Определение температуры в зоне резания

Каждый инструментальный материал, как указывалось в гл. 111, способен сохранять свои режущие свойства лишь до наступления определенной температуры в зоне резания. При превышении этой температуры происходит мгновенное затупление режущего инструмента. В таких случаях иногда говорят, что инструмент сгорел . [c.104]

Даже подобная схематизация процесса резания привела к очень сложным математическим преобразованиям и уравнениям. Для рещений уравнений распространения тепловых потоков и определения температур в зоне резания применяют счетно- [c.67]

В условиях механического цеха приближенное определение температур в зоне резания может быть сделано по цветам побежалости на при-резцовой поверхности сбегающей с резца стружки. [c.469]

Величина дуги контакта входит в аналитические формулы для определения температур в зоне резания. Величина дуги контакта зависит от разновидностей схемы лентопротяжных механизмов станков. [c.33]

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ В ЗОНЕ РЕЗАНИЯ [c.45]

Для определения температуры в зоне резания в зависимости от режимов резания при точении наиболее труднообрабатываемых стеклопластиков можно использовать формулы [851 при точении стеклопластика ЭФБ-Г [c.108]

Под действием усилия резания и температуры в зоне резания в поверхностном деформированном слое может возникать дислокационная структура с определенной плотностью однородных (положительных или отрицательных) дислокаций, распределенных по определенному закону по глубине поверхностного слоя. Скопление множества однородных дислокаций на параллельных плоскостях скольжения вызывает искривление кристаллической решетки, вследствие чего возникают макронапряжения в данном объеме металла. Неоднородное (стохастическое) распределение дислокаций в деформированном поверхностном слое не будет обнаруживаться проявлением макронапряжений в данном объеме металла. [c.57]

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]

Оба варианта термопар обладают определенными недостатками. Измеряется не наивысшая температура контактных поверхностей, а более низкая, соответствующая месту нахождения горячего спая термопары. Спай термопары не всегда плотно прилегает к поверхности отверстия. Резцы, оснащенные такими термопарами, допускают всего две-три переточки. Исключается возможность исследования влияния условий резания на температуру в зоне резания. [c.60]

Метчики с корригированным профилем. При резании труднообрабатываемых материалов, обладающих повышенной вязкостью, одним из основных условий хорошей работоспособности инструмента является уменьшение площади контакта инструмента и детали. Метчики с корригированным профилем имеют такую схему резания, при которой каждый зуб срезает слой металла определенной толщины, и боковые поверхности зуба соприкасаются с деталью только на участках срезаемого слоя. Таким образом площадь контакта значительно сокращается, улучшаются условия смазывания, снижаются силы трения и температуры в зоне резания [7]. [c.20]

Для того чтобы предвидеть условия обработки, выбрать оптимальные режимы резания, режущий инструмент для обработки данного материала необходимо заранее рассчитать распределение температур в зоне резания. Методов аналитического определения температур существует несколько [33], причем каждый основывается на тех или иных допущениях. [c.22]

Другим методом, которому уделялось значительное внимание за последние 10 лет, является метод подвода СОЖ в распыленном состоянии ( охлаждение туманом ). Распыленная жидкость подается в зону резания под давлением 2,8—4,2 кгс/см . Распыленная жидкость эффективней жидкости, подаваемой струей в ограниченном интервале температур, при которых на охлаждаемой поверхности возникает паровая прослойка. По этой причине охлаждение распыленной жидкостью экономично только в определенных условиях. Обычно оно применяется при обработке высокотвердых материалов. [c.86]

