Деформирующие силы и работа резания

ДЕФОРМИРУЮЩИЕ СИЛЫ И РАБОТЫ РЕЗАНИЯ [c.42]

Проблема изучения тепловых и температурных явлений. Опыты показывают, что работа деформирующих стружку сил и работа сил трения почти полностью превращаются в теплоту. Поэтому при резании металлов стружка и контактные поверхности нагреваются до 500—1000°, о чем можно судить по дымящемуся маслу и по цветам побежалости на стружке, меняющимся от желтого до синего и далее до светло-серого цвета. [c.15]

Тепловые деформации при шлифовании зависят от конструкции отдельных узлов станка (в частности, шпиндельных опор), количества охлаждающей жидкости и степени ее нагревания, протяженности температурных размерных цепей, характеристики и диаметра шлифовального круга, степени его затупления, характера и режима правки, от величины подач, скорости и глубины резания, материала и размера заготовок, температуры окружающей среды, сил трения, количества и качества смазки, количества и длительности перерывов в работе, массы деформирующихся объектов вибраций и т. д. [c.62]

При периодическом резании (в отличие от установившегося) силы переменны (см. рис. 7.6). Увеличению сил соответствует рост полей деформаций и напряжений в древесине. Из шести сил, указанных на рис. 5.13, а, нормальные силы Qп.г, Qз.г и Ср. к в любой момент их действия вызывают рост полей деформаций и напряжений в древесине (стружке под поверхностью резания). Действие касательных сил / п.г, Рз.г и р.к увеличивает поля только до момента, в который начинается скольжение древесины по резцу. На рис. 7.7 показано деформирование не вполне острым (радиус кривизны лезвия Гк=10 мкм) резцом сухой ( =10%) древесины березы в на-начальный момент срезания стружки толщиной 0,30 мм. На рис. 7.7, б и 7.7, в видно, что предварительные (до начала скольжения) деформации древесины значительны, но разрушений древесины на поверхностях контакта ее с резцом нет. Поэтому (см. 6.-3) касательные силы п. г, Рз.г и Рр,и совместно с нормальными силами Мп.г, N3, и Л р.к деформируют древесину (и даже разрушают ее, но в области, удаленной от резца). Можно сказать, что вся механическая энергия, равная работе силы действия резца, проходит через поверхность контакта его с древесиной без потерь и расходуется на ее деформирование. Результат работы резца — образование полей деформаций и напряжений. [c.73]

В процессе обработки сила резания не остается постоянной из-за изменения сечений срезаемой стружки, припуска на обработку, неравномерности механических свойств материала и распределения силы резания. Изменение силы резания вызывает затупление и износ режущего инструмента, наростообразование и ряд других факторов, влияющих на процесс резания. Под действием изменяющихся сил резания элементы системы станок — приспособление — инструмент — деталь деформируются, изменяя тем самым условия резания, трения и работы привода станка. Характер изменения условий обработки зависит от жесткости указанной системы, т. е. способности препятствовать перемещению ее элементов при воздействии на них нагрузок. Жесткость является одним из основных критериев работоспособности станка и его точности работы под нагрузкой. [c.130]

Велика роль отделочной обработки в повышении надежности работы деталей маишн. Для отдельных методов обработки характерны малые силы резания, небольшие толщины срезаемых слоев материала, незначительное тепловыделение. Поэтому заготовки деформируются незначительно. Еке эти технологические особенности способствуют дальнейшему развитию и широкому применению методов отделочной обработки. В дальнейшем будет снижаться доля обработки резанием со снятием большого количества стружки и повышаться доля отделочных методов обработки. [c.372]

При работе с большой глубиной резания на инструмент, станок и изделие действуют большие силы, деформирующие их, вследствие чего точность и чистота обработки получаются низкими. [c.154]

При установившемся резании сила трения скольжения действует непрерывно. Ее работа полностью превращается в тепловую и другие виды энергии, следовательно, эта сила не деформирует древесины. Отсюда мощность, расходуемая на деформацию, равна работе только нормальной силы Qn. г (7.2). [c.63]

