Студопедия — ТЕПЛОВЫЕ ПРОЦЕССЫ ПРИ РЕЗАНИИ.
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

ТЕПЛОВЫЕ ПРОЦЕССЫ ПРИ РЕЗАНИИ.






 

Процесс резания сопровождается выделением теплоты, в которую превращается практически вся механическая работа, затрачиваемая на резание:

Q= PzV, (Дж/ мин).

Выделившаяся теплота накапливается в заготовке и инструменте, повышая их температуру, что приводит к снижению твердости и износостойкости инструмента, понижению точности обработки (вследствие тепловой деформации).

Очагами выделения теплоты при резании являются следующие зоны:

QД - зона стружкообразования (зона наибольших сдвиговых деформаций);

QПП - зона контакта стружки с передней поверхностью инструмента;

QЗП - зона контакта задней поверхности инструмента с заготовкой (см. рис.1.13).

Большая часть выделившейся в процессе резания теплоты (30-80%) уходит со стружкой (Qc), часть теплоты распространяется в заготовку Q3 =20-50%, инструмент QП = 2-30% и в окружающую среду путем лучеиспускания или конвенции при изменении охлаждения Qoкр (около 1%).

Тепловой баланс процесса резания:

 

Q= QД+ QПП+ QЗП= Qc+ Q3+ QП+ Qoкр, Дж

 

Цвет стружки, как правило, отличается от цвета металла, от которого она получена. Это получается вследствие того, что в процессе резания выделяется много теплоты, причем большую часть её поглощает стружка. Под влиянием нагрева на чистой металлической поверхности стружки образуются тонкие пленки окислов, приобретающие различный цвет, в зависимости от степени нагрева стружки. Так, например, стальная стружка принимает светло-желтый цвет, нагреваясь до температуры 2200С, темно-синий- при 2900С, и при температуре 4000С она имеет светло-серый цвет.

Наибольшее влияние на температуру в зоне резания оказывает скорость резания. При обработке сталей на больших скоростях резания (сотни м/мин) температура резания, в местах соприкосновения стружки с инструментом, может достигать 800-10000С, температура стружки при этом составляет 400-5000С.

   
Рис 1.13 Источники образования и распределения теплоты резания

 

При высоких температурах (800-10000С) снижается твердость инструмента и быстро теряется его режущая способность. Кроме того, температурные деформации инструмента, заготовки, приспособлений и станка, снижают точность обработки. Поэтому обработку следует вести на таких режимах, чтобы не происходил значительный нагрев режущего инструмента.

С увеличением подачи температура в зоне резания повышается, но менее интенсивно, чем при увеличении скорости резания.

Еще меньшее влияние на температуру оказывает глубина резания. Это объясняется тем, что с увеличением подачи и особенно глубины резания возрастает поверхность контактирования обрабатываемой детали с инструментом, что улучшает условия теплооотвода от наиболее нагретых участков рабочей поверхности инструмента.

Для стали 40ХН проф. М. А. Даниелян получил следующую экспериментальную зависимость, показывающую степень влияния отдельных элементов режима на температуру в зоне резания:

 

 

Из геометрических параметров инструмента наибольшее влияние на температуру резания оказывает угол резания δ;, главный угол в плане φ; и радиус закругления вершины резца. С увеличением δ; и φ; температура в зоне резания возрастает, а с увеличением радиуса закругления вершины резца падает.

Имеет значение также площадь поперечного сечения тела инструмента: с ее увеличением происходит белее интенсивный отвод тепла от места его образования в тело резца.

Теплопроводность материала резца так же оказывает существенное влияние на теплоотвод при резании. Так, например, омедненные резцы имеют стойкость в 2-3 раза большую, чем не омеднённые, вследствие большего теплооотвода, снижению температуры резания и как следствие повышение стойкости.

Еще большее влияние на температуру резания оказывает теплопроводность металла обрабатываемой детали. Чем она меньше, тем большая доля тепла уходит в инструмент и тем больше повышается его температура. Так, например, теплопроводность нержавеющей стали Х18Н10Т в 3 раза, а титанового сплава ВТ-2 в 10 раз меньше теплопроводности стали 45. Поэтому при обработке деталей из стали Х18Н10Т и сплава ВТ-2 температура инструмента повышается в 1, 5-2, 5 раза.

