Тепловые явления при резании материалов

Тепловыми явлениями при резании необходимо управлять так, чтобы выделяющееся тепло облегчало процесс деформации и, вместе с тем, не снижало стойкость инструмента и точность обработки. Регулирование этого процесса зависит от скорости резания, толщины среза, переднего угла и материала инструмента, обрабатываемого материала и смазочно-охлаждающей жидкости. [c.9]

Характер деформации металла, явления наклепа, нароста, тепловые явления и т. д. при фрезеровании протекают примерно так же, как и при других видах обработки металлов резанием. Процесс образования стружки происходит в результате вращения фрезы и подачи изделия. Подача стола надвигает обрабатываемую деталь на фрезу, при этом зуб фрезы деформирует материал перед со- [c.262]

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]

Следует отметить, что тепловые явления процесса подробно не исследованы по следующим соображениям. Связующие исследуемых материалов обладают сравнительно низкой теплостойкостью (до 300 °С). В случае возникновения в процессе резания температур, опасных для синтетического алмаза (700 °С), тем более должен отреагировать на это обрабатываемый материал, т. е. будет происходить интенсивная термодеструкция связующего, на обработанной поверхности появятся прижоги. При подаче достаточного количества СОЖ в зону резания такие явления не наблюдались, что позволило сделать вывод о незначительной теплонапряжен-ности процесса. [c.114]

В экстремальных условиях резания нарушается равновесие между тепловыми явлениями и агрегатным состоянием материала. Скорость протекания процесса настолько велика, а время взаимодействия инструмента и заготовки так мало (доли секунды), что материал в зоне деформации находится в нескольких фазовых состояниях. При рассмотрении послойного (по толшине) течения материала (см. рис. 1.6) температура на верхней границе температурного интервала при сверхскоростном резании возрастает до температуры кипения в контактной с резцом зоне (для железа 0 = 2740 °С). [c.21]

На современном этапе научно-технического прогресса прочность, вязкость и другие характеристики конструкционных материалов возрастают столь быстро, что инструментальные материалы, которыми располагает производство, в целом ряде случаев не позволяют осуществлять высокопроизводительную обработку заготовок. К тому же резание часто приходится вести в экстремальных условиях — по корке, по высокопрочным наплавкам, при больших сечениях среза и т. д., что усугубляет технологические трудности. В связи с этими особенностями современного производства в металлообработке наряду с другими методами интенсификации технологических операций развивается направление по повышению эффективности процесса резания путем временного снижения прочности обрабатываемого материала и изменения механизмов контактных процессов, протекающих на рабочих поверхностях инструмента. Такое влияние на обрабатываемый материал и контактные явления достигается комбинированием механической энергии процесса резания с одной или несколькими другими видами энергии— тепловой, электрической, химической, ультразвуковой, электромагнитной и т. д. — облегчающими проведение процесса резания и обеспечивающими повышение стойкости инструмента [17]. [c.3]

Резание - комплексное явление, соединяющее в себе способ резания, объект воздействия, станок и инструмент. Способ резания характеризуется видом подводимой энергии, кинематическим соотношением движений инструмента и заготовки, схемой срезания припуска, режимами резания, определяющими динамическое взаимодействие, а также комбинациями механической с другими видами энергии, приемами и инструментами. По скорости резания различают способы обработки со сверхнизкими (у 0,015 м/с), низкими (у 0,5 м/с), средними (у < 10 м/с), высокими (у < 80 м/с) и сверхвысокими (у > 80 м/с) скоростями. На резание в первую очередь влияют характеристики материала заготовки химический состав, механические свойства, структура (зернистость), физические параметры (теплопроводность, электромагнитные свойства, тепловое расширение, агрегатные и фазовые превращения и др.) [18, 33]. В зоне пластических деформаций металл находится в условиях, отличных от нормальных, поэтому его свойства должны учитываться в соответствии с реальными температурами, давлениями и скоростями. [c.14]

В приведенных рассуждениях не учитывалось изменение относительной твердости материала инструмента и обрабатываемого изделия с повышением температуры. В действительности, как установлено, с увеличением главным образом скорости резания повышается температура инструмента и изделия Б зоне резания. Это приводит к пластической деформации инструмента. Тепловая твердость в этом случае недостаточна, чтобы противостоять деформации инструмента. Эта деформация вызывает его износ. Данные явления хорошо согласуются с результатами, полученными при изучении изменения твердости материалов инструмента при нагреве их в вакууме. Испытания проводились на специально изготовленной в Институте машиноведения АН СССР установке, описание которой приведено в ранее опубликованных статьях [19]. [c.218]

Вопросы точности при протягивании до сего времени остаются слабо изученными. Как было установлено ранее [1], па размер протянутого отверстия оказывают влияние механические свойства детали, ее жесткость, параметры режима резания (скорость резания V, подъем на зуб л ), охлаждение и еще целый ряд других факторов. Если проследить схему влияния указанных факторов, то довольно легко убедиться, что все они в конечном счете 1 лияют на размер протянутого отверстия, пли непосредственнс меняя величину радиальной деформации, или через изменение теплового баланса процесса обработки. Поэтому вполне естественно, что одним из первых этапов изучения вопросов точности при протягивании должно быть уточнение наших представлений о тепловых явлениях. К сожалению, в литературе нет никакого фактического материала о тепловых явлениях при протягивании, нет даже хотя бы ориентировочных данных о температуре нагрева деталей при обработке, тепловых деформаг1,иях детали и т. д. [c.49]

