Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  


Загрузка...

Основы резания металлов - файл 1.doc


Основы резания металлов
скачать (8365 kb.)

Доступные файлы (1):

1.doc8365kb.02.12.2011 09:55скачать

содержание
Загрузка...

1.doc

  1   2   3   4   5   6
Реклама MarketGid:
Загрузка...
Глава I ОСНОВЫ РЕЗАНИЯ МЕТАЛЛОВ

§ 1. Наука о резании металлов

Теория резания рассматрива­ет физические основы резания, вопро­сы пластической деформации метал­лов, трения, износа инструментов и ме­тоды повышения их стойкости, вопро­сы теплообразования, применения смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ), влияние геометрических пара­метров инструментов на процесс реза­ния, правила выбора режима резания, вопросы качества обработки, вибра­ции и др.

Основоположниками науки о реза­нии металлов являются, русские уче­ные И. А. Тиме (1838—1920), К.А. Зво­рыкин (1861—1928) и Я. Г. Усачев (1873—1941).

Профессор Петербургского горного института И. А. Тиме в 1870 г. в тру­де «Сопротивление металлов и дерева резанию» изложил основные законо­мерности процесса образования стру­жки.

К. А. Зворыкин н Я. Г. Усачев вы­полнили научные исследования процессов резания, имеющие большое практическое значение для производ­ства. Значительный вклад в науку о резании металлов и ее практическое .применение внесли советские ученые В. Н. Кривоухов, Г. И. Грановский. В.Д. Кузнецов, В.Ф. Бобров, А.И. Каширин, Е. П. Надеинская, А. И. Исаев и другие, заслуги которых признаны мировой наукой.

Скоростное резание металлов впер­вые получило развитие в СССР. Еще в 1936—1937 гг. советские исследова­тели впервые в мировой практике про­вели научные исследования скоростно­го резания металлов.

Лауреаты Государственных премий известные мастера скоростного реза­ния Г. С. Борткевич, Н. В. Поляков, А. П. Марков, Л. Б. Быков, С. М. Бушуев и другие многое сделали для вне­дрения в производство скоростного ре­зания.

§ 2. Процесс резания металлов

Процесс резания металлов заклю­чается в срезании с заготовки поверх­ностного слоя для получения детали нужной формы, требуемых размеров и качества обработанной поверхности. Срезаемый слой металла называется стружкой. Обработка резанием яв­ляется наиболее важным процессом в машиностроительном производстве и применяется при изготовлении почти любой продукции. Даже в случае, если



Рис. 1. Схема процесса точения

процессы резания не используются в основном производстве, они использу­ются косвенно при изготовлении тех­нологической оснастки и при ремонте оборудования.

Основными видами обработки реза­нием являются точение, фрезерование, сверление, строгание, шлифование и др. Различные виды обработки или их со­четание выполняются на металлорежу­щих станках: токарных, фрезерных, сверлильных, шлифовальных, строгаль­ных, протяжных, агрегатных и специ­альных и на автоматических линиях с помощью различных инструментов — резцов, сверл, фрез, протяжек, шлифо­вальных кругов и др.

При изучении теории резания при­нимают за основу обработку на токар­ных станках—точение, а в качестве инструмента—токарный резец. Для осуществления процесса точения необ­ходимо иметь два движения: глав­ное движение — вращательное дви­жение заготовки V (рис. 1) и переме­щение заготовки—движение по­дачи S. Скорость главного движения определяет скорость резания, движе­ние подачи обеспечивает непрерывное врезание инструмента в новые слои металла заготовки.

§ 3. Элементы и углы резца

Резец состоит из режущей части (головки) и стержня (рис. 2). Стер­жень служит для закрепления резца в



Рис.2. Элементы резца: ^ 1—передняя поверхность, 2—главная режущая кромка, 3— вспомогательная задняя поверхность, 4—вершина резца, 5—главная задняя поверхность, 6— вспомогательная режущая кромка, 7 — режущая часть, 8— стержень.

