Физические явления при резании

ФИЗИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ ПРИ РЕЗАНИИ [c.34]

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]

При изучении процесса резания был установлен ряд взаимосвязанных параметров и характеристик, отражающих различные физические явления, происходящие в процессе взаимодействия режущего инструмента с обрабатываемой заготовкой, и на протекание которых влияют свойства материала, подвергаемого обработке резанием. [c.26]

Кроме того, характеристики процесса резания, отражающие взаимосвязанные физические явления в зоне стружкообразования, изменяются в зависимости от режимов резания, прогрессирующего износа инструмента и т. п. На основании этого сопоставление количественных оценок обрабатываемости, например по стойкости инструмента, допустимо лишь при соблюдении равных условий резания, типичных для сравниваемых групп обрабатываемых и инструментальных материалов. [c.28]

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]

Резание — в основе своей процесс механический. Природа материи, однако, такова, что интенсивные механические воздействия на обрабатываемый и инструментальный режущий материалы оказываются лишь начальным звеном цепи широкого круга физических явлений (здесь термин физическое явление употребляется применительно к любому явлению в неживой природе), между которыми в каждый момент устанавливается определенное динамическое равновесие. В конечном итоге, именно поэтому внешняя среда оказывается одним из существенных факторов, влияющих на все совершающееся при резании. [c.24]

К существенным недостаткам данного метода относится то, что им не вскрывается сущность физических явлений и факторов, влияющих на точность обработки, а также то, что на его базе не выявляются конкретные возможности повышения точности. Метод фиксирует результаты законченного этапа, т. е. обращен в прошлое . Практика показывает, что при недостаточно аккуратном выполнении замеров значения а могут колебаться в широких пределах (на несколько десятков процентов в обе стороны от действительной величины) это создает некоторую неуверенность в оценке точности исследуемого метода. Полученные ранее значения сг не могут быть использованы, если в условиях выполнения данной операции произошли изменения (режим резания, способ установки заготовки и т. п.). В этом случае необходимо определить новое значение сг. [c.337]

С физической стороны явление износа инструмента при резании металлов является очень сложным. Последней теорией по этому вопросу является абразивно-молекулярная гипотеза [130], согласно которой при износе инструмента имеются как абразивный, так и молекулярный износы. [c.144]

ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КРИВЫХ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ, в процессе резания износ лезвий определяет продолжительность целесообразной работы инструмента до его замены новым или переточенным инструментом, т. е. его период стойкости Т, обычно выражаемый в минутах. Рассмотренная выше функциональная зависимость В (и) экспериментально установлена моделированием трения и износа инструментальных материалов истирающими конструкционными металлами в условиях, приближенных к условиям резания. Износостойкость инструментальных материалов и изнашивание изготовленных из них инструментов взаимосвязаны единством протекающих физических явлений. Поэтому закономерности изменения стойкости инструментов Т от скорости резания v аналогичны закономерностям изменения износостойкости В от скорости скольжения Иск и при обработке сталей имеют нелинейный экстремальный характер, а при обработке чугунов — экстремальный или- монотонно убывающий. [c.132]

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ИНТЕНСИВНОСТИ ИЗНАШИВАНИЯ. Сопоставляя характер кривых на рис. 9.14 и рис. 9.16, можно отметить, что кривые износостойкости В (Гск) имеют максимумы для тех скоростей скольжения, при которых интенсивность изнащивания имеет минимальные значения. Подобная взаимосвязь предопределяет также характер функциональной зависимости стойкости резца от скорости резания T(v) и позволяет предполагать, что стойкость имеет максимум при той же скорости резания, при которой достигаются максимальная износостойкость и минимальная интенсивность изнашивания трущейся пары обрабатываемый материал — инструментальный материал. Наличие такой связи позволяет путем физического моделирования явлений трения и износа, имеющих место при резании, значительно уменьшить трудоемкость экспериментальных стойкостных исследований, а также дать физическое обоснование изнашиванию инструмента при резании. [c.134]