Большое число неизвестных факторов при резании металлов, таких, как анизотропия, упрочнение, изменение коэффициента трения и тепловых явлений, означает, что угол сдвига изменяется в процессе резания. Наиболее практичным соотношением для угла сдвига является уравнение (3.62), в котором значения и Са выбраны с учетом условий конкретного процесса резания. Значения величин и С , пригодные для широкого круга условий резания, даны в уравнении (3.33), которое представляет приближенное уравнение для угла сдвига по Оксли. В более поздней работе Оксли сделал предположение, что на угол сдвига в значительной степени влияет склонность обрабатываемого материала к упрочнению и скорость деформирования. Он показал, что материал, более склонный к упрочнению, будет иметь меньший угол сдвига, чем материал, менее склонный к упрочнению. При высоких скоростях резания склонность к упрочнению уменьшается и, таким образом, угол сдвига будет увеличиваться. [c.52]

Специфика свойств обрабатываемых материалов определяет и особенность тепловых явлений при их резании. В отличие от металлов ВКПМ обладают низкой теплостойкостью. Так, при температурах выше 300—350 °С начинаются интенсивная термодеструкция и разложение полимерного связующего. Это приводит к резкому ухудшению свойств материала, появлению прижогов и большого по величине дефектного слоя. Поэтому обработку ВКПМ следует вести при таких режимах, чтобы температура материала не превыщала 300 °С. [c.34]

Температурное поле в зоне резания, вызванное плазменным нагревом. Основным фактором, позволяющим интенсифицировать процесс резания при плазменном нагреве, является тепловое разупрочнение обрабатываемого материала и изменение условий трения на контактных поверхностях инструмента. Оба эти явления присущи и другим комбинированным методам механической обработки, связанным с введением в зону резания дополнительной тепловой энергии, например резанию с электроконтактным подогревом (ЭКП), когда инструмент и заготовка подключаются к электрической цепи низкого напряжения и большой силы тока, или резанию с нагревом обрабатываемого материала токами высокой частоты (ТВЧ). Важно сопоставить плазменный способ нагрева с другими способами и выяснить, какими теплофизическими особенностями он обладает. Ответ на этот вопрос может быть получен при сравнительном анализе температурных полей в зоне резания, вызванных тем или иным видом нагрева без учета теплоты собственно процесса резания. Температурное поле, рассчитанное методом источников, в зоне резания при нагреве заготовки из стали 12Х18Н9Т плазмотроном эффективной мощностью 1 т1 = 12 кВт с коэффициентом сосредоточенности теплового потока дуги о = 6 см при расстоянии от кромки инструмента = 60 мм приведено на рис. 26, а. Режим резания 1=7 мм 5=1 мм/об v = 20 м/мин. Резец с пластиной ВК8, у = 0°, а = 6°, ф = [c.58]

Рассмотренные данные показывают, что при протягивании жаропрочных и титановых сплавов износ зубьев инструмента мало зависит от тепловых явлений, сопровождающих процесс резания. Это подтверждается заводской практикой использования протяжек из легированной стали ХВГ для выполнения малоответственных операций протягивания пазов в деталях из жаропрочной стали ЭИ481. Температура отпуска стали ХВГ находится в пределах 220—240° С. В тоже время изготовленные из этой стали протяжки при обработке указанного материала не уступают в стойкости протяжкам из быстрорежущей стали P18, [c.370]

Динамическая настройка является этапом формирования модели точности обработки в условиях резания материала заготовки. Этому этапу сопутствуют многообразные деформационные, тепловые и динамические процессы. Последние характеризуются различными физическими явлениями упругими, контактными и тепловыми деформациями, трени- [c.208]

При интенсификации процессов обработки, при повышении режимов резания, а также при обработке новых материа-. юв увеличивается [злияние тепловых явлений на условия работы инструментов на их стойкость, прочность, точность получаемых поверхностей. Поэтому необходимо дальнейшее изучение этих процессов и создание способов резания, исключающих или уменьшающих вредное влияние нагрева, и эффективных методов отвода теплоты от лезвий инструментов. [c.321]

Тепловыми явлениями следует управлять так, чтобы вьщеляющееся тепло способствовало деформациям в зоне стружкообразования и не снижало стойкости инструмента и точности обработки. Это можно осуществить путем изменения скорости резания, параметров среза, геометрических параметров инструмента, инструментального материала, смазочно-охлаждающей жидкости. [c.560]

В 1939 г., на несколько лет раньше, чем за рубежом, Б. М. Ас-кинази и Г. И. Бабат предложили и применили при резании индукционный нагрев поверхностных слоев заготовок токами высокой частоты (ТВЧ). Этот способ применяется и ныне для повышения производительности процесса механической обработки деталей. По сравнению с ПМО резание с нагревом ТВЧ имеет как недостатки, так и некоторые преимущества. Тепловая энергия здесь используется в основном для разупрочнения поверхностных слоев заготовки, другие же сопутствующие нагреву явления (водородное охрупчивание, радиационное влияние) здесь не возникают и поэтому не содействуют облегчению процесса стружкообразования. С помощью индуктора ТВЧ нет возможности (при равной электрической мощности) создать такую же высокую интенсивность теплового источника, как при плазменной дуге. Поэтому для получения заданной температуры обрабатываемого материала его подогрев при резании с ТВЧ приходится проводить на сравнительно больших участках поверхности заготовки, в ряде случаев с помощью многовитковых индукторов, в связи с этим теплота проникает в массу заготовки на значительно большую глубину, чем при ПМО, прогреваются слои металла, намного превышающие толщину среза, что снижает эффективность использования дополнительной тепловой энергии. Следует также иметь в виду, что степень нагревания металла зависит от величины зазора между его поверхностью и индуктором ТВЧ, что ограничивает применение этого способа резания при обработке заготовок, имеющих значительное биение и неравномерность припуска. [c.8]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...