Наростообразование при резании металлов

НАРОСТООБРАЗОВАНИЕ ПРИ РЕЗАНИИ МЕТАЛЛОВ [c.265]

Наростообразование при резании металлов. При обработке пластичных металлов резанием на передней поверхности лезвия инструмента образуется металл, который называют наростом. Это сильно деформированный металл высокой твердости, структура которого отличается от структур обрабатываемого металла и стружки. [c.307]

Наростообразование при резании металлов [c.44]

Наростообразование при резании металлов. ........... [c.662]

Застойная зона и наростообразование при резании. В зоне резания перед передней гранью инструмента обычно задерживается слой металла (фиг. 4, в), строение которого значительно отличается от строения стружки и основного металла. В результате высоких удельных давлений и температур частицы этого слоя прочно соединяются с передней гранью и образуют нарост (термин Усачева Я. Г.), имеющий твердость в 2,5— 3,5 раза большую, чем твердость обрабатываемого материала. Нарост, возникающий при резании с образованием сливной стружки, защищает наиболее слабую часть инструмента — режущую [c.7]

Минералокерамические материалы имеют следующие физико-механические свойства твердость HRA 90—93, температурная стойкость 1300—1500° С, плотность у = (3>75 Ч-3,8) 10 кг/м кроме того они не окисляются, уменьшают наростообразование, усадку стружки, температуру при резании металла. Высокие физико-химические свойства минералокерамических сплавов позволяют применять их как огнеупорные, химически стойкие и электроизоляционные материалы. [c.35]

Еще в 1915 г. впервые применив металлографическое исследование зоны деформации при резании металлов. Я. Г. Усачев [158] обнаружил, что структура материала нароста отлична от структуры исходного материала и стружки и что наростообразование происходит сейчас же после начала резания. В конечном итоге Я. Г. Усачев пришел к выводу, что нарост — это застой металла в процессе его деформации. Явление застоя имеет место и в других областях техники, например в аэродинамике, гидродинамике и пр. Указанные случаи застоя материала свидетельствуют о том. [c.54]

Наростообразование зависит от физико-механических свойств обрабатываемого металла, скорости резания, геометрических параметров режущего инструмента и других факторов. Наиболее интенсивно нарост образуется при обработке пластичных металлов. Считают, что наибольшее наростообразование при обработке пластичных металлов происходит при скоростях резания 0,3. .. 0,5 м/с, а при скоростях резания до 0,2 м/с и свыше 1 м/с нарост на режущем инструменте не образуется. [c.308]

Смазочно-охлаждающие жидкости относятся к комплексу средств, обеспечивающих эффективную эксплуатацию режущего инструмента, станка и оказывающих влияние на успешное освоение новых прогрессивных методов обработки металлов. Выбор СОЖ зависит от вида обработки (черновая или чистовая), обрабатываемого материала (сталь, чугун, цветные металлы), требований к качеству обрабатываемой поверхности, типа технологической операции (точение, сверление, развертывание, резьбонарезание). СОЖ снижает интенсивность силовых и тепловых нагрузок на режущий инструмент и обрабатываемую деталь, позволяют удалять из зоны резания стружку и продукты износа, благоприятно воздействуют на процесс резания металлов значительно уменьшается износ инструмента, наростообразование, повышается качество обработанной поверхности, снижаются затраты электроэнергии на резание. Наиболее эффективно применение СОЖ при обработке вязких и пластичных материалов наименьший эффект дает применение СОЖ при обработке чугуна и других хрупких материалов. [c.365]

На явлении схватывания при совместном пластическом деформировании металлов базируются технологические процессы холодиной сварки металлов и получение биметаллов методом холодной прокатки. Схватывание между инструментом и обрабатываемым металлом наблюдается при обработке давлением, а при резании оно проявляется в виде наростообразования на резце. Если при технологических процессах соединения металлов методом холодной сварки [c.201]

Процесс резания (стружкообразования) является одним из сложных физических процессов, при котором имеют место упругие и пластические деформации, этот процесс сопровождается большим трением, тепловыделением, наростообразованием, завиванием и усадкой стружки, упрочнением и износом режущего инструмента. Вскрыть физическую сущность процесса резания и установить причины и закономерности явлений, которыми он сопровождается, — основная задача науки о резании металлов. Правильное и полное решение этой задачи дает возможность рационально управлять процессом резания и делать его более производительным, качественным и экономичным. [c.39]