Резцы имеют два опорных выступа для установки на корпус протяжки, что повышает устойчивость резца при резании. Кольцевая канавка корпуса протяжки разделяет посадочную ступицу и корпус, вследствие чего уменьшается деформация корпуса круговой протяжки, улучшается центрирование и повышается точность установки ее на шпиндель станка. Кроме того, ступица с небольшой толщиной стенки, легко деформируясь, не оказывает большого давления на посадочный корпус станка, обеспечивая точность посадки головки на шпиндель. Твердость корпуса протяжки Я/ С 52—57 точность изготовления и жесткость протяжки повышена путем увеличения высоты корпуса. При работе головками-протяжками нагрузка возрастает (из-за увеличения припуска) на первые режущие резцы головки. При припуске более 0,1 мм на первые режущие резцы силы резания возрастают настолько, что резцы ломаются и деталь сдвигается в зажимном приспособлении. Особенно низкая стойкость и точность обработки, частые поломки первых режущих резцов и ненадежная работа зуборезных станков наблюдаются при чистовом нарезании зубьев колес с предварительно накатанными зубьями. В этом случае условия резания ухудшаются из-за упрочненной поверхности зубьев и повышенного колебания припуска под чистовое нарезание. На ЗИЛе была разработана и внедрена в производ- [c.17]

Сила, приложенная со стороны резца и равная силе резания, деформирует срезаемый слой, в результате чего образуется стружка. В зависимости от условий работы величина силы резания может значительно колебаться. [c.19]

При износе по металлической сетке [754], названном С. Б. Ратнером [751 ] фрикционным, также реализуется усталостный механизм за счет сил трения, создаваемых выступами, которые многократно деформируют поверхностные слои эластичного материала и отрывают их без резания. Образуется рисунок в виде поперечных полос. Этот механизм отмечен в работах [728, 755]. [c.295]

Иногда применяют резцы с отрицательными передними углами от —5 до —10°. Такие углы придают твердосплавным резцам, применяемым для обработки очень твердых металлов и закаленных сталей. При работе резцом с отрицательным передним углом сильно деформируется срезаемый слой металла, а следовательно, повышается сила резания, вместе с этим значительно увеличиваются радиальная и осевая силы. [c.195]

Пластическое деформирование металлов и сплавов имеет очень большое значение в технике, так как подавляющую часть их, особенно стали, обрабатывают давлением. Важнейшие технологические процессы обработки металлов давлением, такие как ковка, штамповка, прокатка, прессование, волочение и др., основаны на способности металлов получать под действием внешней силы остаточные пластические деформации, обеспечивающие необходимые размеры и форму заготовок и изделий. Процесс пластической деформации также является основой обработки металлов резанием. Способность металлов пластически деформироваться имеет большое значение и для обеспечения надежности и долговечности работы изделий. Если способность металла изделий к пластической деформации мала, то в таких изделиях в процессе работы может скорее произойти хрупкое разрушение. [c.98]

Стружка жаропрочной стали, образующаяся при работе фрезой по ГОСТ 8237—57, не столь измельчена, как при работе обычных фрез, и менее деформирована, что благоприятно сказывается на величине сил резания и вибрациях. [c.193]

Расчет рационального режима резания. Современные методы изготовления заготовок (литье под давлением и точное литье, точная штамповка, металлокерамика и другие) дают возможность оставлять минимальные припуски на механическую обработку. На современном оборудовании такие припуски могут в большинстве случаев сниматься за один проход. Но так рационально можно поступить только в том случае, когда к детали не предъявляются высокие требования в отношении точности формы и размеров, а также шероховатости обработанной поверхности, так как при работе с большими глубинами резания значительные силы резания деформируют систему СПИД, что ухудшает качество обработанной детали. [c.106]

Сами термины эластичное шлифование , эластичные шлифовальные инструменты в настоящее время не определены однозначно, хотя достаточно часто употребляются в теории и практике абразивной обработки. Поэтому введем следующее определение эластичные шлифовальные инструменты — это такие инструменты, конструкция и свойства которых допускают значительное упругое перемещение зерен во время работы от статического положения в направлении нормальной составляющей силы резания. Такого рода инструменты не устанавливаются на определенную глубину резания, а необходимые условия для работы отдельных зерен создаются, как правило, за счет предварительного (статического) нагружения их. При этом деформируется основание инструмента, прижимаемого к обрабатываемой поверхности. Деформация эта сохраняется и во время работы инструмента, хотя ее величина может меняться. [c.5]

