Тепловые явления процесса резания

ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ [c.269]

Тепловые явления процесса резания [c.407]

Тепловыми явлениями при резании необходимо управлять так, чтобы выделяющееся тепло облегчало процесс деформации и, вместе с тем, не снижало стойкость инструмента и точность обработки. Регулирование этого процесса зависит от скорости резания, толщины среза, переднего угла и материала инструмента, обрабатываемого материала и смазочно-охлаждающей жидкости. [c.9]

Рис. 22.12. Тепловые явления а — тепловой баланс процесса резания 6 — влияние v, S, t на температуру инструмента

Другой недостаток указанных формул заключается в том, что, требуя для своего нахождения длительных и кропотливых экспериментов и большой затраты инструмента и материала, они не гарантируют надлежащей точности. Это в значительной мере объясняется неопределенностью критерия затупления инструмента. В подобного рода испытаниях за момент затупления инструмента, а следовательно, и за соответствующую стойкость принимается конечная и весьма часто случайная точка кривой износа. Самый же главный недостаток существующих ныне стойкостных зависимостей и методика их экспериментального получения заключается в том, что лишенные физического смысла они не дают базы для обобщения с целью вывода общих закономерностей. Общие закономерности, управляющие процессом резания, можно вывести только на базе изучения параметров, характеризующих сущность процесса или во всяком случае приближающих нас к пониманию сущности процесса. К таковым в первую очередь относятся износ инструмента и тепловые явления при резании металлов. [c.410]

Следует отметить, что тепловые явления процесса подробно не исследованы по следующим соображениям. Связующие исследуемых материалов обладают сравнительно низкой теплостойкостью (до 300 °С). В случае возникновения в процессе резания температур, опасных для синтетического алмаза (700 °С), тем более должен отреагировать на это обрабатываемый материал, т. е. будет происходить интенсивная термодеструкция связующего, на обработанной поверхности появятся прижоги. При подаче достаточного количества СОЖ в зону резания такие явления не наблюдались, что позволило сделать вывод о незначительной теплонапряжен-ности процесса. [c.114]

Тепловые явления при резании металлов. В процессе резания металлов обрабатываемая деталь, режущий инструмент и стружка нагреваются. При увеличении скорости резания, особенно во время снятия тонких стружек, температура в зоне резания достигает 600°С. При дальнейшем повышении скорости резания в ряде случаев можно наблюдать сходящую стружку, нагретую до ярко - красного каления (900°С). На обработанной поверхности стальной детали при этом могут быть заметны оттенки всех цветов побежалости, свидетельствующие о высокой температуре тончайшего поверхностного слоя детали в момент соприкосновения ее с задней поверхностью инструмента. [c.128]

Необходимо отметить, что как в стружке, так и в инструменте теплота распределяется неравномерно. В режущем инструменте при непрерывной его работе устанавливается постоянный тепловой режим за несколько минут работы. Практически выравнивание температуры в обрабатываемой детали заканчивается только после ее обработки. Образующаяся в зоне резания теплота оказывает большое влияние на весь процесс резания и связанные с ним явления (наростообразование, износ инструмента и др.). Поэтому в теории резания металлов тепловым явлениям при резании уделяется большое внимание. [c.128]

Тепловые явления при резании металлов. Важнейшим фактором, определяющим процесс резания, является образующееся в процессе резания тепло. Работа А, затрачиваемая на процесс резания, может быть представлена следующим уравнением [c.42]

Тепловые процессы, сопровождающие механическую обработку пластмасс резанием, качественно и количественно отличаются от тепловых явлений при резании металлов. [c.23]

Тепловые явления при резании металлов. в процессе резания металлов обрабатываемая деталь, режущий инструмент и стружка нагреваются. При увеличении скорости резания, особенно во время снятия тонких стружек, температура в зоне резания увеличивается до 60°. При дальнейшем повышении скорости резания в ряде случаев можно наблюдать сходящую стружку, нагретую до ярко-красного каления (900°С). [c.205]

Значения / и 5 можно назвать технологическими размерами среза. Ими пользуются для установки режима работы станка, но они не дают представления о физической сущности процесса резания. Для объяснения физических явлений процесса резания следует сечение среза характеризовать его шириной и толщиной, так как от них зависят степень деформации стружки, тепловая напряженность режущей кромки и другие физические процессы. [c.28]

