lectures_resanie (533317), страница 6
Текст из файла (страница 6)
схемойзоны резания с наростом и иллюстрируется представленной на рис.5.4. фотографией нароста, полученного, при резании коррозионностойкой стали12Х18Н10Т. На ней случайно, но очень удачно запечатлен момент разрушениявершины нароста, которая уносится из зоныРис. 5.4. Корень стружки с разрушающимся наростом.образования стружки с поверхностью резания.А – часть вершины нароста на поверхности резания,– угол скалывания до разрушения нароста,– угол скалывания после разрушения нароста.Здесь надо обратить внимание на изменение положения плоскости скалывания. Вслед за разрушением нароста уменьшается угол скалывания и увеличивается толщина образующейся стружки.
Нарост представляет собой тело твердое, но неустойчивое, он периодически разрушается, и фактическая толщинасреза постоянно меняется вслед за изменением размера нароста. По этой причине обработанная поверхность получается неровной, со следами надиров и вырывов. Располагаясь на передней поверхности и свешиваясь над задней поверхностью, нарост закрывает главную режущую кромку и предохраняет ее от разрушения.В некоторых случаях нарост бывает настолько устойчив, что в течение всегопериода резания исключает контакт стружки с передней поверхностью инструмента. Так на рис.5.5 представлены фотографии быстрорежущего проходногоупорного резца с наростом и после его удаления.Рис.5.5.
Фотографии проходного упорного резца со стороны главной задней поверхности (вверху ) и со стороны передней поверхности (внизу ), с наростом (слева ) и послеего удаления (справа ).После удаления нароста на передней поверхности резца «под наростом» обнаружились следы доводки передней поверхности порошком карбида бора.Эти следы в виде мелких царапин стертые за пределами нароста, свидетельствуют о том, что нарост надежно защищал переднюю поверхность от действиястружки в течении всего времени резания.Образование нароста, защищающего режущий инструмент от изнашивания,в этом смысле следовало бы признать полезным явлением.
Однако, несмотря наэто, явление образования нароста следует признать нежелательным, как неуправляемое.Кроме образования нароста при срезании стружки происходит деформацияматериала под поверхностью резания. Обрабатываемый материал здесь подвергается упругопластической деформации. Это происходит по двум причинам. Вопервых, потому, что режущее лезвие всегда имеет какое-то округление радиусом (рис. 5.6).Рис. 5.6. Деформация и упругое последействие в зоне резанияПо этой причине разделение металла происходит не по линии 1–1, а по линии 2–2. Металл под линией 2–2 проволакивается под округленной частью режущего лезвия и пластически деформируется.
Во-вторых, поскольку пластической деформации предшествует упругая деформация, восстанавливающаяся после прохождения инструмента, имеет место подъем поверхности резания на величину упругого последствия «Y». Прижатый к задней поверхности материалтрется об нее и еще раз пластически деформируется.В силу этих причин материал под поверхностью резания оказывается пластически деформированным, в нем появляются остаточные напряжения, уравновешивающиеся внутри объема металла под поверхностью резания.Верхние слои металла оказываются сильно разрушенными.
Анализ состояния металла под поверхностью резания (см. рис.5.6) показывает, что там обнаруживаются 3 зоны: I – зона больших пластических деформаций; II – зона наклепанного металла; III – зона исходного металла. Состояние материала под поверхностью резания в целом оценивается: 1-глубиной проникновения пластической деформации h и степенью упрочнения его поверхностных слоев C. Степенью упрочнения называется отношение твердости упрочненного поверхностного слоя к твердости основного (недеформированного) металла:.Степень упрочнения и глубина деформации зависят от толщины среза, скорости резания, геометрии режущего инструмента, свойств обрабатываемого материала и других факторов.Лекция 6. Силы и работа резания6.1.
Система сил при свободном резанииПри механической обработке готовая деталь-изделие требуемой формы икачества обработанных поверхностей получается в результате удаления с заготовки слоя (слоев) припуска в виде стружки, состоящей из пластически деформированного обрабатываемого материала.
Пластическое деформирование срезаемого слоя припуска происходит под действием силы, превосходящей сопротивление обрабатываемого материала его деформации и разрушению. Для выявления физической природы сил, действующих на режущий инструмент состороны обрабатываемого материала, представленную на рис.6.1. плоскую систему сил, действующих на режущий инструмент при свободном резании. Образующаяся стружка опирается на переднюю поверхность инструмента и действует на него с силой нормального давления N.Рис.6.2.
