Теплота и температура в зоне резания материала

ТЕПЛОТА И ТЕМПЕРАТУРА В ЗОНЕ РЕЗАНИЯ МАТЕРИАЛА [c.309]

При обработке стали теплоты выделяется больше, чем при обработке чугуна. С увеличением прочности и твердости обрабатываемого материала температура в зоне резания повышается и при тяжелых условиях работы может достигать 1000... 1100 °С. [c.44]

Как уже отмечено, температура резания растет менее интенсивно, чем скорость. По мере нагрева резца разность температур стружки и резца падает, а поэтому интенсивность передачи теплоты от стружки резцу уменьшается. Следовательно, с увеличением скорости резания и температура резца значительно поднимается, но в меньшей степени, чем сама скорость. Современные экспериментальные исследования [124] процесса резания с ультравысокими скоростями (до 72 ООО м/мин), когда процесс происходил адиабатически (без теплообмена), показали при этом температуру в зоне резания на уровне 30—65° С, вполне допустимом стойкостью быстрорежущего резца. Надо полагать, что кривые 0—v с повышением скорости резания будут приближаться к уровню температуры плавления обрабатываемого материала, а затем снижаться с дальнейшим повышением скорости. Подобное явление должно особенно быстро происходить при работе вращающимся инструментом, например фрезой, когда интенсивность охлаждения фрезы воздухом растет с увеличением скорости вращения инструмента. [c.133]

Несмотря на то что общее количество теплоты при резании пластмасс значительно меньше, чем при резании металлов, температура в зоне резания и, что особенно важно, температура поверхностного слоя материала довольно высока, порядка 500— 600° С [19], [51], [85], [88]. Согласно же работе [6], предельно допустимыми температурами в контактном слое инструмент—деталь, лимитирующими разложение материала, являются для термореактивных пластмасс 160° С, для термопластичных 60— 130° С. Сосредоточиваясь в поверхностном слое обрабатываемого материала, температура резания одновременно с действием резких динамических нагрузок, возникающих в процессе обработки, вызывает разложение поверхностного слоя материала и служит причиной образования расслоений, задиров и других видов брака [17], [85], [88]. Это отражается как на качестве поверхности, так и на достигаемой точности. [c.5]

Температура в зоне резания зависит от физико-механических свойств обрабатываемого материала, режимов резания, геометрических параметров режущего инструмента и применяемой смазочно-охлаждающей жидкости. При обработке стали выделяется больше теплоты, чем при обработке чугуна. Чем выше прочность и твердость обрабатываемого материала, тем выше температура в зоне контакта инструмента, которая при тяжелых условиях работы может достигать 1000— ПОО -С. [c.127]

В результате трения по задней поверхности инструмента в обработанной поверхности могут возникать значительные растягивающие напряжения. Работа, затрачиваемая на деформирование обрабатываемого материала и трение между инструментом и заготовкой, переходит в теплоту. В зоне резания образуется большое количества теплоты, часть которой удаляется со стружкой, часть вызывает нагревание заготовки, удаляется в окружающую среду, значительная асть теплоты переходит в инструмент, нагревая его до высокой температуры. [c.97]

Механическая работа, затрачиваемая на пластическую деформацию и разрушение металла в процессе стружкообразования и образования новой поверхности, а также работа сил трения по передней и задним поверхностям инструмента почти полностью превращается в теплоту. Теплота, выделяемая в зоне резания, нагревает стружку, обрабатываемую заготовку и режущий инструмент, в которых образуются температурные поля. Наибольшая температура, возникающая в процессе резания, не должна превышать темпера-туростойкости инструментального материала. [c.72]

При обработке резанием стойкость инструмента повышается благодаря уменьшению трения между инструментом и обрабатываемой сталью и образованию сыпучей, легко отделяющейся стружки. Решающую роль для повышения стойкости играют включения сульфидов, свинца (он не растворяется в железе) и сложных оксидов, в которые входит СаО. Под влиянием теплоты, выделяющейся в зоне резания, включения размягчаются и выполняют роль смазочного материала. Чрезмерный разогрев при высоких скоростях резания сопровождается быстрым испарением свинца и снижением стойкости инструментов. Рекомендуется свинецсодержащие автоматные стали не обрабатывать со скоростью резания свыше 100 м/мин. Кальцийсодержащие стали наиболее легко обрабатываются твердосплавными инструментами со скоростью резания 150-300 м/мин, так как для размягчения сложных оксидов с СаО необходим нагрев при высокой температуре. Путем увеличения количества включений достигают образования сыпучей стружки. С этой же целью в некоторых марках автоматных сталей предусматривают повышенное содержание фосфора для уменьшения пластичности феррита. [c.108]