Первые наиболее глубокие исследования тепловых явлений и процесса деформации н срезаемом слое металла при резании произведены в 1910—1914 гг. русским исследователем Я. Г. Усачевым. Он не только первый из исследователей измерил температуру на режущем лезвии резца, но и установил зависимость ее от режима резания и других факторов. Он установил и дал впервые объяснение явлению образования нароста и т. п. [c.6]

С точки зрения выявления общих закономерностей исключительно важное значение имеет физическое обоснование процесса резания. Только исследование таких вопросов, как процесс образования стружки, пластические деформации в области резания, тепловые явления, трение и износ инструмента позволяют вскрыть физическую сущность процесса резания. Без преувеличения можно сказать, что во всех этих вопросах ведущая роль принадлежит советским ученым. [c.7]

Характер деформации металла, явления наклепа, нароста, тепловые явления и т. д. при фрезеровании протекают примерно так же, как и при других видах обработки металлов резанием. Процесс образования стружки происходит в результате вращения фрезы и подачи изделия. Подача стола надвигает обрабатываемую деталь на фрезу, при этом зуб фрезы деформирует материал перед со- [c.262]

Как следует из приведенного выше теплового баланса, выделяясь в зоне стружкообразования и в местах контакта стружки с резцом и резца с заготовкой, теплота оказывает большое влияние как на состояние трущихся поверхностей (изменяя коэффициент трения), так и на весь процесс резания и связанные с ним явления, в частности на возникновение температурных деформаций, приводящих к появлению погрешностей обработки. [c.90]

Для дополнительного сравнения теоретических и экспериментальных данных проанализируем некоторые опубликованные работы, посвященные вопросу исследования тепловых явлений, возникающих в процессе трения, резания и шлифования. [c.88]

Формирование поверхностных слоев деталей машин происходит в результате тепловых и силовых явлений при резании в основном на окончательных операциях механической обработки. Определенное влияние на формирование этих слоев оказывают операции предшествующей обработки и даже заготовительные процессы. При положительном характере этого влияния припуски на чистовую и отделочную обработку устанавливают так, чтобы сохранить у детали полученные ею в силу технологической наследственности положительные качества (наклеп поверхностного слоя, высокую поверхностную твердость, отбеленную корку у отливок и пр.). [c.190]

Тепловые процессы при резании металлов во многом определяют все параметры обработки. Сложность возникающих явлений процесса и их взаимосвязь приводят к неоднозначной зависимости между температурным полем и параметрами обработки. Так, например, повышение стойкости режущего инструмента удается получить и путем предварительного нагрева либо обрабатываемой заготовки, либо самого режущего инструмента и путем применения [c.18]

Упругое затачивание режущего инструмента осуществляется введением в систему станок-приспособление—круг-деталь звена пониженной жесткости. Упругое затачивание обеспечивает стабилизацию динамических и тепловых явлений, сопровождающих процесс резания. Поскольку эти факторы оказывают наибольшее влияние на образование прижогов, трещин и других поверхност- [c.182]

На современном этапе научно-технического прогресса прочность, вязкость и другие характеристики конструкционных материалов возрастают столь быстро, что инструментальные материалы, которыми располагает производство, в целом ряде случаев не позволяют осуществлять высокопроизводительную обработку заготовок. К тому же резание часто приходится вести в экстремальных условиях — по корке, по высокопрочным наплавкам, при больших сечениях среза и т. д., что усугубляет технологические трудности. В связи с этими особенностями современного производства в металлообработке наряду с другими методами интенсификации технологических операций развивается направление по повышению эффективности процесса резания путем временного снижения прочности обрабатываемого материала и изменения механизмов контактных процессов, протекающих на рабочих поверхностях инструмента. Такое влияние на обрабатываемый материал и контактные явления достигается комбинированием механической энергии процесса резания с одной или несколькими другими видами энергии— тепловой, электрической, химической, ультразвуковой, электромагнитной и т. д. — облегчающими проведение процесса резания и обеспечивающими повышение стойкости инструмента [17]. [c.3]