Сказанное свидетельствует о значительном влиянии нароста на шероховатость обработанной поверхности. Выше было показано, что процесс резания упрочненной стали сопровождается менее интенсивным наростообразованием, чем обработка неупрочненной стали. Этим обстоятельством в значительной мере и объясняется существенное отличие шероховатости обработанных поверхностей при резании упрочненных и неупрочненных металлов. Анализируя рис. 46 и 47, видим, что механизм воздействия нароста на обработанную поверхность заключается не только в его периодическом сходе через заднюю грань инструмента, но и в изменении процесса пластического деформирования этой поверхности посредством изменения фактического радиуса округления режущей кромки инструмента. [c.113]

Явления непостоянства сил трения, неравномерного упрочнения срезаемого слоя и периодичности наростообразования имеют место при стружкообразовании и при отсутствии колебаний в системе станок — заготовка — инструмент — приспособление, а потому как источник возмущающих сил эти явления начинают действовать лишь после возникновения колебаний, которые могут быть вызваны источником вынужденных колебаний, резким изменением одного из указанных явлений или какой-либо другой, случайной причиной (например, неравномерной твердостью обрабатываемого металла). После начала колебаний случайный источник их может быть устранен, но автоколебания могут продолжаться, так как сам колебательный процесс будет вызывать к действию силы, вызывающие эти колебания (вибрации). И чем резче изменение сил трения при резании, изменение упрочнения срезаемого слоя по толщине и непостоянство нароста, тем большими будут возмущающие силы и вибрации. [c.93]

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]

Фреза представляет собой режущий инструмент в виде тела вращения, на образующей поверхности или на торце которого расположены режущие зубья. Главное движение при фрезеровании — вращение фрезы движение подачи — поступательное перемещение заготовки или фрезы. Все рассмотренные выше основные физические явления, определяющие процесс резания металлов (упругие и пластические де рмации, тепловыделение, износ режущего инструмента, наростообразование и др.), являются общими и для процесса фрезерования, однако он имеет и некоторые особенности. При фрезеровании каждый отдельный зуб фрезы за время одного полного ее оборота находится в контакте с обрабатываемой поверхностью детали лишь относительно малое время большую часть времени зуб проходит по воздуху и при этом охлаждается, что является положительным фактором. Врезание зуба фрезы в заготовку сопровождается ударами, что осложняет работу фрезы и станка. [c.157]

Использование ультразвуковых колебаний оказалось эффективным и при обычных способах механической обработки (точении, фрезеровании и др.). Наложение ультразвуковых колебаний малых амплитуд (2. .. 5 мкм) на режущий инструмент (например, резец) в направлении главного движения резания существенно изменяет характер стружкообразования. Значительно снижается зона первичной и вторичной деформации срезаемого слоя металла, уменьшаются глубина и степень наклепа обработанной поверхности. Ультразвуковые колебания почти полностью устраняют процессы наростообразования. Все это приводит к улучшению условий резания, снижению сил трения и повышению качества поверхностного слоя. [c.454]

Инструменты, имеющие режущие кромки из поликристаллического алмаза, при обработке цветных металлов и сплавов работают нормально на скоростях резания, превышающих в несколько раз возможные скорости резания при обработке инструментами из карбида вольфрама. Столь высокие скорости резания уменьшают наростообразование и вследствие этого - риск поломки. Оптимальные скорости резания всегда должны определяться на основе испытаний. Период стойкости инструмента, в частности при обработке сплавов Al-Si, повышается по меньшей мере в 20 раз, а зачастую - в 100 раз. [c.204]

При обработке заготовок из высоколегированных сталей, цветных металлов н хрупкого чугуна характерна зависимость (штриховая на рис. 57), показывающая, что с увеличение.м скорости резания шероховатость обработанной поверхности сначала резко уменьшается, а затем практически остается постоянной, что объясняется почти полным отсутствием наростообразования. Чем выше твердость обрабатываемой стали, тем меньше высота микронеровностей по мере увеличения скорости резания влияние твердости на шероховатость обработанной поверхности снижается. [c.59]

