lectures_resanie (533317), страница 3
Текст из файла (страница 3)
В связи сэтим расширились работы по исследованию размерной стойкости инструмента,большое число работ посвящено исследованию внутренних напряжений в поверхностном слое обрабатываемой детали и исследованию влияния различныхтехнологических факторов на усталостную прочность обрабатываемых деталей.Необходимо отметить, что в настоящее время обнаруживается несоответствие возможностей металлургической промышленности и металлообработки.Металлургическая промышленность может поставлять нашей промышленностиматериалы высочайшей прочности, обрабатывать которые обработчики еще ненаучились и обработка их стоит непомерно дорого.
И в этом направлении ведутся исследовательские работы.Наряду с другими, одной из центральных проблем машиностроения являетсяпроблема применения смазочно-охлаждающих технологических сред при резании материалов. Работы в этом направлении ведутся сейчас довольно широкобольшим числом научно-исследовательских школ и организаций, в том числе вИГЭУ и в Ивановском Государственном Университете.Лекция 2. Основы резания металлов2.1.
Основные понятия, термины и определенияПри обработке металлов резанием изделие получается в результате срезанияс заготовки слоя припуска, который удаляется в виде стружки. Готовая детальограничивается вновь образованными обработанными поверхностями. На обрабатываемой заготовке в процессе резания различают обрабатываемую и обработанную поверхности. Кроме того, непосредственно в процессе резания режущейкромкой инструмента образуется и временно существует поверхность резания(рис. 2.1).Для осуществления процесса резания необходимо и достаточно иметь одновзаимное перемещение детали и инструмента. Однако для обработки поверхности одного взаимного перемещения, как правило, недостаточно. В этом случаебывает необходимо иметь два или более, взаимосвязанных движений обрабатываемой детали и инструмента.
Совокупность нескольких движений инструментаи обрабатываемой детали и обеспечивает получение поверхности требуемойформы. При этом движение с наибольшей скоростью называется главным движением (Dг), а все остальные движения называются движениями подачи (Ds).Суммарное движение режущего инструмента относительно заготовки, включающее главное движение и движение подачи, называется результирующимдвижением резания (De).
Геометрическая сумма скорости главного движениярезания и скорости движения подачи определяет величину скорости результирующего движения резания (Ve). Плоскость, в которой расположены векторыскоростей главного движения резания и движения подачи (рис. 2.1), называетсярабочей плоскостью (Ps). В этой плоскости измеряются угол скорости резанияи угол подачи .
Для случаев токарной обработки этот угол равен 90 градусам.Интенсивность процесса резания определяется напряженностью режима резания. Режим резания характеризуют три параметра:• глубина резания t (мм);• подача s (мм/об);• скорость резания v (мм/мин);Элементы режима резания: глубина подача и скорость, обозначаются строчными (малыми) буквами латинского алфавита.Глубиной резания называется толщина слоя обрабатываемого материала,срезаемого за один проход инструмента.Подачей называется величина перемещения инструмента или обрабатываемого изделия в единицу времени или величина, этого перемещения, отнесеннаяк величине главного движения.1 – обрабатываемая поверхность,2 — обработанная поверхность,3 – поверхность резания.Рис.2.1 Поверхности и движения при резании.Ps – рабочая плоскость, V – вектор скорости резания, Vs – вектор скоростидвижения подачи, Ve – вектор скорости результирующего движения.Dг – главное движение, Ds – движение подачи, De – результирующее движение.Скоростью резания называется скорость перемещения поверхности резанияотносительно режущей кромки инструмента.
Скорость резания можно представить как путь, пройденный режущим инструментом в единицу времени в направлении главного движения по поверхности резания.Величина подачи и глубины резания определяют размер площади поперечного сечения срезаемого слоя (сечения среза):, мм2.Процесс пластической деформации срезаемого слоя и напряженность процесса резания наиболее полно оценивается не величиной площади поперечногосечения среза, а величинами ширины и толщины поперечного сечения срезаемого слоя (см. рис.2.2).