Мастер механических мастерских Петербургского политехнического института Я. Г. Усачев для исследования физических явлений, происходящих при резании, впервые применил микроскоп. При помощи микроскопа удалось точнее установить характер деформации обрабатываемого металла при резании. Особое внимание Я. Г. Усачев уделил изучению тепловых явлений, сопровождающих процесс резания. Кроме этого, Я. Г. Усачев установил, что обработанная поверхность и поверхность стружки при резании отвердевают. Представляет интерес созданная им теория образования на резце так называемого нароста. Ученый-самоучка Я. Г. Усачев положил начало глубокому исследованию физики резания металлов. [c.4]

Для прерывистого процесса резания при фрезеровании характерны резко переменные силовые и тепловые нагрузки режущей части фрезы. Кроме того, здесь большое влияние оказывают адгезионные явления — сваривание (схватывание) между стружкой и инструментом. [c.137]

В экстремальных условиях резания нарушается равновесие между тепловыми явлениями и агрегатным состоянием материала. Скорость протекания процесса настолько велика, а время взаимодействия инструмента и заготовки так мало (доли секунды), что материал в зоне деформации находится в нескольких фазовых состояниях. При рассмотрении послойного (по толшине) течения материала (см. рис. 1.6) температура на верхней границе температурного интервала при сверхскоростном резании возрастает до температуры кипения в контактной с резцом зоне (для железа 0 = 2740 °С). [c.21]

Для глубокого знания токарного дела необходимо и знание основ этой теории. Теория резания рассматривает общие закономерности процесса образования стружки, силы, действующие на инструмент, и их влияние на процесс резания, тепловые явления, возникающие в процессе резания, износ инструментов и пути повышения их стойкости, влияние геометрии инструментов на процесс резания и правила выбора геометрии инструментов, влияние режимов резания на усилия резания, стойкость инструмента и его производительность, правила выбора режимов резания, правила выбора смазочно-охлаждающей жидкости и способы подвода ее в зону резания и т. д. [c.204]

Если не опираться на теоретические основы процесса резания металлов, то невозможно ни спроектировать научно обоснованный технологический процесс, ни дать оценку его эффективности. Производительность и себестоимость технологического процесса определяются временем, которое затрачивается на выполнение отдельных операций, и зависит от установленных на них режимов резания. Сознательное назначение режима резания невозможно без знания основных законов производительного резания, базирующихся на процессах, происходящих в зоне деформации и на контактных поверхностях инструмента. Качество выпускаемых деталей определяется точностью их геометрических форм и шероховатостью обработанной поверхности. При определенной жесткости детали макрогеометрические погрешности формы зависят от величины и направления сил, действующих в процессе обработки. Таким образом, при точностных расчетах, базирующихся на жесткости технологической системы СПИД (станок — приспособление — инструмент — деталь), нужно уметь определять силы резания и знать, от чего зависят их величины и направления действия. Погрешности формы детали, вызванные разогреванием детали и инструмента, можно рассчитать, зная температуру детали и инструмента, для чего необходимо иметь сведения о тепловых явлениях, сопутствующих превращению срезаемого слоя в стружку. Надежность функционирования технологического процесса определяется возможными отказами по точности обработки и стойкости инструмента. Анализ возникновения отказов и установление путей их устранения возможны на основании изучения характера изнашивания инструментов и статистической теории их стойкости. [c.4]

ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ В ПРОЦЕССЕ РЕЗАНИЯ [c.142]

ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ В ПРОЦЕССЕ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ РЕЗАНИЕМ [c.93]

Исследование тепловых явлений процесса резания также впервые начал русский исследователь Я. Г. Усачёв. Он первый в 1914— 1915 гг. применил металлографический метод, исследования процесса резания, определил температуру резания, сконструировав термопары для определения температуры резца, объяснил образование нароста иа резце и ряд. других физических явлений процесса резания. [c.322]