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]

Расположение, количество и величина опорных поверхностей и поверхностей приложения зажимных усилий, а также величина последних должны быть выбраны и рассчитаны такими, чтобы в процессе резания обрабатываемые поверхности заготовки не смещались и не деформировались под действием усилий зажима и резания более, чем позволяют допуски на координаты поверхностей. При зажатии нежёстких заготовок в местах возникновения наибольших деформаций устанавливаются подводимые опоры. Сила трения на опорных поверхностях даже при наличии контрольных штифтов должна быть, как правило, более возникающих на них сил сдвига. Коэфициент сцепления принимается на опорных поверхностях гладких — 0,15, с редкими косыми или поперечными канавками — 0,25, с частыми канавками—0,4, с частыми канавками в клетку при высоком удельном давлении — 0,6 при работе без охлаждения эти значения могут быть повышены на 400/q. [c.640]

Управление размером динамической настройки осуществляется путем регулирования контурной (продольной) подачи, выполняемой автоматическим регулированием скорости протяжки магнитной ленты. В процессе фрезерования измеряются составляющие силы резания и Ру датчиком Dx и Dy, и сигналы, пропорциональные Рх, усиливаются и подаются на фазовый дискриминатор ФО, а на другой его вход поступает сигнал обратной связи с вращающегося трансформатора ВТ. После усиления сигнал поступает на электромеханический преобразователь ЭМП следящего золотника ГЗ, управляющего работой гидроцилиндра ГЦ. Шток гидроцилиндра ГЦ деформирует в направлении оси X специальную фрезу-аналог, которая повторяет упругие деформации рабочей фрезы. Разность сигналов U и t/в. поступающих с обоих датчиков, характеризует наклон фрезы. Эта разность поступает на устройство сравнения С, где происходит сопоставление углово1 еформа-ции фрезы с допустимой ее величиной. Полученный сигнал рассогласования усиливается и подается на двигатель постоянного тока, вращающий привод лентопротяжного механизма ЛПМ. Одновременно сигнал с датчика поступает на мостовую измерительную схему МИ, усиливается и подается на двигатель KD установки координат. Дифференциально суммирующий механизм производит алгебраическое суммирование угла поворота шагового двигателя и корректирующего двигателя. [c.490]

Еще И. А. Тиме в своих работах указывал на переменность силы, действующей на резец со стороны срезаемого слоя. Наименьшее значение силы резания при элементной стружке будет при образовании первого элемента. По мере продвижения резца и увеличения деформации элемента сила резания будет возрастать, достигая наибольшего значения в момент скалывания элемента, а затем уменьшаться до некоторого значения, но не до нуля, так как второй элемент стружки начиняет деформировяться несколько раньше, чем заканчивается скалывание первого элемента. Такое изменение силы резания вызывает неравномерную нагрузку на резец, загоювку и [c.40]

Геометрия режущих лезвий сверла показана на рис. 380, в. Задний угол а измеряется в секущей плоскости АА, параллельной оси сверла. Для компенсации изменений, происходящих в процессе резания, задний угол затачивают переменным — больщим у центра и меньщим на периферии. Передний угол у измеряют в секущей плоскости ББ, перпендикулярной к главному режущему лезвию сверла. Угол наклона винтовой канавки сверла ш измеряют между касательной к винтовой поверхности и образующей цилиндра. В силу особенностей конструкции сверла угол и и передний угол у не постоянны. Они уменьшаются от периферии к центру сверла. Угол при вершине сверла 2 ф (угол заборного конуса) образован главными режущими лезвиями. Как видно в сечении ВВ, у поперечного режущего лезвия передний угол у отрицательный. Поэтому поперечное режущее лезвие работает в трудных условиях, оно скользит по поверхности и пластически деформирует металл, а не режет его. [c.746]