Применяемые в процессе резания СОВ должны оказывать одновременно хорошее смазочное и охлаждающее действия. Лучшими СОЖ являются те, которые наряду с высокими охлаждающими свойствами имеют хорошую маслянистость и вымывающую способность. Так же необходимыми требованиями к СОЖ являются высокая сопротивляемость расслаиванию и старению, удобство в эксплуатации и хранении, возможность ликвидации отработанных СОЖ и, что наиболее важно, безвредность для обслуживающего персонала и оборудования,. Эмульсии и водные растворы применяются в основном для обеспечения активного охлаждения. Всевозможные масла и керосин обладают хорошей смачиваемостью и значительно снижают трение. Добавки мелкозернистых порошков поверхностно-активных веществ (ПАВ) повышают эффективность их смазочного действия и увеличивают теплопроводность. Определенный интерес, в особенности при резании труднообрабатываемых материалов, представляет охлаждение жидкостями с пониженной температурой ( — 5... —20° С). При этом жидкости не должны замерзать и изменять свою вязкость, а также не должны терять своих смазочных свойств. Для подачи низкотемпературных жидкостей в зону резания требуются специальные насосно-холодильные установки. [c.56]

Вопросы построения теории температурного поля при резании более 40 лет привлекают внимание отечественных и зарубежных ученых. Под температурным полем в зоне резания подразумевается совокупность различных значений температур во всех точках деформированного объема материала в определенный момент времени. Первые попытки сводились к использованию решений классических задач теории теплообмена в твердых телах. Некоторые исследователи определяли температуру резания путем решения общего уравнения теплопроводности [c.63]

Для определения требуемых скоростей резания по найденной или принятой подаче на номограммах нанесены линии Уо и Vэ Линия Ио соответствует таким сочетаниям подач и скоростей резания, при которых в зоне резания создается оптимальная температура и обеспечивается минимальный поверхностный относительный износ, определяемый линией Ао.п.о- [c.85]

Кроме определения температуры резания представляет интерес и характер распределения тепла в резце и обрабатываемом материале, т. е. определение температурного поля в зоне резания. Температурное поле в зоне резания обычно рассчитывают на основе теории теплообмена в твердых телах с применением счетно-решающих [c.45]

Испаряемость оценивается скоростью процесса превращения СОЖ в пар и выражается в процентах. На практике различают два вида испарения статическое - с поверхности СОЖ, находящейся в покое и в неподвижном воздухе динамическое - при движении СОЖ и (или) воздуха. При эксплуатации СОЖ имеют место оба вида испарения, зависящие от температуры воздуха и состава СОЖ, размеров поверхности испарения, условий подачи СОЖ в зону резания и ее свойств и др. Для количественной оценки испаряемости СОЖ используют методы, основанные на измерении потери ее массы, образец которой выдерживают в стандартных условиях в течение определенного времени при заданной температуре. [c.34]

Машиностроительные фирмы Японии при металлообработке в ряде случаев используют газообразные СОТС. При этом наибольшее распространение получило сухое электростатическое охлаждение (СЭО) лезвийного режущего инструмента, заключающееся в подаче в зону резания ионизированного и озонированного воздуха. В этом случае удалось уменьшить температуру рабочей части резца при точении заготовок из коррозионно-стойких сталей и других труднообрабатываемых материалов на высоких скоростях до 110...115 °С, а температуру инструмента на задней поверхности в 1,5 раза [15]. При этом происходит одновременное охлаждение зоны резания сжатым воздухом и экранирование тонкой оксидной пленкой зоны контакта режущего инструмента и обрабатываемой заготовки. Обладая значительно большей, по сравнению с СОТС, находящимся в твердом или жидком агрегатном состоянии, проникающей способностью, ионизированный и насыщенный озоном охлажденный воздух способен оказать определенное влияние на процессы контактного взаимодействия инструмента и материала обрабатываемой заготовки. [c.280]

Скорость резания как переменная управления может быть использована для поддержания в определенных пределах требуемой мощности N, для управления интенсивностью износа режущего инструмента и температурой 0° в зоне резания. Изменение V для поддержания постоянства заданной N при различных значениях i и S определяется выражением [c.217]

