Третьяков_Курс лекций по дисциплине Технология конструкционных материалов (514588), страница 23
Текст из файла (страница 23)
Силы резания выше, чем при обработке меди, однако быстро уменьшаются с увеличением скорости резания.Обрабатываемость конструкционных сталей в значительнойстепени зависит от способа выплавки и технологии последующейобработки.Конверторные стали, отличающиеся высоким содержанием серы и фосфора, обрабатываются значительно лучше, чем выплавленные в мартеновских и электрических печах стали, в которыхсодержание фосфора и серы меньше. Обрабатываемость спокойных сталей с контролируемым размером зерна выше, чем кипящихи полуспокойных. Холоднокатаная углеродистая сталь с содержанием углерода до 0,3 % имеет лучшую обрабатываемость, чем горячекатаная.Значительное влияние на обрабатываемость сталей оказываетструктура заготовки после закалки, отпуска и отжига.
Наилучшейобрабатываемостью обладает перлит. Низко- и среднеуглеродистые стали должны иметь структуру феррита и пластинчатого перлита. Высокоуглеродистые стали всегда должны иметь структурузернистого перлита, даже если это приводит к увеличению шероховатости обработанной поверхности.В инструментальных легированных и быстрорежущих сталяхсодержание легирующих элементов весьма велико, что резкоухудшает их обрабатываемость и увеличивает шероховатость обработанной поверхности. Наилучшей структурой заготовок из инструментальной стали является зернистый перлит с равномернораспределенными мелкими карбидами. Такую структуру получаюттщательной проковкой заготовок со сфероидизирующим отжигом.Пониженная обрабатываемость коррозионно-стойких, жаростойких, жаропрочных сталей и сплавов определяется рядом особенностей их механических и теплофизических свойств.
Например, жаростойкие и жаропрочные стали аустенитного класса отличаются высокой степенью упрочнения при превращении срезаемого слоя в стружку. Все жаропрочные стали и сплавы обладаютнизкой теплопроводностью, что затрудняет отвод теплоты из зоны122резания, повышает температуру резания и интенсивность изнашивания инструмента.При механической обработке большинства жаропрочных сталей и сплавов образуется элементная стружка, вызывающая значительное колебание силы резания.
Последнее приводит к возникновению вибраций, что увеличивает изнашивание инструмента.Обрабатываемость коррозионно-стойких сталей может бытьулучшена отжигом и отпуском, в результате которых происходитвыделение из твердого раствора карбидов, снижающих пределпрочности.
Обрабатываемость жаропрочных деформируемыхсплавов на никелевой основе возрастает после закалки, вследствиерастворения высокодисперсных интерметаллических соединений.Обрабатываемость чугунов зависит от количества и формы содержащегося в них углерода. Чем больше в чугуне связанного углерода, тем обрабатываемость хуже. Вследствие малой пластичности и низкой склонности к упрочнению чугуна силы при его резании меньше, чем при обработке стальных заготовок с литой макроструктурой на ферритной основе.
При этом механическая обработка чугуна сопровождается образованием элементной или суставчатой стружки.При одинаковой твердости обрабатываемость чугуна с шаровидным графитом выше, чем с пластинчатым, что связано с болеевысокой пластичностью высокопрочного чугуна и образованиемпри резании суставчатой стружки. Обрабатываемость чугуновухудшается при повышении содержания фосфора и при наличиимолибдена, марганца, хрома, связывающих углерод и способствующих образованию карбидов. Повысить обрабатываемость чугунов можно специальной термической обработкой: графитизирующим отжигом и отжигом, сфероидизирующим графит.Обрабатываемость титановых сплавов.
Эти сплавы имеюточень низкую теплопроводность, меньшую, чем у жаропрочныхсталей и сплавов. Коэффициент теплопроводности в 5–6 разменьше, чем, например, у углеродистой стали 40. Низкая теплопроводность и малая площадь контакта на передней поверхностиинструмента приводят к высоким температурам резания.Титановые сплавы не склонны к наростообразованию, что всочетании с малым коэффициентом трения способствует снижению шероховатости обработанной поверхности. Стружка при резании большинства сплавов имеет суставчатое или элементноестроение. Значительно хуже обрабатываются заготовки с литоймакроструктурой, а также заготовки, которые получили примеси123азота, кислорода и водорода. Допускаемая скорость резания приточении таких сплавов ниже, чем при механической обработке заготовок с деформированной макроструктурой и с меньшим содержанием примесей.Особенностью титановых сплавов является то, что термической обработкой не удается существенно повысить обрабатываемость заготовок, полученных ковкой или прокаткой.Вопросы для самоконтроля1.