резцедержателе станка. Режущая часть состоит из следующих элементов: пе­редней поверхности ^ 1—поверхности, по которой сходит стружка, главной задней 5 и задней вспомогательной 3 поверхностей, обращенных к обраба­тываемой заготовке; главной режущей кромки 2, образующейся от пересече­ния передней и главной задней поверх­ностей, выполняющей основную рабо­ту резания и вспомогательной режущей кромки 6, образующейся от пересече­ния передней и вспомогательной зад­ней поверхностей.

Вершины резца 4—место сопряже­ния главной и вспомогательной режу­щих кромок. Вершина резца может



Рис. 3. Углы резца в плане:

—главный угол, —вспомогательный угол

быть острой, закругленной и срезан­ной.

Режущая часть резца имеет форму клина, заточенного с определенными углами. Чтобы обеспечить режущую способность инструмента, получить тре­буемую точность и качество поверхно­сти детали, необходимо правильно вы­брать углы режущей части резца. Различают углы в плане и основные уг­лы резца.

Углами в плане называются углы между режущими кромками резца и направлением подачи: —главный угол в плане, —вспомогательный угол в плане (рис. 3).



Рис. 4. Основные углы резца:

а — главный задний угол, — угол заострения, — передний угол, — угол резания.

Основные углы резца (рис. 4): пе­редний угол — , главный задний угол — а, угол заострения — , угол резания —.

§ 4. Процесс образования стружки и типы стружек

В зависимости от условий обработ­ки стружка может быть разных видов. При обработке пластичных материа­лов (конструкционные стали) образу­ется элементная стружка (рис. 5), ступенчатая и сливная, а при обра­ботке малопластичных материалов— стружка надлома. Эта классификация стружек предложена в 1870 г. Н. А. Тиме. Ею пользуются и в настоящее вре­мя.

Элементная стружка (рис. 5, а) состоит из отдельных, пластически деформированных элементов, сла­бо связанных или совсем не связан­ных между собой. На рис. 6 и 7 пока­заны схемы образования элементной стружки. Резец, установленный на глубину а, перемещается под действи­ем силы Р, передаваемой суппортом станка, и постепенно вдавливается в



Рис. 5. Виды стружек, образующихся при резании



Рис. 6. Схема образования стружки (по И. А. Тиме)

металл заготовки, сжимает его своей передней поверхностью я вызывает сначала упругие, а затем пластические деформации. Различают следующие фазы образования элемента (по И. А. Тиме). В начале резания (рис. 6, а) происходит соприкосновение рез­ца с обрабатываемой заготовкой. За­тем резец своей вершиной вдавлива­ется в металл (рис. 6,6), который претерпевает деформацию сдвига. По мере углубления резца в срезаемом слое растут напряжения и, когда они достигнут величины предела прочно­сти обрабатываемого металла, про



Рис. 7. Схема образования стружки: — плоскость скалывания

изойдет сдвиг (скалывание) первого элемента (1) по плоскости сдвига АВ, составляющей с направленным перемещением резца угол , равный 30—40 °. Угол называется углом сдвига. Внутри каждого элемента про­исходят межкристаллические сдвиги под углами =60—65° (рис. 7).

После скалывания первого элемен­та стружки резец сжимает следующий близлежащий слой металла, в резуль­тате чего образуется второй элемент (2), отделяющийся от заготовки по плоскости наибольших касательных напряжений под тем же углом и т. д. (рис. 6, в,г).

Цифрами 1, 2, 3,...,10 обозначены последовательно образуемые элемен­ты стружки.

Ступенчатая стружка (см. рис. 5, б) получается при обработке сталей со средней скоростью резания. Ступенчатая стружка имеет одну сто­рону (со стороны резца) гладкую, а другая сторона имеет ступеньки (за­зубрины) с выраженным направлени­ем отдельных элементов, прочно меж­ду собой связанных. У ступенчатой стружки разделение ее на части не происходит.

Сливная стружка (см. рис. 5, в) сходит с резца в виде ленты без зазубрин, присущих ступенчатой струж­ке. Она получается при обработке ста­лей с высокой скоростью резания. Поверхность стружки, прилегающая к пе­редней поверхности резца, сравнитель­но гладкая, а при высоких скоростях отполирована. Ее противоположная сторона покрыта мелкими зазубринками — насечкой и имеет бархатистый вид.