Процесс образования поверхностного слоя деталей при резании конструкционных материалов представляет собой комплекс сложных физических явлений. Исследованиями советских ученых установлено, что процессы стружкообразования и процессы формирования поверхностного слоя физически взаимосвязаны все факторы, ведущие к облегчению процесса стружкообразования и уменьшению объема пластической деформации срезаемого слоя, обычно вызывают улучшение качества обработанной поверхности. Кроме того, на процесс образования поверхностного слоя значительно влияют наростообразование, а также условия взаимодействия задних поверхностей инструмента и заготовки. По этому снижение сил трения по задним поверхностям инструмента вследствие применения охлаждающе-смазывающих жидкостей, а также доводка режущего инструмента улучшают качество обработанной поверхности. Применение охлаждающе-смазываю-щих жидкостей при чистовых операциях позволяет повысить чистоту поверхности примерно на один класс, а при отделочных процессах—до двух классов. Все характеристики качества поверхности в той или иной степени зависят от физико-механических свойств обрабатываемого материала, режимов резания, геометрии и износа инструмента. Более вязкие, пластичные материалы получают и более высокую деформацию обработанной поверхности [42—43, 57, 66, 98]. [c.70]

Процесс резания и образования стружки при сверлении во многом аналогичен точению, но имеет и ряд особенностей. Упруго-пластическому деформированию срезаемого слоя и здесь сопутствуют различные физические явления усадка стружки и ее завивание, выделение тепла, наростообразование, упрочнение по- [c.162]

Исследования показали также, что всем точкам минимума кривых /го.п=/(и), полученных при различных подачах, соответствует одна и та же оптимальная температура резания. Это положение о постоянстве оптимальной температуры резания имеет большое научное и практическое значение, так как указывает на общность физических явлений, обусловливающих износ инструмента при различных видах обработки (точение, растачивание, торцовое фрезерование), и позволяет резко сократить объем экспериментов, необходимых для отыскания оптимальных сочетаний 5, и V. [c.188]

Как было выше установлено, износ инструмента является следствием совокупного действия многих физических явлений, происходящих на поверхностях инструмента адгезии и диффузии, окислительных процессов, пластического течения контактных слоев инструмента, абразивно-механического изнашивания и др. При современном состоянии науки еще нет возможности количественно оценить долю каждого явления и каждой причины в наблюдаемом суммарном износе инструмента и их изменение при изменении скорости резания. [c.240]

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]

В противоположность вынужденным колебаниям автоколебания нельзя объяснить действием внешних сил они вызываются неустойчивостью системы, в которой незначительное нарушение процесса резания вызывает незатухающие колебания с большой амплитудой. При вынужденных колебаниях амплитуда колебаний возрастает пропорционально возмущающим силам (увеличивающимся вместе с глубиной резания), а в случае автоколебаний зависимость иная (рис. 1). В системе, склонной к автоколебаниям, амплитуда возрастает пропорционально глубине резания, но до определенной глубины, называемой предельной. После достижения предельной глубины амплитуда скачкообразно увеличивается. Колебания такого рода часто называют дроблением, вибрациями. В последние годы были созданы теории, в которых различные физические явления рассматриваются в качестве причин возникновения автоколебаний. [c.8]

Работ, посвященных изучению физической природы ВКПМ, явно недостаточно. Наиболее значимы в этой области работы Харьковского политехнического института им. В. И. Ленина [24, 26 и др.], а по зарубежным исследованиям — работа [40]. Однако большинство из них посвящено процессу резания пластмасс, не обладающих столь высокими физико-механическими характеристиками, как стекло-, угле- и боропластики (см. п. 1.2). Результаты исследований физических явлений при резании ВКПМ, проведенных автором, приводятся в данной главе. [c.17]

Советские учёные, инженеры и новаторы 1>азвнли далее науку о резании, внесли много нового и ценного в теорию и практику резания металлов наивыгоднейшие режимы резания 25, 26], влияние толщины и ширины среза на силу резания [39, 40], деформнрование поверхностных слоёв при резании металлов [10], физические явления при резании и геометрия режущего инструмента [1,3,20,21 и др.],теп-j OBbie явления при резании металлов [8, 38], кинематика резания [6], качество обработан- юй поверхности [11, 15, 17]. [c.323]

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]

В части I Точение изучаются обпще физические явления процесса резания учение о деформациях металлов при резании, [c.4]