При применении масла ИС-12 профиль иной и, видимо, связан с переносом и торможением обрабатываемого металла на всей длине контакта (рис. 58). При обработке на воздухе форма поперечного профиля изношенной задней поверхности сильно зависит от скорости резания. Причем при скорости резания 5 м/мин, когда интенсивность изнашивания высокая, профиль наиболее близок к прямолинейному с завалами краев. При увеличении скорости интенсифицируются процессы наростообразования и переноса и про- [c.143]

Обработка металлов и других конструкционных материалов резанием имеет целью удаление с заготовки части металла в виде стружки для придания ей необходимой геометрической формы, размеров, точности и чистоты поверхностей. При срезании стружки наблюдается пластическая деформация, выделение большого количества тепла, наростообразование, упрочнение и т. п. На рабочие поверхности инструмента и заготовки действуют значительные контактные напряжения, под влиянием которых инструмент интенсивно изнашивается. [c.488]

При обработке высоколегированных сталей, цветных металлов и хрупкого чугуна горбообразная кривая почти не имеет места. Более характерной зависимостью для этих металлов является кривая 2 (фиг. 61), показывающая, что с увеличением скорости резания чистота обработанной поверхности сначала резко ухудшается, а затем практически остается постоянной это объясняется почти полным отсутствием наростообразования. [c.77]

Все сказанное подтверждает, что при стружкообразовании идет сложный физико-механический процесс деформирования металла, на который оказывают влияние многие факторы. Знание законов пластического деформирования металлов при обработке резанием и явлений, сопровождающих процесс деформирования (наростообразование, наклепывание, тепловыделение и т. д.), позволяет найти пути повышения качества обрабатываемых поверхностей деталей машин, их долговечности, надежности, износостойкости, пути увеличения стойкости режущего инструмента, снижения мощности резания и т. д. [c.407]

Охлаждение изделия при точении увеличивает хрупкость некоторых обрабатываемых металлов. При этом качество обработанной поверхности повышается не только вследствие уменьшения шероховатостей (как результат уменьшения пластической деформации и наростообразования), но и вследствие сохранения правильных геометрических параметров режущего инструмента в процессе длительного периода резания. [c.91]

Нарост на режущем лезвии инструмента, периодически образующийся в определенном диапазоне скоростей резания при обработке стали, способствует увеличению шероховатости обработанной поверхности при высоких скоростях резания шероховатость уменьшается, так как наростообразование прекращается, стружка вследствие повышения температуры резания отделяется резцом более плавно и кристаллы металла не вырываются. С увеличением подачи явления захвата и отрыва слоев металла увеличиваются, ухудшая чистоту поверхности. [c.133]

Таким образом, при сверлении глубоких отверстий в металлах, склонных к наростообразованию, оптимальная скорость резания находится в таком диапазоне, который снизу ограничивается условием исчезновения нароста на периферии сверла, а сверху - предельной температурой резания. В связи с тем, что рабочий диапазон подач при глубоком сверлении весьма узок, его влияние на процесс наростообразования несущественно. На практике область наростообразования легко можно установить измерением шероховатости поверхности или усадки стружки, моделируя условия работы периферии сверла точением. [c.199]

Схватывание металлов чрезвычайно распространенное явление. Оно наблюдается в машинах при трении в отсутствии смазки или же в случае нарушения смазочных пленок при обработке металлов давлением между инструментом и обрабатываемым металлом при резании металлов (наростообразование). Во всех этих случаях проявление схватывания вредно. Громадное значение схватывание играет при пластическом деформировании металлов, являясь основным механизмом залечивания образующихся при этом микронарушений кристаллической решетки (микрощелей). Различная способность металлов и сплавов к пластическим деформациям и влияние на нее напряженного состояния и температуры уже само по себе свидетельствует о далеко не одинаковой способности металлов к схватыванию. Технологические процессы соединения металлов деформированием в твердом состоянии в подавляющем случае основаны на проявлении схватывания при совместном пластическом деформировании. Указанное относится также к ультразвуковой сварке и к получению монолитных металлов прессованием порошков при повышенных температурах. Значительную роль в порошковой металлургии в ряде случаев играет схватывание при прессовании порошков, предопределяя возможность и интенсивность их последующего спекания. [c.174]

Беккер М. С. Наростообразование при точении алюминиевых сплавов, В кн. Трение и смазка при резании металлов. Чебоксары, издательство Чувашского гссу-дарствепиого университета, 1972, с. 139—148. [c.335]