Рис.6.1.Кроме этого стружка перемещается по передней поверхности и действует нанее с силой трения F. Со стороны главной задней поверхности обрабатываемыйматериал в результате упругого последействия давит на заднюю поверхность ссилой нормального давления N1. Перемещение поверхности резания относительно задней поверхности инструмента вызывает действие силы трения F1. Таким образом, на площадках контакта обрабатываемого материала с режущиминструментом на рабочих поверхностях последнего действуют нормальные икасательные силы, геометрическая сумма которых рис.6.2.
дает равнодействующую P, произвольно направленную в пространстве.В инженерных расчетах используется не сама эта сила, а ее проекции на взаимно перпендикулярные направления: направление Z и направление Y. Каждаяпроекция называется составляющей силы резания и имеет свое собственное название: проекция на ось Z называется главной составляющей силы резания, обозначается Pz, проекция на ось Y называется радиальной составляющей силы резания, обозначается Py.Пластическая деформация смятия срезаемого припуска происходит под действием силы Pz, равной сумме проекций всех действующих в зоне резания силна ось Z,Здесь: N- нормальная сила на передней поверхности,F- сила трения на передней поверхности,N1 и F1- нормальная сила и сила трения на задней поверхности,?- главный задний угол,?- угол резания.или,,,где f и f1- коэффициенты трения на передней (f) и задней (f1) поверхностях.,Если принять, что нормальная сила на задней поверхности пропорциональнасиле нормального давления на передней поверхности, что N1=k.
N, где kкоэффициент пропорциональности, тогда: можно записать, чтоВ этом уравнении силу N можно условно принять равной силе политропического сжатия P при пластическом деформировании образца (рис.6.3), котороепротекает согласно закону:,откудаНа рис.6.3:P — сила, действующая в ходе процесса пластической деформации;P0 — сила, необходимая для начала пластического деформирования;l0 — длина сжимаемого стержня;l — длина стержня после пластической деформации.Рис.6.3. Схема процесса политропического сжатия.Отождествляя процесс резания с процессом пластической деформации срезаемого слоя, считаем, что сжимаемый стержень имеет поперечное сечение,срезаемый слой имеет длину ; силу отождествляем с силой, действую-щей на переднюю поверхность инструмента в процессе резания.
После срезанияслоя припуска длиной получается стружка длиной.Сила,тогдаотношениеесть коэффициент усадки стружки, следовательно,где— условный предел текучести,- глубина резания,- подача,- коэффициент усадки стружки,- показатель политропы сжатия ( по В.Д.Кузнецову =1,25),— коэффициент пропорциональности между силами N и N1.и - коэффициенты трения на передней и задней поверхностях.Это уравнение показывает лишь от каких параметров и условий зависит величина главной составляющей силы резания.
Из него видно, что величина главной составляющей силы резания зависит от свойств обрабатываемого материала, сечения среза, условий и величины пластической деформации,геометрии режущего инструмента ии коэффициентов трения на переднейи заднейповерхностях.6.2. Система сил при несвободном резанииПри несвободном резании на режущий инструмент действует пространственная система сил.
Режущий инструмент находится в контакте с обрабатываемым материалом по трем рабочим поверхностям его режущей части: по передней, главной задней и вспомогательной задней поверхности. Поскольку эти поверхности инструмента расположены под разными углами друг к другу, то идействующие на этих поверхностях нормальные и касательные силы в пространстве располагаются не параллельно друг к другу, не в параллельных, какпри свободном резании, плоскостях. Природа сил, естественно, та же, что и присвободном резании, это силы нормального давления и касательные силы трения.Равнодействующая всех сил при несвободном резании раскладывается на тривзаимно перпендикулярных направления X,Y, и Z.
Схема сил при несвободномрезании представлена на рис.6.4.Рис. 6.4.Пространственная система сил при несвободном резании.Расчет величины составляющих силы резания для практических целей ведется по эмпирическим формулам с использованием данных справочной литературы., радиальнойРасчет составляющих силы резания: осевой составляющейи главной составляющей силы резанияпроизводится по эмпирическимформуламPX=CPx. t XPx. s Ypx.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