Стружка надлома (см. рис. 5, г) получается при обработке мало­пластичных металлов (твердый чугун, твердая бронза). Стружка состоит из отдельных, не связанных между собой кусочков различной формы и разных размеров. Обработанная поверхность при такой стружке получается шерохо­ватой с впадинами и выступами.

Тип стружки во многом зависит от рода и механических свойств обраба­тываемого материала. При резании пластичных материалов возможно об­разование элементной, ступенчатой и сливной стружки. По мере увеличения твердости и прочности обрабатываемо­го материала сливная стружка перехо­дит в ступенчатую, а затем в элемент­ную. При обработке хрупких материа­лов образуется или элементная, или стружка надлома.

§ 5. Физические явления при стружкообразовании

Усадка стружки. При резании каж­дый элемент стружки сдавливается под действием силы, прилагаемой со сторо­ны передней поверхности резца, в ре­зультате чего длина стружки всегда меньше длины участка поверхности, с которого она срезана (рис. 8). Это явление



Рис. 8. Схема усадки стружка

укорочения стружки по длине называется продольной усад­кой. Величина усадки характеризует­ся отношением длины обработанной по­верхности L0 к длине стружки L и называется коэффициентом усадки .

В зависимости от условий обра­ботки К= 1,1—10. Величина К харак­теризует напряженность процесса резания. Чем больше К, тем больше де­формирована стружка, тем больше со­противление оказывал металл скалы­ванию. По коэффициенту усадки мож­но судить о напряженности процесса резания, делать необходимые выводы и принимать практические меры для облегчения процесса резания.

Нарост. При резании пластичных материалов у лезвия инструмента пе­ред его передней поверхностью обра­зуется нарост 2 (рис. 9). Он имеет



Рис. 9. Схема образования на­роста:

1 — заготовка, 2 — нарост, 3 — стружка, 4— резец, 5—частицы нароста на стружке и заготовке.

клиновидную форму и представляет собой часть обрабатываемого металла, прилипшего или приваренного к рез­цу. Причиной возникновения нароста являются трение и притормаживание поверхностного слоя сходящей струж­ки о переднюю поверхность резца. На­рост обладает вьрсокой твердостью вследствие подкаливания и наклепа. Форма и размеры его непостоянны. В сотые доли секунды нарост возникает, увеличивает свою высоту до предела, а затем частично или полностью раз­рушается. Одна часть разрушенного нароста 5 уносится стружкой 3, а вто­рая — поверхностью резания 1 (см. рис. 9). После разрушения нарост вновь возрастает, затем вновь разру­шается и т. д. Отрывающиеся частич­ки образуют лунки на обрабатываемой поверхности, а прилипшие кусочки создают шероховатость (рис. 10). При наростообразовании невозможно по­лучение поверхности высокого качест­ва (не выше параметра шероховато­сти Rz20—10). При черновой обра­ботке нарост, воспринимая на себя нагрузку, предохраняет переднюю по­верхность резца инструмента от перегрева и износа. Поэтому при черновой обработке образование нароста не вредно, а даже полезно.

На размер нароста влияют механи­ческие свойства металла, скорость резания,



Рис. 10. Схема разрушения на­роста

подача, передний угол инстру­мента и род СОЖ. Такие металлы, как медь, латунь, бронза, олово, сви­нец, большинство типовых сплавов, ле­гированные стали с большим содержа­нием хрома и никеля не склонны к наростообразованию; конструкционные углеродистые и большинство легиро­ванных сталей, серый чугун, алю­миний склонны к наростообразованию.

Предотвращение наростообразования достигается следующими путями: подбором и работой на определенных скоростях резания. Наиболее интен­сивно нарост образуется при скоростях v==7—80 м/мин. При больших скорос­тях резания (v>80 м/мин) нарост не успевает привариться к резцу, так как уносится быстро сходящей стружкой. Чистовую обработку многолезвийными инструментами из быстрорежущей ста­ли и фасонными резцами ведут на низ­ких скоростях резания, а твердосплав­ными резцами, фрезами, зенкерами — на высоких скоростях резания. При ра­боте инструментом с отполированной передней поверхностью нарост практи­чески не образуется. Наростообразование уменьшается при правильном под­боре и применении СОЖ. При наладке станков для получения поверхности нужного параметра шероховатости на­ладчик всегда должен помнить и знать о влиянии нароста на качество обра­ботки.

