Условия появления Нароста
Нарост образуется при проявлении в зоне резания следующих условий:
· контакта ювенильных (химически чистых) поверхностей срезаемого слоя и передней поверхности лезвия;
· трения, приводящего к интенсивному тепловыделению;
· высоких давлений, приводящие к сближению контактируемых поверхностей до проявления сил межмолекулярного и межатомного взаимодействия.
При действии отмеченных факторов появляется заторможенный слой 1 из материала заготовки на передней поверхности лезвия.
Последующие слои 2 и 3 увеличивают толщину нароста, нарост принимает клиновидную форму, после чего нарост разрушается.
Часть разрушенного нароста уносится стружкой, а часть – обработанной поверхностью. Этот процесс динамичен, а частота циклов «рост–разрушение» может достигнуть нескольких тысяч в минуту.
Параметры нароста
Нарост характеризуется следующими параметрами:
· высотой Н,
· величиной подошвы С,
· значением переднего угла γн,
· величиной проникновения в обработанную поверхность Δа.
Нарост влияет на условия работы лезвия, а именно:
· увеличивает передний угол γн > γ, что приводит к заострению лезвия, уменьшению степени деформации срезаемого слоя и снижению сил сопротивления движению инструмента;
· защищает переднюю поверхность лезвия от износа;
· увеличению шероховатости обработанной поверхности;
· увеличивает лезвие на величину Δа, что приводит к увеличению погрешности обработанной поверхности на эту величину;
· частицы разрушенного нароста присутствуют в обработанной поверхности;
· динамичность нароста – дополнительный источник вибраций.
13. Как изменяется форма стружки по сравнению со срезаемым слоем, дайте понятия коэффициентов КL, Кa, Кb и коэффициента сплошности стружки Кτ?
Превращаясь в стружку, элементы срезаемого слоя изменяют свои размеры. Принимается допущение, что срезанный объем материала заготовки равен объему полученной стружки V = Vc (где Vc объем элемента стружки).
Запишем объемы через параметры элементов срезаемого слоя и стружки,
тогда: V = a· b ·ΔL,
Vc = aс · bс · Δ Lс
или a · b · ΔL = aс · bс · Δ Lс
Преобразуем это выражение:
ΔL / Δ Lс = (aс / а) · (bс / b)
Введем обозначения:
ΔL / Δ Lс = КL – коэффициент укорочения стружки;
aс / а = Ка – коэффициент утолщения стружки;
bс / b = Кb – коэффициент уширения стружки.
Окончательно имеем:
КL = Кa Кb.
При сливном стружкообразовании уширение невелико и составляет 5…15 % от ширины срезаемого слоя. Утолщение же элемента стружки может произойти в несколько раз. Поэтому уширением стружки можно пренебречь и считать Кb = 1, тогда имеем
КL = Кa.
Если на свободной стороне стружки появляются достаточно большие выступы и впадины, а стружка приближается к суставчатой, то тогда вводится так называемый коэффициент сплошности стружки Кt, который оценивает глубину впадин h по отношению к толщине стружки ас.
14. Какова структура формул для определения составляющих силы резания?
Сила резания определяется как сумма ее составляющих Рх, Ру и Рz, которые имеют следующие названия:
Рz – главная составляющая силы резания (совпадает с направлением вектора скорости движения резания);
Ру – радиальная составляющая силы резания (направление ее, как правило, определяется базовым геометрическим параметром инструмента);
Рх – осевая составляющая силы резания (направление совпадает с направлением движения продольной подачи).
Составляющие силы резания определяются на основе эмпирических данных по формулам, имеющим одинаковую структуру:
Pi = CРi · tXp · sYp · vZp · Kp,
где Pi – любая из составляющих силы резания: Px, Py, Pz;
Cp – постоянная величина, учитывающая совокупность условий и приводится как справочная для каждой из составляющих;
Xp, Yp, Zp – показатели степеней соответственно для глубины резания t, подачи s и скорости резания V. Они определяются опытным путем для различных условий отдельно для каждой их составляющих силы резания (Px, Py, Pz).
Для всех составляющих силы резания справедливо соотношение между показателями степеней: Xp > Yp > Z. Это свидетельствует о том, что на формирование силы резания наибольшее влияние оказывает глубина резания, затем – подача и в меньшей мере – скорость резания.
15. Как определить главную составляющую силы резания, какова формула, ее структура и коэффициенты, учитывающие влияние на нее различных факторов?
Сила резания определяется как сумма ее составляющих Рх, Ру и Рz, которые для данной точки приложения характеризуются величиной и направлением (рис. 1).
Рz – главная составляющая силы резания совпадает с направлением вектора скорости главного или суммарного движения резания.