Температурное поле обтачиваемой заготовки приведено на рис. 30. Там же схематически изображена форма образующей обточенной детали после ее охлаждения до температуры окружающей среды. Для определения диаметра детали в разных сечениях при расчете можно исходить из постоянного температурного поля, вводя поправочный коэффициент При д = О величина k = О, так как деталь еще не нагрелась при обработке средней части детали и = 0,6 -ь 0,7 в конце обработки = 2 2,8 (у самого торца детали). Увеличение длины детали от нагрева можно определить, считая температурное поле постоянным. Большие тепловые деформации наблюдаются при односторонней обработке длинных заготовок типа планок, реек, а также пластин и плит. Тепловые деформации обрабатываемых заготовок могут быть уменьшены обильным подводом охлаждающей жидкости в зону резания повышением скорости резания, в результате чего большая доля тепла отводится в стружку чередованием операций с большим и меньшим нагревом заготовки устранением накопленного ранее в заготовках тепла достаточной выдержкой на транспортирующем устройстве или в таре шлифованием заготовок кругами больших диаметров. Влияние ошибок обработки из-за тепловых деформаций может быть уменьшено рациональным распределением этих ошибок по полю допуска детали. [c.94]

При обработке глубоких отверстий СОЖ подается в зону резания под давлением, проникает в микротрещины и микрощели в зоне стружкообразования, вступает во взаимодействие с материалом заготовки и инструмента, образуя на их поверхностях пленки, которые экранируют трущиеся поверхности. Особенно благоприятно действуют химические пленки, выдерживающие большие нормальные давления и высокую температуру (хлоридные не разрушаются до температуры 500 °С, фосфатные — 700 °С и сульфидные — до 1000 °С). Вместе с тем эти пленки имеют малое сопротивление сдвигу, что способствует снижению коэффициента трения. Каждая из присадок способствует возникновению своей пленки, которая образуется и сохраняется при вполне определенных условиях, являющихся результатом совокупного влияния ряда факторов, причем каждая из присадок в присутствии другой действует активнее. [c.8]

Температурные расчеты сганков предусматривают 0П1>еделение температур заданных точек и их изменения во времени расчет смещения инструмента и изделия в зоне резания определение температурного изменения зазоров в парах трения определение температурных деформаций изделий, возникающих в процессе обработки. [c.87]

При работе с твердосплавным инструментом отмечается воздействие хлора и серы на кобальт, являющийся связкой в этом материале. Поэтому применение СОЖ с большим содержанием хлора и серы приводит к быстрому удалению кобальта, уменьшению связи между зернами карбидов и быстрому их износу обрабатываемым металлом. Таким образом, результирующая зависимость износа от температуры, в основном определяемой скоростью резания, носит сложный немонотонный характер. Только определение температуры резания дает возможность обоснованно подобрать наиболее оптимальные режимы резания, учитывая минимальный износ в зоне определенных температур. [c.36]

Важнейшее эксплуатационное свойство режущих инструментов из быстрорежущей стали — стойкость — обеспечивается применением материала с определенными физико-механическими свойствами, в том числе твердостью. Так, резцы, фрезы и сверла из вольфрамовых быстрорежущих сталей марок Р18 и Р9 должны изготавливаться с твердостью HR 62—65 развертки, метчики, протяжки — с твердостью HR 62—63. Режущие инструменты из кобальтовой быстрорежущей стали марки Р9КЮ, эффективно работающие при тяжелых режимах с высокой температурой в зоне резания, но при отсутствии ударных нагрузок, должны изготавливаться с твердостью HR 65—66, и т. д. [c.81]

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]

Вследствие большого давления и высоких температур в зоне резания в определенных условиях на резце образуется нарост (рис. 177) из сильно деформированных частиц металла заготовки, временно застаиваюш ихся на передней поверхности резца. Нарост увеличивается за счет новых на-слаиваюш ихся частиц, пока не сорвется и отойдет со стружкой (со стороны передней поверхности резца) или будет увлечен заготовкой [c.287]