При обработке трубчатой заготовки резцом с ф =90 (рис. 31, в) на резец действуют только силы Р и Р а радиальная сила Ру = = О, В этом случае в работе участвует только главная режущая кромка, частицы срезаемого слоя движутся параллельными потоками, перпендикулярно к этой кромке. Этот вид резания назьь вается свободным в отличие от несвободного (стесненного) резания, когда в работе участвуют режущие кромки, расположенные под некоторым углом друг к другу, или когда режущая кромка имеет криволинейную форму (фасонные резцы). В этом случае направление движения частиц срезаемого слоя пересекаются (на криволинейных участках режущей кромки они устремляются к центру дуги), теснят друг друга, стружка дополнительно деформируется и вспучивается, в результате чего получается стесненное резание. [c.63]

Из курса сопротивления материалов известно, что при весьма длительном воздействии сил (при малых скоростях деформации) материал претерпевает значительные деформации и разрывается при меньших силах, чем в условиях более быстрого воздействия сил. Опыты инж. П. А. Незнанова над усадкой стружки пушечной стали с пределом прочности 55 кГ/мм показывают, что при увеличении скорости резания в области малых скоростей усадка стружки возрастает. Это может быть объяснено следующими соображениями. При весьма малой скорости в единицу времени затрачивается малое количество работы и резец может деформировать лишь небольшую часть находящегося перед лезвием металла. При увеличении скорости резания работа сил резания возрастает при этом возрастает и область деформаций. Но при дальнейшем увеличении скорости резания явление осложняется с возрастанием количества деформаций, особенно в слоях, прилегающих к лезвию, возрастает и количествовыделяемого тепла. Вследствие этого металл в объеме, близком к передней поверхности резца, размягчается и принимает на себя большую часть возможных деформаций, ограничивая таким образом область деформаций в стружке. Благодаря этому усадка, как усредненная величина, возраставшая е увеличением скорости до некоторого предела, должна начать уменьшаться. [c.79]

Разрезание листов пластмасс в связи с их высокой упругостью и низкой теплопроводностью связано с определенными особенностями работы инструмента в стесненных условиях. Под действием сжимающих сил, приложенных со стороны режущих кромок инструмента, обрабатываемый материал в зоне резания упруго деформируется. Упругая деформация сжатия распространяется на значительную часть объема материала вокруг зоны резания. После прохождения режущей кромки инструмента силы, вызвавшие эту деформацию, исчезают, сжатый материал благодаря упругости стремится вернуться в исходное состояние. При этом ширина реза уменьшается, и зубья инструмента как бы заклиниваются. В результате происходит их интенсивное трение об обработанные поверхности заготовки, что вызьшает появление дополнительных (паразитных) сил трения, выделение большого количества теплоты и интенсивный нагрев инструмента. Интенсивному нагреву инструмента способствует также низкая теплопроводность пластмасс, вследствие чего основная часть теплоты, выделившейся при резании, переходит в инструмент. Поэтому на боковых поверхностях инструмента и обработанных поверхностях материала при использовании металлорежущего инструмента после 1. .. 2 мин его работы появляются прижоги, трещины. Разработка специальных конструкций инструментов является поэтому одной из главных задач и проводить ее следует с учетом особенностей поведения материала при резании. Конструкция зубьев и их геомерические параметры должны быть такими, при которых силы трения на боковых поверхностях инструментов сведены к минимуму. При заточке зубьев нельзя допускать наличия фасок на их задних и боковых поверхностях. Поверхности зубьев следует доводить алмазным кругом, нельзя допускать сколов на режущих кромках, а также прижогов и трещин. Биение инструмента на шпинделе станка не должно превышать 0,1. .. 0,15 мм. [c.24]

Наиболее перспективными [26] методами косвенной оценки величины износа инструмента являются методы, основанные на измерении составляющих силы резания в процессе обработки деталей. Эти методы применимы для станков ГПС, так как на них одновременно работают. 1—2 инструмента. Для измерения сил резания используют либо пьезоэлектрические динамометры, либо тензометричес-кие датчики, устанавливаемые в шпинделе станка. Тензометрический датчик (рис. 4.8, в) состоит из наружной 6 и внутренней 7 втулок, соединенных с помощью электронно-лучевой сварки. Между втулками имеется вакуумная полость 5. На внутренней втулке наклеены тензо-метрические датчики 5, концы которых через керамический изолятор 2 подсоединены к кабелю I. Во внутренней втулке предусмотрены посадочные места 4 для подшипников шпинделя станка. Под действием усилия резания внутренняя втулка и тензометрические датчики деформируют- [c.298]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...