Вследствие аналогии указанных явлений при резании различными инструментами этот материал используется во всех остальных частях с добавлением особенностей для каждой из операций. Последовательность изложения содержания, методы анализа во всех частях курса одинаковы описание режущего инструмента, кинематика процесса резания, геометрия инструмента, размеры среза, сопровождаемые основными понятиями и определениями, физические и технологические особенности процесса для основных режущих инструментов. Затем идут две основные главы — механика процесса резания (кинетостатика—силы резания, крутянще моменты) и кинематика процесса—скорость резания, производительность. [c.4]

Резание металлов — сложный процесс взаимодействия режущего инструмента и заготовки, сопровождающийся рядом физических явлений, например, деформированием срезаемого слоя металла. Упрощенно процесс резания можно представить следующей схемой. В начальный момент процесса резания, когда движущийся резец под действием силы Р (рис, 6.7) вдавливается в металл, в срезаемом слое возникают упругие деформации. При движении резца упругие деформации, накапливаясь по абсолютной величине, переходят в пластические. В прирезцовом срезаемом слое материала заготовки возникает сложное упругонапряженное состояние. В плоскости, перпендикулярной к траектории движения резца, возникают нормальные напряжения Оу, а в плоскости, совпадающей с траекторией движения резца, — касательные напряжения т .. В точке приложения действующей силы значение Тд. наибольшее. По мере удаления от точки А уменьшается. Нормальные напряжения ст , вначале действуют как растягивающие, а затем быстро уменьшаются и, переходя через нуль, превращаются в напряжения сжатия. Срезаемый слой металла находится под действием давления резца, касательных и нормальных напряжений. [c.261]

Автоколебания. Отличительная особенность автоколебаний при механической обработке — в отсутствии внешней периодической силы, возмущающей колебательный процесс. Необходимое для возникновения автоколебаний периодическое воздействие обусловлено механизмом возбуждения, имеющимся непосредственно в самой системе станок — деталь — инструмент и преобразующим постоянное по времени во.здействие от источника энергии — электродвигателя в переменное при этом частота и амплитуда возникающих в процессе резания установившихся автоколебаний определяется только параметрами системы. В реальной упругой системе в процессе резания может быть значительное число физических явлений, создающих механизм возбуждения, обусловленных 1) свойствами [c.12]

Резание металлов - сложный процесс взаимодействия режущего инструмента и заготовки, сопровождающийся определенными физическими явлениями, например деформированием срезаемого слоя металла. Упрощенно процесс резания можно представить по следующей схеме. В начальный момент процесса резания, когда движущийся резец под действием силы резания Р (рис. 6.7) вдавливается в металл, в срезаемом слое возникают упругие деформации. При движении резца они, накапливаясь по абсолютной величине, переходят в пластические. В прирезцовом срезаемом слое материала заготовки возникает сложное упругонапряженное состояние. В плоскости, перпендикулярной к траектории движения резца, возникают [c.302]

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]

Значительный интерес представляет изучение физических явлений, которые могут влиять на смещение силы по фазе при резании. Шоу и Холкен объясняют отставание силы изменением направления схода стружки относительно резца. Рассмотрим уменьшение толщины среза вследствие вибрации резца относительно заготовки (рис. 10.10, а). В результате вибрации передний угол и скорость резания приобретают следующие значения [c.244]

Свои исследования Я. Г. Усачев изложил в статье Явления, происходящее при резании металлов, опубликованной в 1915 г. Я. Г. Усачсв обогатил и дополнил созданную И. А. Тиме теорию резания металлов и является основоположником физических методов исследования процесса резания. [c.5]

Физический смысл данной группы явлений заключается в следующем. В ходе разрушения твердого тела обнажаются и перестраиваются его внутренние связи. Эти связи ослабляются, и их разрыв облегчается в том случае, если их частично удается отвлечь на взаимодействие с атомами легко подвижной внешней среды. При этом обязательное условие заключается в том, чтобы химический состав и строение внешней среды были сходными с химическим составом и строением разрушаемого тела. Поэтому при резании металлов внешней средой, поставляемой для достижения охрупчивающего и диспергирующего эффектов, могут быть расплавы металлов. При [c.45]