Упрочнение. При резании в резуль­тате пластической деформации срезае­мого слоя и слоя основной массы ме­талла обработанная поверхность всег­да имеет более высокую твердость. Глубина упрочненного слоя достигает 1—2 мм. Степень повышения твердости к глубина слоя упрочнения зависят от механических свойств металла, угла резания, радиуса закругления режу­щей кромки инструмента, величины по­дачи, скорости резания и свойств при­меняемой СОЖ. Чем мягче и пластич­нее металл, тем большему упрочнению он подвергается. Чугуны меньше под­даются упрочнению, чем стали. Чем больше угол резания, радиус закругле­ния режущей кромки и толщина среза, тем степень упрочнения выше. Приме­нение СРЖ уменьшает глубину упроч­ненного слоя и твердость. Упрочнение снимается отжигом и нормализацией.

§ 6. Образование и распределение тепла при резании металлов. Температура резания

В процессе резания металлов меха­ническая энергия, затрачиваемая на работу резания, переходит в тепловую. В зоне резания возникает тепло за счет работы, затрачиваемой на пластичес­кие деформации Qд (рис. 11) и преодоление



Рис. 11. Распределение тепла (при резании) между стружкой, ин­струментом и заготовкой

трения по передней Qт.п и зад­ней поверхностям резца Qт.з. Нагрева­ются заготовка, режущий инструмент и стружка. При значительной скорости температура в зоне резания достигает значительных величин. При работе на высоких скоростях при точении и фре­зеровании можно наблюдать сходящую из-под резца или фрезы ярко-красную стружку, нагретую до 900 °С. На обра­ботанной поверхности стальной дета­ли появляются цвета побежалости, свидетельствующие о высокой темпе­ратуре поверхностного слоя детали во время соприкосновения ее с задней по­верхностью инструмента. Полученное тепло при точении распределяется сле­дующим образом: уходит в стружку 50—80 % (Qдс+Qтп);в резец 40—10 % (Qп+Qз), в обрабатываемую деталь 9—3% (Qтз+Qд) и в окружающую среду около 1 %. При затуплении инст­румента характер распределения тепла изменяется: резец и заготовка нагрева­ются в большей степени. Как в струж­ке, так в резце и в заготовке тепло распределяется неравномерно. В слоях стружки, ближе расположенных к пе­редней поверхности резца, температура выше, чем в слоях, удаленных от нее (рис. 12). Температура обрабатываемой



Рис. 12. Распределение темпе­ратур на передней поверхно­сти резца (по Б. И. Костецкому)

заготовки понижается по мере уда­ления рассматриваемой точки от по­верхности резания, а наибольшая тем­пература находится в месте контакта резца с заготовкой. Температура инст­румента также различна в различных точках. Самая высокая температура соответствует точке, лежащей в центре давления стружки на резец.

Температура резания. Под темпе­ратурой резания понимается средняя температура на поверхности контакта инструмента со стружкой. На темпера­туру резания Q влияют многие факто­ры: механические свойства обрабаты­ваемого материала, размер площади срезаемого слоя и скорость резания:



где cq коэффициент, характеризую­щий род и механические свойства об­рабатываемого материала, геометри­ческие параметры инструмента и свой­ства СОЖ; v скорость резания, м/мин; т, п, q коэффициенты степе­ней, причем m>n>q, т. е. на темпера­туру резания большее влияние оказы­вает скорость, затем толщина срезае­мого слоя а и наименьшее — ширина срезаемого слоя b.