Толщиной срезаемого слоя (среза) a называется расстояние между двумя последовательными положениями поверхности резания.Шириной срезаемого слоя b называется расстояние между обрабатываемой иобработанной поверхностями, измеренное по поверхности резания.Форма поперечного сечения среза зависит от формы режущей кромки инструмента и от расположения ее относительно направления движения подачи. Прирезании инструментом с прямолинейной режущей кромкой толщина среза а по-стоянна на всей ширине среза, а при резании инструментом с криволинейнойрежущей кромкой толщина среза неодинакова в разных точках по ширине среза.Из рис.2.2 видно, что при постоянных значениях подачи s и глубины резания tширина среза b и толщина среза a изменяются в зависимости от положения режущей кромки, в зависимости от угла между режущей кромкой и направлением подачи.Рис.
2.2. Форма и размеры площади поперечного сечения срезаЗдесь видно, что:f1 = f2 = f3 = t. s = a1. b1 = a2. b2 = a3. b3,a1 > a2 > a3;b1 < b2 < b3;;,при,поэтому,a = s, b = t.В результате того, что режущий инструмент имеет вспомогательный уголне равный нулю, фактическая площадь среза fфакт. меньше номинальной навеличину площади среза остающихся на обработанной поверхности гребешков.Величина ихнесоизмеримо мала по сравнению с номинальной, и для выполнения каких-либо расчетов ею можно пренебречь.Производительность обработки резанием может характеризоваться объемомметалла, срезаемого в единицу времени.Этот объем, мм3/мин, может быть определен как произведение площади поперечного сечения среза и длины пути, пройденного режущим инструментом вединицу времени – скорости резания:, мм3/мин,где: t – глубина резания, мм;s – подача, мм/об;v – скорость резания, м/мин;Кроме того, производительность механической обработки может оцениваться также величиной площади поверхности, обработанной в единицу времени,или по другим показателям.2.2.
Основные случаи резанияПроцесс пластической деформации срезаемого слоя и образования стружкикроме указанных ранее параметров характеризуется еще и степенью осложненности условий, в которых совершается образования стружки. По этому признаку различают два случая резания: свободное и несвободное (осложненное).1.Свободное резание. Происходит в случае, когда в резании участвует однапрямолинейная режущая кромка.
Деформированное состояние срезаемого слояпри этом является плоским. Пример свободного резания указан на рис.3а. Вэтом случае деформация совершается в плоскостях, параллельных друг другу, ивсе элементарные объемы срезаемого слоя могут свободно перемещаться в параллельных направлениях.Свободное резание может осуществляться также при строгании прямых гребешков на плоской поверхности призматической заготовки или при точении споперечной подачей буртика на цилиндрическом образце (заготовке).
Длиннапрямолинейной режущей кромки инструмента в обоих этих случаях должнабыть больше ширины гребешков или буртика на ширину перекрытия режущеголезвия. Свободное резание обычно производится при выполнение каких-либоэкспериментов в различных исследованиях. Это делается для того, чтобы исключить влияние осложненного деформирования срезаемого слоя на исследуемое явление. Получить хороший корень стружки для изучения, например, пластической деформации срезаемого слоя или образования нароста, можно толькопри свободном резании, при котором все явления в зоне резания совершаются всемействе параллельных плоскостей, поэтому одинаковы в каждой из них.Рис.
2.3. Свободное (а) и несвободное резание (б).2.Несвободное (осложненное) резание (рис.3б). Характеризуется тем, что отдельные объемы срезаемого слоя на разных участках режущей кромки перемещаются в разных направлениях, что создает условия сложного деформированияи затрудняет образование стружки.При несвободном резании отдельные элементарные объемы срезаемого слояперемещаются в разных направлениях и поэтому в разных точках зоны резанияодни и те же явления совершаются по-разному, с разной степенью интенсивности. Картина состояния материала в зоне резания в одной секущей плоскости неявляется типичной для всех других секущих плоскостей и не повторяет картинысостояния материала в других секущих плоскостях.По расположению режущей кромки режущего лезвия относительно направления главного движения (вектора скорости резания) резание может быть прямоугольным или косоугольным.
При расположении режущей кромки под прямым углом к направлению главного движения резание называется прямоугольным. Если же режущая кромка расположена к направлению резания не под прямым углом (косо), резание называется косоугольным. При прямоугольном резании стружка завивается в плоскую логарифмическую спираль, а при косоугольном резании – в винтовую, направление и шаг которой зависят от расположениякромки.Резание может осуществляться режущими инструментами с одним режущимлезвием или с несколькими. Согласно этому резание может называться однолезвийным или многолезвийным.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