Расчет главной составляющей силы резания производится по следующей формуле:
Pz = CPz · tХр · sYp · vZp · Кр,
где Cp – постоянная величина, учитывающая совокупность условий и приводится как справочная для каждой из составляющих;
Xp, Yp, Zp – показатели степеней соответственно для глубины резания t, подачи s и скорости резания V;
Между ними справедливо соотношение Xp > Yp > Z. Это свидетельствует о том, что на формирование силы резания наибольшее влияние оказывает глубина резания, затем – подача и в меньшей мере – скорость резания.
В формуле также использован Кр – обобщенный поправочный силовой коэффициент:
Кр = Км · Кφ · Кγ · Кr · Кw · Кδ
где Км – коэффициент, учитывающий прочность и твердость обрабатываемого материала,
Кφ – коэффициент, учитывающий величину главного угла в плане;
Кγ – коэффициент, учитывающий величину переднего угла в плане,
Кr – коэффициент, учитывающий величину радиуса переходного лезвия – при вершине;
Кw – коэффициент, учитывающий влияние СОЖ,
Кδ – коэффициент, учитывающий степень изношенности задней поверхности.
16. Как распределяется тепло в системе резания: стружку, заготовку и инструмент, каковы температура резания и факторы на нее влияющие?
Распределение тепла между инструментом, стружкой и заготовкой зависит от теплофизических свойства материалов заготовки и инструмента (рис. 1), при этом наибольшее количество тепла из зоны резания уносится стружкой.
С увеличением скорости резания часть теплового потока от источника тепла, связанного с зоной единственной условной плоскости сдвига, не успевает пересечь плоскость резания и уйти в обработанную поверхность.
Поэтому с увеличением скорости резания теплосодержание стружки увеличивается за счет уменьшения его перехода в обрабатываемую заготовку.
Количество тепла, переходящее в инструмент, относительно мало, что связано, в первую очередь с низкой теплопроводностью инструментальных материалов
Под температурой резания Θ понимают среднюю температуру на контакте передней поверхности лезвия инструмента со стружкой. Температуру резания иногда называют средней температурой контакта. Температура резания представляется формулой
Θ = СΘ · Vm · an · bq,
где значения коэффициента СΘ и показателей степеней m, n и q определяются эмпирически, при этом всегда m > n > q. Это означает то, что на температуру резания наибольшее влияние оказывает скорость резания, затем толщина срезаемого слоя, а наименьшее влияние – ширина срезаемого слоя.
Отсюда следует, что для снижения температуры резания при заданной площади сечения срезаемого слоя необходимо максимально увеличить соотношение b / a, т. е. с возможно широкими и тонкими стружками. Или, что то же самое, увеличить соотношение t / s (например, уменьшая угол в плане φ).
Увеличение скорости резания приводит к увеличению температуры (рис. 2). Однако чем выше скорость резания, тем меньше ее увеличение сказывается на возрастании температуры, а кривая температуры с увеличением скорости принимает более пологий характер.
Снижению уровня температуры резания способствует применение инструментальных материалов, обладающих высокой теплопроводностью, а также инструментов, имеющие внутреннее охлаждение лезвия.
Применением смазочно–охлаждающуй среды (СОС) можно оказать существенное влияние на формирование температурного поля в зоне резания.
17. Какие различают виды разрушения лезвия инструмента и изнашивания, оценка линейного и массового износа? Как изменяется кривая износа с течением времени, оптимальный и технологический критерии износа?
Различают виды разрушения:
· хрупкое разрушение, происходящее в виде выкрашивания (мелкие частицы) или скола (крупные фрагменты);
· пластическое разрушение, под действием нормальных напряжений и высоких температур происходит опускание части передней поверхности, находящейся в непосредственной близости от кромки лезвия;
· изнашивание лезвия инструмента является ведущим видом разрушения при нормально допустимых условиях и режимах эксплуатации инструмента. Независимо от типов и назначения инструмента принято различать следующие виды изнашивания лезвия:
по задней поверхности лезвия см. рис. 1;
по передней и по задней поверхностям лезвия без образования фаски см. рис. 2;
с образованием перемычки шириной f см. рис. 3;
по передней поверхности см. рис. 4.
Мерой изнашивания инструмента является:
линейный износ (например, изнашивание по задней поверхности лезвия оценивается измерением величины площадки износа шириной δ, на которой величина заднего угла α = 0°). Он измеряется в абсолютных значениях или относительных ΔL = δ / L, где L – путь, за который произошел износ лезвия инструмента по задней поверхности на величину δ;
массовый износ, который также принято измерять в абсолютных значениях или в относительный Δm = m / M, где m – потеря массы инструмента, изношенной за контрольное время; М – первоначальная масса инструмента, определенная до резания.