Устранение причин наростообразования и получение ВЫСОКО о качест ва обработанной поверхности достигают следующими путями работой в определенной зоне скоростей резания. Наиболее интенсивно нарост образуется при скоростях резания 7—80 м.Лмин (рис. 255, в). При малых скоростях резания (до 7 м/мин) температура в зоне резания недостаточна для спекания и закаливания нароста, а при больших скоростях резания (выше 80 м/мин) нарост не успевает привариваться к резцу, так как уносится быстросходящсй сгружкой. Обработку многолезвийными инструментами из быстрорежущей стали (развертками, метчиками) и фасонными резиами, т. е. инструментами, которые должны обеспечивать малую шеро- [c.150]

Кроме температуры необходимо знать температурное поле в зоне резания. Под температурным полем понимается совокупность различных значений температур во всех точках определенного участка деформированного слоя или инструмента в определенный момент. На рис. 22.13 приведены изотермы температурного поля резца и стружки при точении без охлаждения резцом из твердого сплава Т14К8 стали ШХ15 (v= 80 м/мин 4,1 мм 5=0,5 мм/об). Как видно из рисунка, наибольшая температура у места контакта стружки с передней поверхностью инструмента. [c.457]

Изложив основу методики определения температур и тепловых потоков в зоне резания при ПМО (полный алгоритм приведен в приложении), рассмотрим некоторые общие выводы, к которым приводят эти расчеты. Выводы удобнее всего сделать, пользуясь в виде иллюстрации результатами, относящимися к конкретному примеру. Такой пример показан на рис. 42 и 43. Они относятся к точению заготовки диаметром 400 мм из стали 12X18Н9Т резцом с пластиной ВК8 ( =0 ф=45°) при глубине резания t=7 мм подаче 5 = 1,4 мм/об скорости резания о=30 м/мин =100 мм. Как видно из рис. 42, с увеличением силы тока в дуге аргоновой плазмы и с возрастанием температуры нагрева 0н интенсивность источников теплоты, связанных с самим процессом резания, снижается. Особенно резко снижается плотность теплового потока эквивалентного работе деформации, что вызвано разупрочнением обрабатываемого материала и увеличением длины поверхности сдвига. [c.94]

Результаты экспериментов показывают, что применение обычной схемы устройства для измерения температур с помощью естественной термопары при ПМО недопустимо. В ТПИ предложено для измерения термо-ЭДС при ПМО размещать токосъемник измерительной цепи в области, имеющей потенциал, равный среднему потенциалу ззготовки в зоне резания, возникающему под влиянием тока дуги. Тогда электрические напряжения от прохождения тока плазменной дуги по заготовке не будут влиять на измерительную цепь естественной термопары. Определение этой оптимальной области было выполнено с помощью эксперимента, в процессе которого эквипотенциали определяли, моделируя процесс распространения тока дуги на заготовке. При моделировании плазмотрон был заменен контактом (рис. 49), подключенным к генератору постоянного тока. Контакт прижимали к заготовке в том же месте, где при ПМО располагалось пятно нагрева. Далее потенциометром ПП-63 изучали форму и размеры эквипотенциалей при силах тока, соответствующих рабочим значениям в процессе плазменно-механического точения. Электрический потенциал точки входа М полагали равным 100%, остальные потенциалы представляли в относительных величинах. Моделирование показало, что независимо от величины силы тока и от того, в какой части заготовки находится поверхность резания, эквипотенциали пересекают последнюю в точках, симметричных месту входа тока М. Следовательно, эквипотенциаль, проходящая через зону контакта кромки резца с заготовкой (например, через точку Л ), рассекает поверхность резания в симметричной относительно пятна нагрева точке О. В это место и следует устанавливать токосъемник измерительной цепи естественной термопары. Из рассмотрения кривых АО... СО (см. рис. 48) следует, что показания потенциометра не зависят от положения зоны резания по длине заготовки, а погрешности измерения не зависят от силы тока. [c.107]

