Наростообразование в процессе резания

Наростообразование в процессе резания (этот вопрос в дальнейшем будет рассмотрен более подробно) изменяет передний угол -у, т. е. изменяет тем самым угол б, и чем большее значение имел исходный угол б, тем большее изменение претерпевает он в процессе наростообразования. [c.49]

НАРОСТООБРАЗОВАНИЕ В ПРОЦЕССЕ РЕЗАНИЯ [c.52]

Выделяясь в зоне стружкообразования и в местах контакта стружки с резцом и резца с заготовкой, тепло оказывает большое влияние на состояние трущихся поверхностей (изменяя коэффициент трения), на точность обработки, на весь процесс резания и связанные с ним явления (наростообразование, упрочнение, износ инструмента, деформации и др.). В связи с этим необходимо знать влияние различных факторов на тепловыделение, распределение температурных полей и методы определения температуры в процессе резания. [c.100]

Прежде чем обратиться к рассмотрению наростообразования остановимся на явлении, которое приводит к возникновению в процессе резания нового тела, в некоторых отношениях похожего на нарост, но не являющегося таковым. [c.27]

Кроме того, предварительное упрочнение будет оказывать также косвенное влияние на процесс стружкообразования через другие факторы. В частности, если в процессе резания образуется нарост, то это влияние будет проявляться через изменение переднего угла у, так как интенсивность наростообразования при обработке неупрочненной и предварительно упрочненной сталей может быть различной. [c.78]

Наложение ультразвуковых колебаний на инструмент предупреждает возникновение нароста на режущих лезвиях инструмента. Предупреждение наростообразования объясняется возникающими в процессе резания циклическими перемещениями контактных поверхностей обрабатываемого материала и инструмента, чем значительно уменьшается сопротивление сходу стружек, облегчается процесс стружкообразования, улучшается подвод смазывающе-охлаждающей жидкости в зону резания, что в конечном итоге ведет к повышению стойкости и снижению усилий резания. [c.423]

В процессе резания возникают вибрации инструмента, заготовки и станка. Причины возникновения вибрации при токарной обработке следующие колебания сил сопротивления металла в результате периодического скалывания элементов стружки и наростообразования [c.207]

В опытах по точению торцевых спиралей большого шага к центру и от центра детали было обнаружено влияние ускорения на силу резания, обусловленное, по-видимому, запаздыванием процесса наростообразования. В некотором диапазоне значений скорости резания наблюдается отрицательное влияние ускорения на силу резания, т. е. с возрастанием ускорения резания сила резания уменьшается. Эта переменная составляющая силы резания, действуя навстречу силе инерции, может вызвать возбуждение автоколебаний в системе. Аналитическое и графическое исследования системы без трения показали наличие скачков скорости, но дальнейшее исследование встречало значительные трудности. Свойства колебательной системы установлены при помощи электронно-моделирующей машины НМ-7 в широких пределах изменения параметров характеристики и системы. [c.67]

Чаще всего при обработке резанием применяют смазочно-охлаждающие жидкости. Обладая смазывающими свойствами, жидкости снижают внешнее трение стружки о переднюю поверхность лезвия инструмента и задних поверхностей инструмента о заготовку. Одновременно снижается работа деформирования. Общее количество теплоты, выделяющейся при резании, уменьшается. Смазочноохлаждающие вещества отводят теплоту во внешнюю среду от мест ее образования, охлаждая тем самым режущий инструмент, деформируемый слой и обработанную поверхность заготовки. Интенсивный отвод теплоты снижает общую тепловую напряженность процесса резания. Смазывающее действие сред препятствует наростообразованию на рабочих поверхностях инструмента, в результате чего снижается шероховатость обработанных поверхностей заготовки. [c.312]

Как и при точении, в процессе стружкообразования при строгании имеют место упругие и пластические деформации, трение, тепловыделение, упрочнение, наростообразование и износ режущего инструмента. Типы стружек, получаемых при строгании, аналогичны типам стружек, образующимся при точении. Однако процесс резания при строгании имеет и некоторые особенности. [c.217]

Выделяясь в зоне стружкообразования и в местах контакта стружки с инструментом и инструмента с заготовкой, теплота влияет на состояние трущихся поверхностей (изменяя коэффициент трения), на точность обработки, на весь процесс резания и связанные с ним явления (деформации, наростообразование, упрочнение, износ инструмента и др.). [c.66]

Скорость резания. На рис. 40 была показана зависимость угла резания (с учетом образования нароста), усадки стружки, силы резания Рг и коэффициента трения от изменения скорости резания. Сила Pz, начиная со скорости резания 3— 5 м/мин, уменьшается, затем при v — 20- 25 м/мин увеличивается и снова уменьшается (вторая точка перегиба). По данным авторов, сила резания Р сначала уменьшается потому, что начинается процесс наростообразования и угол резания б у нароста меньше, чем угол резания у резца (см. рис. 36). Наименьшее значение Pz соответствует зоне усиленного наростообразования. При дальнейшем увеличении скорости резания наростообразование уменьшается, угол 6i возрастает, приближаясь к углу резания резца, полученному при заточке. В связи с этим увеличивается и сила Рг. При дальнейшем повышении скорости резания нароста не будет и сила Pz будет уменьшаться за счет снижения коэффициента трения. [c.95]