Металл, срезанный с заготовки режущим инструментом, называется стружкой. Процесс резания (стружкообразовапия) является одним из слон ных физических процессов, при котором возникают и упругие и пластические деформации этот процесс сопровождается большим трением, тепловыделением, наростообразованием, завиванием и усадкой стружки, повышением твердости деформируемых слоев металла и износом режущего инструмента. Вскрыть физическую сущность процесса резания и установить причины и закономерности явлений, которыми он сопровождается,— основная задача науки о резании металлов. Правильное решение этой задачи позволит рационально управлять процессом резания, сделать его более производительным и экономичным, даст возможность получать более качественные обработанные поверхности и детали. [c.35]

Новое направление в исследовании процесса резания металлов было создано мастером-механиком Петербургского политехнического института Я. Г. Усачевым. Если И. А. Тиме и К. А. Зворыкина можно назвать основоположниками механики процесса резания, то Я. Г. Усачева — основоположником физики резания металлов. Он впервые применил микроскоп при изучении процесса резания металлов. Это позволило ему доказать, что, кроме плоскости скалывания (установленной Тиме) имеют место плоскости скольжения , представляющие собой кристаллографические сдвиги. Я. Г. Усачев первый разработал методы измерения температур на поверхностях резца и экспериментально определил зависимость температур от скорости резания, глубины резания и подачи. В своих исследованиях Усачев применил калориметр и созданные им термопары (используемые и в наши дни). Он также создал теорию наростообразования, установил явление упрочнения (наклеп) обработанной поверхности. [c.5]

В результате исследований в области теплофизики резания удалось создать основы теоретического расчета температурных полей при различных условиях обработки. Широкое применение ЭВМ в металлообрабатывающей промышленности позволило применить разработанный в КПИ В. А. Остафьевым численный метод расчета температуры в процессе резания металлов. Достоинство метода в том, что он учитывает распределение величин и скоростей деформаций в зоне резания для любых условий обработки и стружкообразования, включая наростообразование, изменение теплофизических свойств материалов с ростом температуры, протекания теплообмена с окружающей средой в зависимости от свойств и методов подачи СОЖ- Методика расчета полностью правомерна и для прерывистых условий резания, охватывая таким образом практически все основные виды обработки металлов резанием. [c.22]

Как установил советский специалист в области резания металлов Я.Г. Усачев, при обработке резцом пластических металлов на его передней поверхности вблизи режущей кромки образуется нарост, причем наиболее интенсивно в зоне скоростей резания от 10 до 35 м/мин. При малых скоростях резания температура в зоне резания недостаточна для образования нароста, а при больщих скоростях (свыше 50 м/мин) нарост не успевает привариваться к резцу, так как уносится быстросходяшей стружкой. В условиях наростообразования невозможно получить высококачественную обработанную поверхность, поэтому при повыщенных требованиях к качеству обработанной поверхности нежелательно работать в диапазоне скоростей от 7 до 50 м/мин. При определенных скоростях резания, правильно подобранной [c.59]

Склонность металла к наклепу в процессе обработки снятием стружки зависит от его физико-механических свойств [4]. На рис. 5, а показана зависимость глубины наклепа /г от скорости резания V, а на рис. 5, б — зависимость степени наклепа е от силы резания Рг при точении (глубина резания 1,5 мм, подача 0,3 мм1об) образцов из разных сталей резцами, оснащенными пластинками из твердого сплава ВК8. Анализ кривых (рис. 5, а — г) показывает, что для каждого материала существует критическая скорость резания, после которой увеличения глубины и степени наклепа может не быть. В случае увеличения скорости резания за пределы зоны наростообразования степень и глубина наклепа уменьшаются (рис. 5). Зависимость степени наклепа е от силы резания Рг на основании экспериментальных данных [c.400]

При черновой обработке, когда возникают большие силы резания, снимается толстый слой металла и выделяется значительное количество теплоты, явление наростообразования пбложительно, а при чистовой обработке оно отрицательно. [c.461]