Назовите факторы, влияющие на обрабатываемость заготовок режущим инструментом.2. Какое влияние оказывают физико-механические свойствазаготовок на их обрабатываемость режущим инструментом?3. Назовите основные способы улучшения обрабатываемостиматериала заготовки.4. В каких случаях при обработке поверхностей резанием применяют специальные технологические среды? Приведите примеры.5. Какие проблемы возникают при механической обработкемагния, меди и их сплавов?6. Оцените обрабатываемость режущим инструментом алюминия и его сплавов.7.
Какие технологические особенности обработки резаниемстальных заготовок? Оцените влияние содержания углерода и серы на обрабатываемость стали.124Лекция № 13. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИМЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОСТЕЙЗАГОТОВОК ЛЕЗВИЙНЫМ ИНСТРУМЕНТОМВ этой лекции вы ознакомитесь с технологическими особенностями обработки поверхностей заготовок точением, растачиванием, строганием, осевым режущим инструментом и фрезерованием.
Здесь приведены краткие данные об особенностях лезвийногоинструмента и применяемого оборудования.13.1. Обработка точением поверхностей заготовокТочение – технологический процесс обработки резанием наружных, внутренних цилиндрических, винтовых, конических и фасонных, а также плоских торцовых поверхностей тел вращения. Точение ведется токарными резцами на металлорежущих станках, какуниверсальных, так и специальных, в том числе с числовым программным управлением (ЧПУ). Кроме того, обработка выполняетсяна карусельных и револьверных станках, на токарных полуавтоматах, автоматах и автоматических линиях.Характерная особенность технологического процесса обработки заключается в том, что режущий инструмент имеет одно главное лезвие. На протяжении всего периода резания лезвие резцаобрабатывает заготовку, находясь в условиях больших динамических нагрузок и высоких температур.При точении существует два вида движения: вращательное – вокруг оси заготовки – и поступательное – вдоль ее оси.
Вращательноедвижение заготовки количественно характеризуется окружной скоростью обрабатываемой поверхности, называемой скоростью резания.Поступательное движение вдоль оси заготовки, придаваемое инструменту, является движением продольной подачи. Оба движения осуществляются с постоянной скоростью, а их сочетание придает траектории движения точек лезвия резца вид винтовой линии.
При этом закаждый оборот заготовки лезвие токарного резца перемещается изположения 1 в положение 2 вдоль ее оси на размер подачи Sо и удаля125ет с нее один виток слоя металла (рис 13.1). Ширина срезаемого слояопределяется глубиной резания t.Рис. 13.1. Параметры срезаемого слоя при продольном точении:a – толщина; b – ширина; ϕ – главный угол в плане;ϕ1 – вспомогательный угол в плане; So – подача126Произведение скорости резания, подачи и глубины резания равноскорости съема объема металла, которая является параметром дляопределения эффективности процесса резания.
Скорость резания иподача – два наиболее важных параметра, регулируемых оператором с целью достижения оптимальных условий резания. Глубинарезания – это толщина снимаемого припуска, характеризуемая расстоянием между обрабатываемой и обработанной поверхностями.Скорость резания обычно имеет значение от 0,005 до 3,5 м/с.Минимальное значение подачи составляет 0,0125 мм/об, а дляочень тяжелых режимов резания – 2,5 мм/об. Глубина резания может достигать 25 мм и более.Разновидностью токарной обработки заготовок являются растачивание отверстий и обработка торцовых плоскостей. Растачивание проводят по той же принципиальной схеме, что и наружноеточение. Особенностью растачивания отверстий является ограниченный обзор зоны резания и малая жесткость расточного резца.Под действием сил резания инструмент изгибается и вибрирует,что влияет не только на размеры и шероховатость обрабатываемойповерхности, но и на стойкость режущего инструмента.Для повышения точности выполняемых отверстий и качестваобработанных поверхностей вместо расточного резца консольноготипа предпочтительно использовать более жесткие расточные оправки, в которых закреплены два резца (рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