Вопросы точности при протягивании до сего времени остаются слабо изученными. Как было установлено ранее [1], па размер протянутого отверстия оказывают влияние механические свойства детали, ее жесткость, параметры режима резания (скорость резания V, подъем на зуб л ), охлаждение и еще целый ряд других факторов. Если проследить схему влияния указанных факторов, то довольно легко убедиться, что все они в конечном счете 1 лияют на размер протянутого отверстия, пли непосредственнс меняя величину радиальной деформации, или через изменение теплового баланса процесса обработки. Поэтому вполне естественно, что одним из первых этапов изучения вопросов точности при протягивании должно быть уточнение наших представлений о тепловых явлениях. К сожалению, в литературе нет никакого фактического материала о тепловых явлениях при протягивании, нет даже хотя бы ориентировочных данных о температуре нагрева деталей при обработке, тепловых деформаг1,иях детали и т. д. [c.49]

В процессе механической обработки в зоне резания происходят сложные и взаимосвязанные между собой физические явления пластическая деформация срезаемого металла, стружкообразова-ние, тепловые явления, определяющие усилия резания и расходуемую мощность, износ инструмента, вибрации системы станок—деталь—инструмент и, следовательно, производительность и точность е лпнческой обработки, качество поверхности и стойкость инструмента. [c.4]

В процессе резания инструмент под влиянием тепловых и механических воздействий, а также вследствие приваривания раскаленной стружки изнашивается. Износ режущих инструментов происходит при больших поверхностных давлениях и высоких значениях коэффициента трения и температур износ — явление весьма сложное это — результат трения, эрозии, царапин, выкрашивания, адгезии, диффузии, химических, электрических, усталостных и других процессов. Иногда может наступить так называемое ювенильное трение металлов с неокисленной поверхностью. [c.19]

Большое число неизвестных факторов при резании металлов, таких, как анизотропия, упрочнение, изменение коэффициента трения и тепловых явлений, означает, что угол сдвига изменяется в процессе резания. Наиболее практичным соотношением для угла сдвига является уравнение (3.62), в котором значения и Са выбраны с учетом условий конкретного процесса резания. Значения величин и С , пригодные для широкого круга условий резания, даны в уравнении (3.33), которое представляет приближенное уравнение для угла сдвига по Оксли. В более поздней работе Оксли сделал предположение, что на угол сдвига в значительной степени влияет склонность обрабатываемого материала к упрочнению и скорость деформирования. Он показал, что материал, более склонный к упрочнению, будет иметь меньший угол сдвига, чем материал, менее склонный к упрочнению. При высоких скоростях резания склонность к упрочнению уменьшается и, таким образом, угол сдвига будет увеличиваться. [c.52]

Перечисленные особенности обработки резанием ВКПМ показывают, что простой перенос закономерностей процесса резания металлов на эти материалы недопустим. Следовательно, для оптимизации процесса резания ВКПМ, достижения максимальной производительности и требуемого качества поверхности необходимо всестороннее исследование процесса резания этих материалов, процесса стружкообразования и износа инструмента, силовых и тепловых явлений, качества обработанной поверхности. Только на этой основе возможна разработка нормативов режимов резания для различных видов обработки ВКПМ. [c.20]

Температурное поле в зоне резания, вызванное плазменным нагревом. Основным фактором, позволяющим интенсифицировать процесс резания при плазменном нагреве, является тепловое разупрочнение обрабатываемого материала и изменение условий трения на контактных поверхностях инструмента. Оба эти явления присущи и другим комбинированным методам механической обработки, связанным с введением в зону резания дополнительной тепловой энергии, например резанию с электроконтактным подогревом (ЭКП), когда инструмент и заготовка подключаются к электрической цепи низкого напряжения и большой силы тока, или резанию с нагревом обрабатываемого материала токами высокой частоты (ТВЧ). Важно сопоставить плазменный способ нагрева с другими способами и выяснить, какими теплофизическими особенностями он обладает. Ответ на этот вопрос может быть получен при сравнительном анализе температурных полей в зоне резания, вызванных тем или иным видом нагрева без учета теплоты собственно процесса резания. Температурное поле, рассчитанное методом источников, в зоне резания при нагреве заготовки из стали 12Х18Н9Т плазмотроном эффективной мощностью 1 т1 = 12 кВт с коэффициентом сосредоточенности теплового потока дуги о = 6 см при расстоянии от кромки инструмента = 60 мм приведено на рис. 26, а. Режим резания 1=7 мм 5=1 мм/об v = 20 м/мин. Резец с пластиной ВК8, у = 0°, а = 6°, ф = [c.58]