Скоростное резание дает наиболее равномерный наклеп и вызывает появление равномерно распределенных остаточных сжимающих напряжений, а в случае скоростного резания закаленных сталей — появление равномерного слоя металла вторичной закалки. Все это повышает усталостную прочность стали. Силовое резание, наоборот, вызывает неравномерный наклеп (появление двух спиралеобразных полосок с различной микротвердостью, см. фиг. 77, а) и значительные градиенты остаточных напряжений, что приводит к снижению выносливости. При режимах резания, вызывающих перенаклеп поверхности и появление на ней рваных мест, задиров и трещин (что наблюдается при наростообразовании на резце, либо чрезмерном давлении на ролик при обкатке), усталостная прочность стали наименьшая. [c.144]

Так как основанием нароста являются тонкие заторможенные слои деформируемого металла, то все факторы, содействующие уменьшению трения на передней поверхности резца, будут затруднять и условия для наростообразования. Чем меньше шероховатость передней поверхности резца, тем хуже условия для наростообразования. Снижает наростообразование также применение смазывающе-охлаждающих жидкостей и уменьшение угла резания (при угле резания б = 45° нарост совершенно отсутствует). Меньшую склонность к наростообразоваиию имеет инструмент, оснащенный пластинками твердого сплава (по сравнению с инструментом из сталей). [c.53]

Уменьшение интенсивности изнашивания резцов за счет интенсификации процессов торможения в зоне наростообразования для Ф = 90° при переходе к высокому вакууму и экстремальные зависимости износ — давление с экстремумом при давлении 1 — ЫО- Па, а также значительное уменьшение интенсивности изнашивания при ср= 30°, в том числе в зоне резания без нароста, можно также объяснить защитной ролью заторможенных слоев обрабатываемого материала. Последний выступает во всех случаях как менее твердый и прочный металл по сравнению с инструментальным материалом. В начальные периоды резания происходит перенос ме- нее прочного металла на сопряженную поверхность, и далее последующее трение уже одинаковых металлов. Поэтому некоторые режимы трения, признанные для трущихся пар деталей машин недопустимыми, как вызывающие схватывание, задир и заедание, могут оказаться на некоторых участках пары инструмент — обрабатываемый металл даже полезными, предохраняющими поверхности инструмента от усиленного изнашивания. В качестве иллюстрации приведем фотографии контактных иоверхностей. инструмента и стружки, полученные на растровом электронном микроскопе (РЭМ). В данном случае РЭМ имеет ряд преимуществ ввиду большой глубины резкости, что позволяет одинаково четко наблюдать микропрофиль грубой поверхности во впадинах и на выступах при больших увеличениях. Кроме того, в режиме поглощенных электронов представляется возможным выявить на прирезцовой стороне стружки и на поверхности резания частицы износа инструмента. На рис. 19 показана полученная на РЭМе после резания в вакууме 5-10 Па передняя грань резца в районе полки, защищенной наростом (нарост удален), и часть поверхности, на которой происходит интенсивный непрерывный перенос обрабатываемого материала. Очень хорошо видны налипы обрабатываемого металла в области краевого износа на передней поверхности быстрорежущего инструмента после резания на воздухе (рис. 20). Поверхность стружки, срезанной в вакууме, когда наблюдается малый износ инструглента, выглядит более рельефно (большие неровности, связанные с периодическим дискретным срывом и размазыванием ранее заторможенных частиц обрабатываемого металла), однако частицы износа инструмента на ней не просматриваются (рис. 21, а). Поверхность же стрз жки, срезанной на воз- [c.80]

Прежде считали, что нарост оказывает благоприятное влияние на продолжительность работы резца, предохраняя режущую кромку от из1юса под влиянием трения и температуры. Результаты исследований показали обратное. Нарост оказывает неблагоприятное влияние на весь процесс резания значительно ухудщается качество поверхности изделия вследствие неспокойной работы инструмента, возникает неравномерная подача и в первую очередь преждевременное повреждение режущей кромки инструмента. При обработке твердым сплавом наросты чаще всего образуются из-за неправильного выбора режимов резания н прежде всего скорости резания — слишком низкой для соответствующего обрабатываемого материала и сечения стружки. При этом срок службы режущей кромки инструмента сокращается, так как она в результате срыва наростов выкрашивается. Установлено, что наростообразование уменьшается при повышении твердости обрабатываемого металла, увеличении переднего угла, применении смазочно-охлаждающих жидкостей и более тщательной доводке передней поверхности инструмента. [c.492]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...