Большое влияние на температуру резания оказывают механические свой­ства обрабатываемого металла. Чем выше предел прочности и твердость металла заготовки, тем большее сопро­тивление необходимо преодолеть при стружкообразовании, тем большую ра­боту надо затратить на резание, тем больше выделится тепла и будет выше температура резания. При резании твердых материалов стружка соприка­сается с передней плоскостью резца на меньшей площади, чем при резании мягких сталей. Это повышает давление на единицу поверхности контакта, а отвод тепла в тело резца и толщу стружки ухудшается, что приводит к повышению температуры в поверхност­ных слоях резца. Чем выше теплоем­кость и теплопроводность обрабатыва­емого металла, тем лучше отвод тепла в стружку и в обрабатываемую заго­товку и тем меньше температура на по­верхности резца.

Большое влияние на температуру резания . оказывают геометрические элементы резца: угол резания, глав­ный угол и радиус закругления при вершине резца. Отрицательный перед­ний угол по сравнению с положитель­ным вызывает большие деформации и приводит к большему выделению тепла. При работе с передним углом y=-10° температура резания повы­шается на 15° по сравнению с работой резцом, имеющим положительный угол у=+10°. При увеличении главного угла в плане уменьшается ширина стружки и длина активной части режу­щей кромки, что приводит к менее ин­тенсивному отводу тепла в заготовку и в тело резца, теплота концентрируется на меньшей ширине среза около вер­шины резца, и температура резания повышается. Наиболее резкое увели­чение температуры резания происхо­дит в пределах =20—60 °.

Радиус закругления при вершине резца в плане оказывает влияние на общее тепловыделение и на его отвод. Увеличение радиуса закругления хотя и увеличивает тепловыделение, но и увеличивает длину активной части ре­жущей кромки, объем головки резца улучшает отвод тепла в тело резца и в заготовку, что является преобладаю­ щим, и приводит к снижению темпе­ратуры резания. Чем больше площадь поперечного сечения тела резца, тем интенсивнее отвод тепла от мест его образования в тело резца, тем меньше температура резания.

§ 7. Элементы режима резания

К элементам режима резания отно­сятся: скорость резания, подача и глу­бина резания. Скоростью реза­ния называется величина перемеще­ния наиболее удаленной точки режу­щей кромки относительно поверхности резания в единицу времени (минуту). Скорость резания в разных точках ре­жущей кромки неодинакова. Однако в расчетах при определении скорости резания принимается ее наибольшее зна­чение. Скорость резания зависит от быстроты вращения и диаметра обра­батываемой заготовки. Чем больше диаметр заготовки D (рис. 13), тем



Рис. 13. Элементы срезаемого слоя при то­чении

больше скорость резания при одних и тех же оборотах заготовки . Скорость резания (мм/мин) определяется по формуле



где D — наибольший диаметр поверх­ности резания, мм; п — частота вра­щения заготовки, об/мин; — посто­янное число, равное 3,14.

При продольном точении скорость резания постоянна. При подрезания торца скорость резания имеет наи­большее значение у наружной поверх­ности и равна нулю в центре заготов­ки. При растачивании скорость реза­ния принимается также по наибольше­му диаметру поверхности резания — по диаметру обработанной поверхно­сти.

Величина перемещения режущей кромки относительно обрабатываемой поверхности в единицу времени в на­правления движения подачи называ­ется скоростью подачи или просто подачей. Различают пода­чи — минутную и за один оборот заго­товки. Величина относительного пере­мещения инструмента по отношению к заготовке за одну минуту называет­ся минутной подачей. Величи­на перемещения резца инструмента за один оборот заготовки называется , подачей за один оборот заготовки. Между минутной подачей и подачей за один оборот заготовки (в мм/об) существует зависимость



где s — подача за один оборот, мм./об; sм — минутная подача, мм/мин; п — частота вращения заготовки, об/мин.

Глубиной резания назы­вается размер срезаемого слоя за один рабочий ход резца (инструмента), из­меренный перпендикулярно направле­нию движения подачи (рис. 13). Глу­бина резания (мм) определяется по формуле



При наружном продольном точе­нии, при растачивании глубина реза­ния определяется как полуразность между диаметром отверстия после об­работки и диаметром отверстия до об­работки. При подрезании за глубину резания принимается величина срезае­мого слоя, измеренная в направлении, перпендикулярном обработанному торцу.

При отрезании и прорезании глу­бина резания равняется ширине ка­навки, образуемой отрезным или про­резным резцом.