Распределение теплоты между стружкой, деталью и резцом зависит в основном от свойств обрабатываемого материала, скорости резания и толщины срезаемого слоя. Например, при обработке стали в стружку уходит до 807о теплоты. С увеличением скорости резания и толщины срезаемого слоя доля теплоты, уходящей со стружкой, увеличивается. Хотя в резец уходит небольшая часть теплоты, температура режущих лезвий достигает 800—1000° С, так как режущая часть инструмента непрерывно находится в зоне резания, а теплопроводность инструментальных материалов мала. [c.708]

Сравнительная сложность уравнения (67) и наличие взаимных, в ряде случаев еще недостаточно исследованных связей между некоторыми величинами, входящими в него, не позволяют пока использовать формулу (67) для непосредственного расчета сил Рг+. Вместе с тем достоинством этой формулы является то, что она учитывает не ТОЛ1КО разупрочнение материала, возникающее при нагревании заготовки плазменной дугой, но также и термические напряжения, влияющие на состояние обрабатываемого материала и оказывающие воздействие на процесс стружкообразования, а значит, и на силы В связи с этим анализ формулы (67) позволяет определить направление влияния на того или иного фактора и таким образом выяснить целесообразные пути наладки процесса ПМО в различных случаях. Из формулы (68) следует, что нагрев при ПМО необходимо проводить по-разному для различных групп металлов. Разделим условно все металлы, подвергающиеся обра- ботке с нагревом плазменной дугой, на три группы. Первая из них включает материалы, предел текучести которых ав(0) существенно снижается уже при нагреве до 200...300°С. К этой группе можно отнести стали 22К, 12Х18Н9Т и аналогичные им, а также титановый сплав ВТЗ-1. Вторая группа включает большинство углеродистых и легированных сталей, интенсивное разупрочнение которых начинается с температур порядка 300...400°С. Наконец, третью группу составляют жаропрочные материалы, предел текучести которых 08(0) незначительно меняется до температур 600...700°С. Как уже отмечалось, начало появления пластических деформаций в заготовке зависит от предела текучести обрабатываемого материала при данной температуре. Поэтому для создания временных термических напряжений в материалах третьей группы потребуются более высокие температуры нагрева, чем для материалов первой и второй групп. Жаропрочные сплавы следует обрабатывать в условиях высокотемпературного плазменного нагрева, что подтверждается работами, выполненными в Грузинском политехническом институте, ИЭС им. Е. О. Патона, ЦНИИТМАШе. Исследователи получили яаилучшие результаты при точении заготовок из жаропрочных материалов, нагретых к моменту подхода в зону резания до 700... 900°С. Для достижения столь высоких температур предварительного подогрева применяли два плазмотрона, а также нагрев осциллирующей дугой, что обеспечивало необходимое накопление теплоты в срезаемом слое металла. Значительный разогрев металла вызы- [c.82]

Изложив основу методики определения температур и тепловых потоков в зоне резания при ПМО (полный алгоритм приведен в приложении), рассмотрим некоторые общие выводы, к которым приводят эти расчеты. Выводы удобнее всего сделать, пользуясь в виде иллюстрации результатами, относящимися к конкретному примеру. Такой пример показан на рис. 42 и 43. Они относятся к точению заготовки диаметром 400 мм из стали 12X18Н9Т резцом с пластиной ВК8 ( =0 ф=45°) при глубине резания t=7 мм подаче 5 = 1,4 мм/об скорости резания о=30 м/мин =100 мм. Как видно из рис. 42, с увеличением силы тока в дуге аргоновой плазмы и с возрастанием температуры нагрева 0н интенсивность источников теплоты, связанных с самим процессом резания, снижается. Особенно резко снижается плотность теплового потока эквивалентного работе деформации, что вызвано разупрочнением обрабатываемого материала и увеличением длины поверхности сдвига. [c.94]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...