При расчете высоты неровностей не считаются с физическими явлениями, происходящими в процессе образования поверхностного слоя детали, а учитывают лишь скорость резания V, величину подачи 5 и геометрические параметры режущего инструмента (углы фифьсм. стр. 83), участвующие в образовании неровностей (рис. 40). [c.117]

Автоколебания самовозбуждаются в процессе резания. При этом пульсирующая сила, ответственная за характер колебательного процесса, создается и управляется внутри системы. Автоколебания могут возникать при отсутствии внешней возмущающей периодической силы, и частота вибраций не зависит от геометрических параметров инструментов и режимов резания. Она характеризуется собственной частотой системы. Автоколебания при резании появляются вследствие различных причин а) возникновение в системе физических явлений, создающих возбуждение (например, изменение сил внешнего и внутреннего трения, периодическое изменение сил резания и деформированного объема материала, возникновение тре-щинообразования при отделении стружек, изменение величины нароста и периодический его срыв, уменьшение силы резания с увеличением скорости нагружения, вибрационные следы предыдущих проходов и т. п.) б) изменение состояния упругой системы (со многими степенями свободы) приводит к тому, что в процессе резания режущая кромка инструмента описывает в плоскости, перпендикулярной ей, замкнутую эллиптическую траекторию. Накладываясь на заранее заданное движение инструмента, это возмущенное колебательное движение создает автоколебание системы инструмент — деталь. Необходимо от-.адетить, что вынужденные колебания и автоколебания находятся во взаимосвязи и одновременно воздействуют на технологическую систему. Упругая система, реагируя на изменение усилий резания, изменяет величины деформаций отдельных своих звеньев и таким образом способствует возбуждению колебаний различной частоты и амплитуды. Эти колебания режущего инструмента вызывают, в свою очередь, периодическое изменение площади сечения стружки. На обработанной поверхности детали и на наружной поверхности стружки появляются шероховатости (мелкие пилообразные зубчики разной высоты и формы). Колебания режущей кромки могут иметь частоту [c.59]

Следует остановиться на некоторых физических явлениях, возникающих при движении клина в грунте. В зависимости от рода и состояния грунта, а также угла резания отделяемая клином стружка имеет различную форму (рис. 152). Разрушенная при резании часть стружки (небольшая в связных грунтах) или вся стружка (в малосвязных грунтах) образует перед клином так называемую призму волочения. Ее величина зависит и от траектории, уменьшаясь с увеличением ее наклона (рис. 153) под влиянием силы тяжести, действующей на призму. При сильно наклоненной траектории она сползает в ковш, увеличивая его наполнение, образуя шапку А, при отрыве рабочего органа от забоя. [c.279]

Иткин М. Э., Стружкообразование и физические явления, сопровождающие процесс резания при токарной обработке углеродистой стали, жаропрочных и титановых сплавов, Татиздат, 1963. [c.258]

Физические основы резания металлов. Для резания металла к резцу необходимо приложить весьма значютельную силу. Если для разрыва осевой стали нужно развить напряжение 50—60 кПмм , то для срезания слоя металла с тон же стали необходимо напряжение 200 кГ/мм . Под действием приложенной силы стружка весьма, сложно деформируется, перемещается по передней поверхности, резца, подвергаясь дополнительно деформациям под действием сил трения. Работа деформаций превращается в эквивалентное тепло. При этом режущая часть резко нагревается до температур, достигающих 500—1000°. Все эти явления зависят друг от друга, причем эта зависимость весьма сложна. Однако из этой сложной совокупности явлений можно выделить следующие основные физические проблемы резания металлов 1) проблема изучения деформаций и напряжений при резании металлов 2) проблема тепловых и температурных явлений 3) проблема изучения трения ири высоких температурах и давлениях 4) проблема получения определенного качества обработанных поверхностей (точности и чистоты). [c.14]

Проблема изучения трения при высоких температурах и давлениях. При резании металлов мы имеем дело с весьма вйсокими давлениями и температурами на контактных поверхностях, вследствие чего обычные зависимости между силой трения и нормальным давлением усложняются. На поверхностях контакта наблюдаются действия молекулярных сил и диффузионные явления. Изучение сил трения на поверхностях режущего инстру.чента составляет третью сложную физическую проблему курса. [c.15]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...