При резании металлов происходит выделеше большого количества тепла. Изучение тепловых явлений, сопровождающих процесс резания, имеет большое практическое значение. [c.70]

Рассмотренные данные показывают, что при протягивании жаропрочных и титановых сплавов износ зубьев инструмента мало зависит от тепловых явлений, сопровождающих процесс резания. Это подтверждается заводской практикой использования протяжек из легированной стали ХВГ для выполнения малоответственных операций протягивания пазов в деталях из жаропрочной стали ЭИ481. Температура отпуска стали ХВГ находится в пределах 220—240° С. В тоже время изготовленные из этой стали протяжки при обработке указанного материала не уступают в стойкости протяжкам из быстрорежущей стали P18, [c.370]

При интенсификации процессов обработки, при повышении режимов резания, а также при обработке новых материа-. юв увеличивается [злияние тепловых явлений на условия работы инструментов на их стойкость, прочность, точность получаемых поверхностей. Поэтому необходимо дальнейшее изучение этих процессов и создание способов резания, исключающих или уменьшающих вредное влияние нагрева, и эффективных методов отвода теплоты от лезвий инструментов. [c.321]

Так как изнашивание инструмента происходит под действием адгезионных, диффузионных, окислительных и других явлений, протекающих на его контактных площадках, точное его математическое описание на данном этапе развития науки о резании металлов, является затруднительным. Однако в последние годы проведены исследования, целью которых является оптимизация процесг сов механической обработки на основе аналитического метода определения параметров обрабатываемости материалов. Аналитический метод определения режимов резания основан на использовании современных достижений в области изучения физико-химических явлений, протекающих в зоне резания, одновременном исследовании механических и тепловых явлений и установлении их взаимосвязи с процессами изнашивания инструмента методами теории подобия. Но и в этом случае используются элементы ускоренных методов испытаний, а именно — определение интенсивности износа за небольшой промежуток времени работы инструмента в зоне 2 (рис. 3.3.24). [c.565]

Теория резания рассматриваег общие закономерности процесса образования стружки, силы, действующие на инструмент, и их влияние на процесс резания тепловые явления, возникающие в процессе резания износ инструментов и пути повышения их стойкости влияние геометрии инструментов на проае резания влияние режимов резания на усилие р>езания и стойкость инструмента правила выбора смазочно-охлаждающей жидкос1и и способа подвода ее в зону резания и т д. Основоположниками научных исследований процесса резания металлов являются русские ченые. Профессор Петербургского горного института Иван Августович Тиме (1838—1920) в 1870 г. в своем труде Сопротивление металлов и дерева резанию изложил основные закономерности процесса стружкообразования, указал на прерывистый характер этого процесса, сделал важные выводы о причинах вибрации при резании и т. а. [c.148]

В конце XIX в. в области резания металлов начинает работать американский исследователь Ф. Тейлор. Формулы Ф. Тейлора для расчета силы и скорости резания, предназначенные для решения частных практических задач, представляли собой только статисгическое описание эмпирически накопленной информации и не затрагивали физической сущности процесса резания. Все дальнейшие работы русских ученых направлены по пути исследования физических явлений при резании во всем их многообразии. В 1914 г. появляются выдающиеся исследования Я. Г. Усачева в области стружкообразования и тепловых явлений. Впервые для изучения процесса образования стружки Я. Г. Усачев использует металлографический метод, более совершенный, чем визуальный, применявшийся его предшественниками. Металлографический анализ корней стружек позволил ему выявить ряд новых неизвестных фактов и, в частности, разработать [c.6]

Более подробное изучение физической сущности процесса резания металлов было осуществлено самобытным ученым, масте-ром-механиком Петербургского политехнического института Я. Г. Усачевым. Особое значение имеют работы Я. Г. Усачева в области тепловых явлений, сопутствующих процессу резания металлов. Им разработан ряд конструкций термопар, применение которых дало возможность определить так называемое температурное поле резца и влияние скорости резания, подачи и глубины резания на температуру в зоне резания. [c.3]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...