§ 8. Элементы срезаемого слоя

Элементами срезаемого слоя явля­ются ширина, толщина и площадь по­перечного сечения среза. Если рассечь слой металла, срезаемого с поверхно­сти резания за один оборот, плоскостью, проходящей через ось детали, в сечении получим параллелограмм с основанием s, высотой t и сторонами АВ и DC, наклоненными к оси детали под углом (рис. 13). Полученный па­раллелограмм называется площадью сечения срезаемого слоя, а его сторо­ны (размеры) t и s—технологически­ми размерами срезаемого слоя.

Размер а расстояние между дву­мя последовательными положениями 1 и 2 главной режущей кромки резца за один оборот детали называется тол­щиной среза.

Размер bдлина контакта режу­щей кромки резца с обрабатываемой заготовкой называется шириной среза.

Физические и технологические раз­меры срезаемого слоя связаны между собой следующими соотношениями (рис. 13):



Площадь поперечного сечения сре­за (мм2)

F == аb = st.

§ 9. Износ и стойкость инструментов

В процессе резания в результате трения стружки о переднюю поверх­ность инструмента и задней поверхно­сти о заготовку режущие поверхности инструмента изнашиваются. Независи­мо от вида и назначения инструменты изнашиваются: по задней поверхности (рис. 14,а); по передней поверхности



Рис. 14. Схема износа резцов:

а — по задней поверхности, б—по передней поверхности, в—по задней я перед­ней поверхностям

(Рис.14,6); одновременно по передней и задней поверхностям (рис. 14, в). В зависимости от условий обработки может преобладать тот или иной вид износа. Износ по задней поверхности характеризуется площадкой с высотой hз (рис. 14, а). В процессе резания уве­личиваются площадка, трение, нагрев, быстрее протекает процесс износа. Быстрый рост износа является опас­ным, так как может привести к разру­шению режущей кромки инструмента. Износ инструмента .допускается в определенных пределах (допустимый износ), после которого инструмент на­до переточить, возобновить его режу­щие способности. Износ передней по­верхности инструмента образуется от трения сходящей с нее стружки. Износ образуется в виде лунки глубиной hл (рис. 14,б,в). Края лунки располага­ются приблизительно параллельно главному лезвию инструмента, а длина лунки равна его рабочей длине.

При работе инструментами из быст­рорежущей стали на малых и средних скоростях резания перемычка между краем лунки и главным лезвием сохра­няется благодаря образовавшемуся на­росту, предохраняющему переднюю грань от истирающего действия струж­ки. По мере увеличения износа край лунки может сойтись с кромкой изно­шенной задней поверхности и на окон­чательно изношенном инструменте ос­танется только часть лунки (рис. 14,в). Практически до такого износа инструмент не доводят, а перетачивают значительно раньше из-за износа по задней поверхности.

Лунка, увеличивая передний угол резца, облегчает процесс резания. На рис. 14, в показан одновременный из­нос по задней и передней поверхностям инструмента.

^ Виды износа. Основными видами износа являются абразивное, молеку­лярное и диффузионное изнашивание и приработочный износ.

Абразивный износ — это царапание твердыми частицами, находя­щимися в обрабатываемом материале, режущих поверхностей инструмента. Большой абразивный износ причиняют инструменту окалина и литейная кор­ка на заготовках.

Молекулярный износ про­исходит в результате действия молекулярных сил сцепления (прилипание, спекание) между материалами заго­товки (стружки), вызывающих при трении скольжения отрыв (захватывание) мельчайших частиц материала инструмента. Этот вид износа харак­терен при обработке стали и других вязких материалов.

При контакте одноименных матери­алов схватывание начинается при тем­пературах, равных (0,3—0,4) Тпл, а при контакте разноименных материалов (0,35—0,5) Тпл, при очень высоких температурах контактирования процесс схватывания приводит к спека­нию. Молекулярный износ можно уменьшить применением СОЖ, кото­рые создают на контактных поверхно­стях защитные пленки, уменьшающие силы прилипания.