Таким образом, при выборе режима резания целесообразно увеличивать глубину резания, затем подачу и в последнюю очередь скорость резания.

Для уменьшения температуры в зоне резания используют смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ) и реже другие сказочно-охлаждающие среды: газы, твердые и пластичные вещества-смазки.

СОЖ выполняют следующие функции:

I. Охлаждения - отвод тепла,

2. Смазка - уменьшение сил трения,

3. Моющие - удаление стружки и продуктов износа инструмента из зоны резания.

В результате применения СОЖ резко возрастают стойкость инструмента, уменьшается шероховатость обработанной поверхности и повышается точность обработки.

В зависимости от вида обработки применяют те или иные СОЖ.

При обработке на больших скоростях резания V =30-60 м/мин, а также при черновых операциях, когда основным является отвод тепла, применяют водные растворы: 1-5 процентные растворы соды, буры, мыла и др. веществ, способствующих улучшению смачиваемости водой металлических поверхностей, защищающих от коррозии и повышающих смазочные свойства жидкости.

Эмульсии: растворы в воде 2-10% минеральных масел и др. веществ, препятствующих слиянию капель масла в сплошной слой.

Чем выше содержание масла (эмульсола), тем выше смазывающее действие и меньше охлаждающее.

При обработке на малых скоростях резания V= 30-60 м/мин, когда температура невелика особенно при чистовой обработке фасонным инструментом с большой контактной поверхностью(нарезание резьбы и зубьев, развертывание, протягивание) применяют различные масла: минеральные, растительные с добавками активных веществ. Масляные жидкости обладают хорошими смазывающими и низкими охлаждающими свойствами.

Подвод СОЖ в зону обработки осуществляются по-разному (см. рис.1.14). Полив свободно падающей струей малоэффективен, т. к. струя не попадает на контактные поверхности инструмента. Более совершенный способ- подвод СОЖ под давлением 2-4 МПа или распыленной струей (туманом) со стороны задней и передней поверхностей, В некоторых случаях, например, при сверлении глубоких отверстий, когда охлаждение зоны резания затруднено, применяют подачу СОЖ через полый режущий инструмент.

Рис.1.14 Способы охлаждения: а–свободно падающей струёй; б–под большим давлением со стороны задней поверхности; в–под большим давлением со стороны передней поверхности  






Дата добавления: 2015-09-19; просмотров: 2323. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Обзор компонентов Multisim Компоненты – это основа любой схемы, это все элементы, из которых она состоит. Multisim оперирует с двумя категориями...

Композиция из абстрактных геометрических фигур Данная композиция состоит из линий, штриховки, абстрактных геометрических форм...

Важнейшие способы обработки и анализа рядов динамики Не во всех случаях эмпирические данные рядов динамики позволяют определить тенденцию изменения явления во времени...

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА Статика является частью теоретической механики, изучающей условия, при ко­торых тело находится под действием заданной системы сил...

Лечебно-охранительный режим, его элементы и значение.   Терапевтическое воздействие на пациента подразумевает не только использование всех видов лечения, но и применение лечебно-охранительного режима – соблюдение условий поведения, способствующих выздоровлению...

Тема: Кинематика поступательного и вращательного движения. 1. Твердое тело начинает вращаться вокруг оси Z с угловой скоростью, проекция которой изменяется со временем 1. Твердое тело начинает вращаться вокруг оси Z с угловой скоростью...

Условия приобретения статуса индивидуального предпринимателя. В соответствии с п. 1 ст. 23 ГК РФ гражданин вправе заниматься предпринимательской деятельностью без образования юридического лица с момента государственной регистрации в качестве индивидуального предпринимателя. Каковы же условия такой регистрации и...

Философские школы эпохи эллинизма (неоплатонизм, эпикуреизм, стоицизм, скептицизм). Эпоха эллинизма со времени походов Александра Македонского, в результате которых была образована гигантская империя от Индии на востоке до Греции и Македонии на западе...

Демографияда "Демографиялық жарылыс" дегеніміз не? Демография (грекше демос — халық) — халықтың құрылымын...

Субъективные признаки контрабанды огнестрельного оружия или его основных частей   Переходя к рассмотрению субъективной стороны контрабанды, остановимся на теоретическом понятии субъективной стороны состава преступления...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.01 сек.) русская версия | украинская версия