К определению величины Т различные авторы подходят по-разному. Так, например, Т. Н. Лоладзе [7] указывает, что наилуч-шими являются условия работы инструмента, при которых достигает максимума коэффициент запаса пластической прочности режущего клина. А. Д. Макаров [8] оперировал понятием оптимальный размерный период стойкости инструмента, соответствующий наименьшему относительному поверхностному износу, т. е. радиальному износу инструмента, отнесенному к 1000 см обработанной поверхности. Несмотря на различие подхода, оба автора приходят к выводу, что большое значение в изменении работоспособности инструмента имеют тепловые процессы, происходящие в зоне резания. Т. Н. Лоладзе отмечает, что зависимость коэффициента запаса пластической прочности от температуры имеет максимум в некоторой области температур, и рекомендует путем подбора соответствующего режима обработки, применения охлаждения или дополнительного нагрева обеспечивать работу в этой области. Для обработки заготовок из сталей в условиях адгезионно-усталостного износа твердосплавного инструмента рациональная область температур 6 = 800... 850°С (7]. [c.201]

В иной концепции проявления смазочного действия СОЖ при шлифовании предполагается [40, 41] температура в контакте абразивное зерно - металл изменяется во времени по определенному закону, возрастая от исходной минимальной, равной при работе с использованием СОЖ температуре окружающей среды, до максимальной в зоне резания (диспергирования) при этом температура (и давление) в зоне упругого, а затем пластического оттеснения металла в начальный период контактирования может быть еще далека от максимальной. Как показали электрон-но-микроскопические исследования, на поверхности абразивного зерна в результате правки формируется специфический субмикропрофиль, определяемый особенностями кристаллического строения абразивного зерна и условиями правки. [c.48]

Проведенное по этим критериям сравнение ряда отечественных СОЖ при сохранении неизменными всех остальных параметров процесса показало, что энергетические затраты на резание и трение существенно зависят от совокупности свойств применяемой СОЖ- Кроме того, для большинства СОЖ энергетические затраты на резание и трение изменяются с изменением температуры циркулирующей СОЖ, причем для каждой СОЖ имеется своя зона оптимальных температур с минимальными значениями Рд и Мк, при которых имеют место минимальные вибрации и энергетические затраты. Это можно объяснить тем, что температура циркулирующей СОЖ, замеряемая при выходе из отводного канала перед входом в бак, отражает всю совокупность сложных явлений, протекающих в зоне резания и в значительной степени зависящих от температуры, которая устанавливается на определенном уровне за счет отвода тепла с помощью СОЖ- Очевидно, зона оптимальных температур циркулирующей СОЖ отвечает оптимальным условиям существования химических пленок и оптимальной вязкости, при которой возможно сохранение контактногидродинамический смазки. В целях снижения энергетических затрат можно рекомендовать поддерживать температуру циркулирующей СОЖ от 30 до 50 °С. [c.9]

Масла, применяемые при обработке металлов резанием, иногда оценивают лабораторными испытаниями для определения их химической активности. В частности, чистые масла, употребяемые при резании металлов при высоких давлениях, испытывают для оценки их потенциальной способности выделять активные серу и хлор. Испытание вьшолняют нагреванием масла в присутствии меди при различных температурах (например, при 100 и 200 °С) в установленных условиях. Выделенные маслом при испытании сера или хлор реагируют с медью, и их точное количество можно определить химическим анализом. Активные масла выделяют больше серы или хлора, чем неактивные. Иногда применяемые для обработки резанием неактивные масла при низких температурах вызывают меньшее ржавление станков и обрабатываемых деталей, поэтому масло должно быть активно только при температурах, достигаемых в зоне резания (где создается высокое давление). По этой причине количество выделяющихся серы и хлора определяют при различных температурных уровнях. [c.118]