Разделить различные эффекты действия смазочно-охлаждаю-щих жидкостей весьма затруднительно. Их действие проявляется одновременно по различным направлениям. Как было показано выше, действие СОЖ уменьшается с нарастанием скорости и толщины среза. Наибольшее значение при низких скоростях резания имеют эффекты снижения трения и напряжения сдвига. При увеличении скорости, в связи с уменьшением времени химической реакции или ограниченного проникновения жидкости, эти эффекты снижаются. Охлаждение может играть значительную роль при высоких скоростях. Практической выгодой от эффектов снижения трения и напряжений является уменьшение силы резания и наростообразования, которое отражается на улучшении качества поверхности. Эти улучшения процесса резания наиболее важны для операций, характеризующихся низкой скоростью и большими усилиями резания, таких как протягивание или резьбо-нарезание. Охлаждающее действие жидкости имеет наибольшее влияние на стойкость инструмента и на погрешности обрабатываемой детали, вызываемые термическими воздействиями. Повышение стойкости инструмента главным образом зависит от снижения температуры резания. Охлаждение оказывает влияние на температуру резания при работе со скоростью менее 150 м/мин. При более высокой скорости резания СОЖ могут быть использованы лишь для стабилизации температуры обрабатываемой детали, а не для воздействия на процесс резания. [c.93]

Особую роль в процессах, происходящих на контактных поверхностях инструмента, играют адгезионные и диффузионные явления и наростообразование. Влияние СОЖ на наростообразование предопределяет ее технологическую эффективность. Причем требования уменьшения интенсивности изнашивания и требования достижения уровня шероховатости и высокой стабильности точности часто оказываются противоречивыми. В определенном диапазоне изменения элементов режима резания для уменьшения износа во многих случаях требуется интенсификация процессов наростообразования и переноса обрабатываемого материала на контактные поверхности режущих инструментов, поскольку это приводит к значительному уменьшению скорости относительного перемещения контактных пар и усилению защитной роли обрабатываемого материала, как менее твердого тела в этой паре (см. гл. 3). При этом шероховатость будет высокой, а стабильность по точности процесса резания — низкой. В другом крайнем случае для достижения предельно низкой шероховатости и высокой стабильности требуется свести до возможного минимума наростообразование. Одновременно интенсивность изнашивания инструментов может возрастать до весьма высоких значений, что предопределяет очень малую суммарную стойкость или одноразовое использование инструментов без переточек. Поэтому дальнейшее обсуждение результатов испытаний технологических свойств СОЖ будет дано с учетом влияния СОЖ на нарост и на адгезионное и диффузионное взаимодействие и последних на технологические свойства СОЖ. [c.128]

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]

Во-первых, в диапазоне скоростей активного наростообразования зависимость параметров I, Ру, Рг от состава покрытия сильно искажается формируемым наростом. Характер и параметры нароста будут сильно зависеть от контактных характеристик процесса резания. Однако, как будет показано, в результате нанесения покрытия несколько уменьшается склонность инструментального материала к наростообразованию и сдвигаются характерные скорости процесса, но оно не может полностью устранить нарост. Таким образом, в диапазоне скоростей активного наростообразования влияние состава покрытия на коэффициент деформации и силы резания будет определяться геометрией и формой сформированного нароста, которые в значительной степени будут зависеть от состава покрытия. [c.97]

Талантов Н. В., Черемушкин Н. П. Закономерности пластического деформирования при обработке упрочняемых материалов со скоростями резания выше зоны наростообразования. — В кн. Технология машиностроения и автоматизации производственных процессов. Волгоград изд. ВПИ, 1978, с. 3—29. [c.188]

Процесс резания является одним из сложных физических процессов, в котором имеют место как упругие, так и пластические деформации и который сопровождается большим трением, тепловыделением, наростообразованием, завиванием и усадкой стружки, упрочнением, износом режущего инструмента. Вскрыть физическую сущность этого процесса и установить причины и закономерности явлений, которыми он сопровождается, — основная задача науки [c.42]

Здесь также наблюдаются деформации, тепловыделение, наростообразование, трение и износ инструмента (протяжки). Процесс резания при протягивании осуществляется с тонкими стружками (при внутреннем протягивании с 5 до 0,2 мм), а потому стружка получается сильно деформированной. При обработке сталей сходит сливная стружка при обработке чугунов — стружка надлома. Срезанная стружка завивается в спираль и укладывается во впадины между зубьями, испытывая при этом большие дополнительные внешние деформации. Поэтому впадины между зубьями должны быть таких размеров, чтобы стружка свободно в них помещалась, иначе может произойти защемление протяжки и ее разрьш. [c.398]

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]