Диффузионное изнаши­вание — это диффузионное раство­рение металла инструмента в обраба­тываемом материале при температу­рах 800—850 °С. Интенсивность проте­кания диффузионных процессов замет­но уменьшается при применении инст­рументальных материалов, химически инертных по отношению к обрабаты­ваемому материалу.

Резец по времени изнашивается не­равномерно. В начале работы быстро истираются неровности, шероховатости режущей кромки и обезуглероженный слой инструмента, появившийся при его термической обработке. Этот износ называется приработочным.

^ Стойкость инструмента. На рис. 15 процесс износа изображен графически.



Рис. 15. Зависимость износа резца по задней поверхности от продолжительности работы: зоны: ^ 1 — приработки, 2— нормального износа, 3— разрушения; Т — период стойкости резца

Сначала в зоне 1 от А до В будет приработочный процесс. В зоне 2 — пря­мая ВС изображает нормальный износ, высота площадки из равномерно рас­тет. Затем высота достигает определенной величины hзмах. Их дальнейший из­нос и перегрев резца вызывает резкое увеличение площадки износа, разру­шение режущей кромки — зона 3. Чтобы не допустить разрушения режу­щей кромки, резец (или другой инст­румент) снимают и перетачивают раньше, чем износ достигнет опреде­ленной допускаемой величины hздоп . Время работы инструмента до износа на величину hздоп называется перио­дом стойкости (стойкостью) Т (мин). Иначе говоря, стойкостью называется машинное время работы резца до переточки.

На износ и стойкость инструмента влияют скорость резания, физико-меха­нические свойства обрабатываемого и инструментального материала, состояние поверхности режущих кромок инструмента, жесткость технологической системы станка (СПИД), свойства применяемой СОЖ. элементы режима резания, углы резца и др.

Наибольшее влияние на стойкость инструмента оказывает скорость резания. Чем скорость выше, тем больше энергии расходуется на процесс резания, тем больше выделяется тепла, тем интенсивнее происходит износ трущих­ся поверхностей режущей части инструмента и тем меньше период стойкости. Исследованиями и практикой установлено, что небольшое приращение скорости резания вызывает значительное изменение стойкости резца. Например, если скорость резания при работе твердосплавным резцом увеличивается в два раза, то стойкость резца уменьшится в 32 раза.

В процессе работы все виды инст­рументов изнашиваются. Обслуживающий персонал — мастера, наладчики должны знать, до какого предела затупления (износа) можно доводить инструмент и когда изношенный или затупившийся инструмент снять для переточки или замены новым. Если до­водить износ до точки b (рис. 15), та­кой износ будет неэкономичен, так как резец придется слишком часто перетачивать. Если доводить резец до слиш­ком большого износа (до точки с), то при переточке придется удалять слиш­ком много металла, инструмента. Кроме того, при работе с затуплен­ным инструментом увеличиваются силы резания, ухудшается чистота обработки, повышается температура резания и усиливается сам процесс изнашивания.

Существует несколько способов определения износа инструментов.

Критерии блестящей по­лоски—при появлении на поверх­ности резания блестящей полоски (при обработке стали), а при обра­ботке чугуна — темных пятен резец считается затупившимся. Появление блестящей полоски соответствует на­чалу третьего периода износа (зона 3, рис. 15). Этот способ не применяют при работе сложным и дорогостоя­щим инструментом и при чистовых работах.

Силовой критерий (критерий Шлезингера) — резец считается затупленным, когда начинается за­метное увеличение сил резания. Пока­зание амперметра, включенного в цепь якоря мотора, может служить критерием износа. г»тог способ приме­няется при исследовательских рабо­тах, когда станки оснащены специ­альными приборами для измерения сил резания. Современные станки 16К20, 1К62, 1А16 и другие имеют на щитках управления амперметры. Ам­перметр покажет при затуплении ин­струмента резкое возрастание расхо­дуемой мощности на резание.

Критерий оптимального износа подразумевает износ, при котором общий срок службы инстру­мента получается наибольшим. Об­щий срок службы резца М (в мин) определяется как произведение коли­чества переточек К на время работы (стойкость) Т, за которое этот износ образовался:
  1   2   3   4   5   6



Скачать файл (8365 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации
Рейтинг@Mail.ru