С увеличением скорости резания температура режущей кромки резца повышается, появляются пленки окислов, причем деформация стружки и усилие резания уменьшаются, вследствие чего нарост становится менее прочным. В этих условиях происходит срыв нароста, и стружка скользит не только по наросту, но и по твердому сплаву. Износ поперхности твердого сплава в зоне повышенных скоростей незначителен. Наличие минимума износа следует, в частности, объяснить противополоишым влиянием длительности соприкосновения и температурой резапия (зависящей прея1де всего от скорости резапия) до какой-то определенной скорости резапия. [c.97]

В результате анализа результатов исследования влияния СОЖ на температуру резания из общего снижения температуры р(у) была выделена величина снижения температуры р(о) охд за СЧвТ лишь охлаждающего действия (рис. 72). Решение задачи определения зависимости теплового потока qi (см. рис. 66) в тело резца из зоны резания от коэффициентов теплообмена хорошо совпадает с зависимостью охлаждающего действия от охлаждающих свойств (рис. 73). С возрастанием интенсивности теплообмена уменьшается темп роста функции Р(о)охл (особенно существенно при критерии Био Bi>0,5). При Bi>10 повышение охлаждающих свойств СОЖ практически не оказывает влияния на снижение функции р(о)охл- [c.159]

Кроме перечисленных основных требований к инструментальным материалам к ним предъявляются и другие. Например, высокая теплопроводность, способствующая отводу теплоты из зоны резания, что, в свою очередь, снижает температуру резания и в известной мере препятствует возникновению прижогов и трещин на режущей части при заточке инструмента. Инструментальные материалы должны обладать и определенной технологичностью, к которой относят закаливаемость, прокаливаемость, устойчивость против перегрева, окисления, отсутствие склонности к образованию трещин при напайке, заточке и доводке, свариваемость, шлифуемость и т. д., а также недефицитностью и экономичностью. [c.59]

Особо важное значение в производстве и обработке кальцийсодержащих сталей придают температуре плавления образующихся оксидных включений. Оксидные включения определенного состава, попавшие в область высоких температур, характерных для зоны резания, размягчаются и оказывают смазывающее действие на инструмент, подобно сульфида.м в автоматных сталях. [c.143]

На практике применяют следующие основные методы определения температуры калориметрический, искусственной термопары, естественной термопары, термокрасок и др. Калориметрический метод основан на измерении температуры сходящей стружки при помощи калориметра. С помощью этого метода определяют среднюю температуру стружки. Метод искусственной термопары (рис. 33, а) основан на измерении температуры резца около режущей кромки. В резце около режущей кромки сверлят отверстие диаметром 1—2 мм, которое не доходит до передней поверхности на величину 0,2—0,4 мм. В отверстие вставляют железоконстантановую термопару с проволочками диаметром 0,15 мм. Метод естественной термопары (рис. 33, б) дает среднее значение температуры зоны резания. Элементами термопары являются обрабатываемый материал и резец. Токосъемник 1 выполнен на базе вращающегося центра. Деталь изолирована от патрона, вращающийся центр — от задней бабки, ре- [c.44]

Эффект сверхскоростного резания по-разному проявляется в широком диапазоне скоростей. X. Заломон показал экспериментальную зависимость температуры режущего лезвия от скорости резания для фрезерования. В определенном интервале скоростей температура возрастала настолько, что резание было практически невозможно вследствие мгновенного изнашивания инструмента. В областях, лежащих ниже и выше этого интервала скоростей, температура уменьшалась и резание становилось практически осуществимым. Особый интерес вызывает зона скоростей резания, лежащая выше критического интервала. Уменьшение температуры в этой зоне можно объяснить уменьшением сил и работы резания. По данным X. Заломона, критическая скорость, выше которой возможно резание, для медных сплавов составляет 46 м/с, для чугуна - 750 м/с [18]. Последние исследования сверхскоростного резания позволяют судить о полиэкстремальной зависимости силы от скорости резания, что указывает на взаимодействие различных факторов и изменение доминирующего параметра в интервале скоростей [5]. [c.21]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...