлаждение верхней поверхности сгружки может влвпь на температуру резания только при очень тонких стружках и малых скоростях резания, когда теплота трения успевает проникнуть до верхней границы стружки, а "холод" успевает проникнуть от верхней границы стружки до контактной поверхности.
6. Охлаждение стружки с прирезцовой стороны возможно только вне пределов контакта стружки с перелней поверхностью. Однако при практически применяемых скоростях резания скорость схода стружки превышаег скорость распространения тепла (холода), поэтому такое охлаждение не снижает температуру площадки контакта на передней поверхности инструмента. 7.
Снижения температуры контактных поверхностей инструмента в большинстве случаев нельзя добиться охлаждением наружной поверхносги изделия, так как нагрев детали мал. 8. 1'лавный источник охлаждения инструме~гта — теплообмен между охлаждающей средой и инструментом. Для снижения температуры на изнашиваемых поверхностях инструмента надо обеспечить возможно более интенсивное и непосредственное охлаждение резца, а не стружки или детали. Охлюкдаюшая способность СОТС зависит от теплофизичсских свойств инструмента и среды, скорости ее подвода Теплофизнческне свойства СОТС объединены в общий коэффициент, характеризующий свойства охлаждающей среды.
Чем этот коэффициент больше, тем лучше жидкость охлаждает при прочих равных условиях. Значения этого коэффициента для основных видов СОТС приведены в табл. 3. из которой видно, что масляные жидкости охлаждают значительно хуже водных растворов и эмульсий. 3. Значения коэффициента, характеризующего свойства охлаждающей среды [2] Теияаотвад от режущего клина возможен но следующим направлениям: в изделие. тело инструмента и далее в инструментолержа- 448 СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДА)ОЩИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СРЕЛБ1 ДЛЯ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ ДЕЙСТВИЯ СОТО ПРИ РЕЗАНИИ !5 — Зазз тель или к участкам инструмента, охлвждаемым СОТС. 1.
Прн устоявшемся режиме работы инструмента легвяь является холодильником по отношению к режущему инструменту, однако интенсифицировать теплоотвод ог инструмента в деталь часто бывает невозможно. Одним из методов интенсификация теплоотвода в изделие является создание на инструменте малонатруженных теплоотводящих кромок Такие кромки, снимая небольшую стружку. незначительно увеличивают общее количество теплоты, образующейоя при резании. Вместе с тем, соприкасаясь с изделием, они способствуют активному теплоотводу. Максимальный эффект достигается при величине вспомогательной режущей кромки примерно равной двум величинам подачи.
При больших размерах кроток тепла выделяетсл больше, чем отволится. 2. Активизация теплоотвода в тело инструмента и далее в инструментодержатель возможна за счет увеличения теплопроводностн тела инструмента и рационального конструирования инструмента. Теплопроводность составного инструмента определяется соотношением теплопроводностей материалов инструмента 2„ и державки Хд. Если Л„> Хт то необходимо увеличивать часть инструмента выполненную нз инструментального материала если же Х„< Х„то объем инструментального материала следует уменьшать. Отвод тепла повышается через инструмент, охлаждаемый изнутри по замкнутому контуру и спеченный из металлических порошков.
3. Для интенсификации теплоотвода необходимо правильно выбирать место подвода СОТС. ее температуру, давление, конструкцию инструмента и технологические факторы. Место подвода СОЖ. При одинаковых условиях теп.юотдачи (одинаковые размеры струи) подвод охлаждения сверху в общем более выгоден, чем подвол охлаждения снизу. Чтобы охлаждением снизу побиться того же снижения температуры контакта, что и при охлаждении сверху, струя жилкости, подаваемой на заднюю поверхность, должна иметь коэффициенты теплоотлачи в 1,6 ... 2 раза больше, чем струя, подаваемая на перелнюю поверхность.
(За исключением случаев, когда превалирует тепловыделеиие по задней поверхности — тонкие стружки, затупленный инструмент). Температура СОЖ. Применение охлажденной СОТС обеспечивает увеличение стойкости инструментов. Если повысить температуру охлаждаощего водного раствора с 20 до 40 'С, то стойкость инструмента снизится в 1,7 раза, а если жилкость охладить до 5 'С, то стойкость возрастет в 1,5 раза. Следует различать четыре температурных режима охлаждения СОТС: — до комнатной температуры; позволяет несколько повысить стойкость инструмента и не требует специальных холодильников и жидкостей; — до 0 .. 5 'С; значительно повышает стойкость инструмента не требует специальных жидкостей, но необходим холодильник; — ниже 0 'С; наиболее целесообразный режим охлаждения, однако для его реализации нужны специальные холодильники и антифризы, что значительно уменьшает экономический эффект от применения жидкостей, охлажденных до таких температур; — жидкими газами, что позволяет значительно снизить температуру резца, но применяется чрезвычайно редко из-за стоимости жидких газов, технических сложностей, связанных с подачей жидкости к зоне резания, и возможного охрупчивания инструмента.
Предварительное замораживание заготовки дает малый прирост стойкости. Давление струн СОЖ Подача СОТС пол давлением практически во всех случаях эффективней безнапорной подачи. Однако применение высоких давлений 1,5,. 2,0 МПа связано с рядом эксплуатационных трудностей (очистка СОТС; сложность оборудования; эффект противодавлсния, возникающий межлу резцом, деталью и стружкой; потеря однородности струи жидкости за счет захвата пузырьков возлуха и др.). Поэтому широко распространена подача СОТС под давлениями, не превышающими 0,2 ... 0,3 МПа. Распыление жидкости. Охлаждение за счет испарения распыленной СОЖ гораздо эффективней поливтх так как на испарение единицы объема жидкости расходуется количество теплоты, превышающее теплоту; необхолимую для нагрева жидкости до кипения Непременным условием охлажления распылснием является обеспечение свободного испарения жидкости, то есть капля жидкости доджна попасть на охлажпаемую поверхность топько после испарения предыдущей капли. В про- тивном случае свободное испарение нарушается, парообразование затрудняегся, и теплоотдача резко снижается.
Увеличение теплоты, отдаваемой режущей частью инструмента, может быль достигнуто увеличением размеров поверхностей, соприкасающихся с охлткдаюшей средой. Например, осуществлять впаивание режущих пластин из твердого сплава не в закрьпый паз державки, а по одной широкой плоскости. Поскольку интенсивность конвективного тепло- обмена с жидкостью в 8 ... ГО раз выше, чем интенсивность отдачи теплоты металла в метазл. условия охлаждения инструмента при поливе СОЖ должны значительно улучшиться. Перемещение режущих кромок как срелство активного охлажления может дать такое снижение температуры контактных поверхностей, которое не может быть достигнуто ни одним из методов искусственного охлаждения.
Особенно эффективно перемешение кромок при напряженных в тепловом отношении режимах резания — при обработке жаропрочиых материалов и скоростной обработке металлов. При проектировании технологического процесса необходимо так организовывать движение СОТС, чтобы она сначала встречала горячие поверхности инструмента, а затем поверхности стружки и непрерывно циркулировала Охлаждение может иметь и отрицательные последствия: !. Прн прерывистом резании (фрезеровании, строганин) и для твердосплавных инструментов, работающих при высокой скорости резания (при высоких температурах), применение СОТС проводит к значительным колебаниям температуры режущей части инструмента, что вызывает растрескивание и рюрушение твердого сплава.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