Резание без наростообразования (в условиях второй зоны режимов резания) положено в основу рассмотрения физических процессов и расчетных уравнений, изложенных в последующих главах. [c.91]

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]

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]

При резании почти вся механическая энергия деформации и трения переходит в тепло. Тепло оказывает влияние на износостойкость инструмента, на качество поверхности детали, на процесс трения и наростообразования, изменяет физико-механиче-ское и структурное состояние материала в зоне резания. Общее количество тепла приближенно определяется по формуле [c.56]

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]

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ИЗНАШИВАНИЯ ЛЕЗВИЙ. Чтобы вычислить значение износостойкости В, необходимо знать силу трения на контактных поверхностях взаимодействующей пары тел. Непосредственно измерить силу на поверхностях лезвия в процессе резания весьма затруднительно. Поэтому, чтобы определить закономерности изменения силы трения Г-, и массы Шу продуктов износа в зависимости от давления и скорости взаимного скольжения, используют метод физического моделирования. Схема моделирования трения и износа для условий, приближенных к процессу резания, аналогична схеме, использованной для изучения закономерностей наростообразования (см. рис. 6.8). В данном случае индентор изготовлен из инструментального материала и является изнашиваемым телом пары. Цилиндрический образец, зажатый в патроне токарного станка, изготовлен из конструкционного металла и является истирающим телом пары. До начала эксперимента на рабочем торце индентора подготавливается плоская контактная поверхность площадью Аг = 1 мм . Индентор своей контактной поверхностью прижимается к свежеобработанной поверхности цилиндра с нормальной силой р = рА . Давление р устанавливается в пределах 0,05... 0,6 ГПа, что соответствует средним значениям давления на контактных поверхностях режущих лезвий. [c.131]

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]

Налипание на поверхность посторонних частиц происходит в результате процессов адгезии, когезии, адсорбции, диффузии в результате молекулярных взаимодействий, проявления раз личных химических связей и действия сил электрического про исхождения. Типичным примером интенсивных дгезионных про цессов является наростообразование на режущих поверхностях инструментов в процессе обработки металлов. В результате дей ствия в зоне резания высоких температур и давлений облегча ется молекулярное взаимодействие между материалами инстру мента и сбегающей стружки и на поверхности инструмента (на пример, резца) образуется характерный нарост (см. рис. 24, к) который изменяет режущие свойства инструмента и оказывает решающие влияния на его стойкость (долговечность). Нарост часто проявляется в виде загрязнения фильтров (рис. 22, а), внутренних стенок корпусов редукторов, открытых поверхностей (рис. 22, б). [c.88]

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]

Исследования в области теории наростообразования были выполнены в 1912—1915 гг. русским ученым Я- Г. Усачевым, который впервые применил металлографический метод для изучения процесса резания. (Прим. научн. ред [c.11]

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]

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]

Наростообразован и е. При некоторых условиях резания на передней поверхности инструмента появляется слоистое металлическое образование, называемое <наростом . Исследования процесса образования нароста, его свойств и в. 1йяния на процесс резания более полувека Ггрн.влекают внимание [c.48]

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]

Роль покрытия как фактора, снижающего внешнее трение, в условиях наростообразования существенно невилируется и проявляется главным образом в формировании фактической геометрии инструмента, которая и оказывает влияние на контактные характеристики процесса резания. [c.107]

При этом необходимо отметить следующее. Перенос моделирующих условий (для которых получены расчетные формулы) на весьма сложный процесс резания, особенно в присутствии сильно изменяющего этот процесс третьего промежуточного элемента — покрытия, может привести к неверным выводам. Необходимо учитывать сложные изменения в контактных процессах, в механизме стружкообразовапия и в формировании контактных зон. Кроме того, влияние оказывают наростообразования, изменение сопротивления пластическим сдвигам, упрочняющие и разупрочня-ющие эффекты, изменение теплопроводности покрытия при нагреве, а также изменения мощности тепловых источников и их колебаний по времени. В этой связи при определении теплоизолирующего эффекта покрытия следует учитывать весьма высокую скорость изменения интенсивности тепловых источников с учетом всех перечисленных факторов. [c.114]

При наличия нароста измеияется форма передней поверхности резца, уменьшается угол резания (б < б), изменяется характер распределения давления на передней поверхности резца. Кроме того, при наличии нароста уменьшается нагрев рабочих поверхностей инструмента и предохраняется от износа его задняя поверхность. Наростообразование не является стабильным процессом. Постепенно формируясь, нарост достигает максимального значения и, разрушаясь, может быть унесен со стружкой или вдавлен в обработанную поверхность. Нестабильность нароста по высоте ведет к образованию неровностей на обработанной поверхности. Таким образом, наличие нароста приводит к существенному снижению класса чистоты обработанной поверхности. При черновой обработке, когда шероховатость поверхности обрабатываемой детали не имеет значения, нарост обычно оказывает положительное влияние на процесс резания, но при чистовой обработке нарост нежелателен. [c.39]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...