Кривая износа с течением времени может иметь сложный характер (рис. 5):
на участке 1 износ протекает одновременно по задней и передней поверхностям лезвия, кромка осыпается, а режущий клин принимает устойчивую форму, т. е. происходит приработка лезвия инструмента;
участок 2 соответствует установившемуся износу, поэтому он называется участком нормального изнашивания и соответствует периоду эксплуатации инструмента до очередного затачивания лезвия;
участок 3 кривая износа испытывает подъем, на котором может произойти разрушение лезвия по хрупкому или пластическому виду.
При эксплуатации инструмента по мере его изнашивания наступает момент, когда по критерию износа инструмент должен быть отправлен на затачивание.
Под критерием износа понимают сумму признаков (или один решающий признак), при которых работа инструментом должна быть прекращена.
Под оптимальным износом понимают такой, при котором суммарный период стойкости инструмента достигает максимальной величины.
Технологический износ – это такой, при котором работу инструмента прекращают по технологическим ограничениям (увеличению шероховатости, потере точности обработки, чрезмерному нагреву и др.).
18. Какие приняты характеристики качества поверхностного слоя, как оценивается степень наклепа?
К основным характеристикам поверхностного слоя относятся:
· микроструктура,
· остаточные напряжения (глубина залегания, знак и величина, характер),
· степень и глубина наклепа.
Микроструктура тонкого поверхностного слоя материала обработанной поверхности существенно отличается от микроструктуры его глубинных слоев, что следует учитывать при эксплуатации детали.
Остаточные напряжения при резании лезвийным инструментом (точение, фрезерование, сверление и др.) остаточные напряжения образуются под действием силового поля.
Эпюра остаточных напряжений имеет три зоны (рис. 1):
зона 1 имеет весьма малую глубину 1…4 мкм, где действуют сжимающие (отрицательные) напряжения;
зона 2 в десятки раз больше, где действуют растягивающие (положительные) напряжения;
зона 3 является результатом действия общего силового поля, где действуют сжимающие напряжения, которые с увеличением глубины слоя сливаются с напряженным полем материала заготовки.
Наличие в поверхностном слое растягивающих напряжений в зоне 2 является причиной снижения его усталостная прочность и образования поверхностных трещин.
Наклеп поверхностного слоя в основном связан с деформацией и упрочнением ферритной фазы обрабатываемого материала.
Степень наклепа и толщина наклепанного слоя находятся в прямой зависимости от степени деформации срезаемого слоя и действующих сил резания и определяется:
eн = 100 %,
где: Нн – наибольшая микротвердость наклепанного слоя;
Но – микротвердость подложки.
19. Что такое режим резания, структура формулы для определения скорости резания и её составляющие?
20. Какие требования предъявляются к инструментальным материалам и какие основные группы инструментальных материалов применяются для лезвийного инструмента, какова их теплостойкость?
1. высокая твердость – твердость инструментального материала Ни должна быть значительно больше твердости обрабатываемого материала Нм;
2. высокая механическая прочность;
3. высокая теплостойкость – способность материала сохранять при нагреве твердость и прочность, а клина сохранять режущие свойства. Теплостойкость характеризуется критической температурой;
4. малая чувствительность к циклическим нагрузкам;
5. высокая износостойкость;
6. хорошая теплопроводность;
7. экономичность инструментального материала.
основные группы инструментальных материалов применяются для лезвийного инструмента:
Группа углеродистых высококачественных сталей марок У7, У7А, …У13, У13А. Теплостойкость углеродистых инструментальных сталей составляет Θ = 200 °С.
Группа легированных инструментальных сталей марок ХВ5, ХВГ, 9ХС и др. Их теплостойкость составляет свыше Θ = 250 оС.
Группа быстрорежущих (сложнолегированных) инструментальных сталей разделяются на две подгруппы:
- первая – стали нормальной теплостойкости Р18, Р9, Р12; Р6МЗ и Р6М5 с теплостойкостью Θ= 600 °С;
- вторая – стали повышенной теплостойкости с Θ = 650…700 °С, например: ванадиевые – Р18Ф2 и др., кобальтовые – Р9К5 и др., безуглеродистые стали и сплавы – Р18МЗК25 и др.
Группа твердых сплавов имеет черыре подгруппы:
- вольфрамовые (однокарбидные) сплавы, например: ВК3, ВК6, ВК8,…ВК15 и др., теплостойкость которых составляет Θ = 800 °С;
- титано-вольфрамовые (двухкарбидные) сплавы, например: Т15К6, Т5К10 и др. теплостойкость которых составляет Θ = 900 °С
- титано-тантало-вольфрамовые (трехкарбидные) сплавы, например: ТТ7К12, ТТ8К6 и др., теплостойкость которых составляет Θ = 750 0С;
- безвольфрамовые твердые сплавы (БВТС), например: ТМ1, КНТ16 и др. их теплостойкость составляет Θ = 1 000 °С.
Группа минералокерамических инструментальных материалов, критическая температура которой составляет Θ=1 200 °С делится на два основных вида:
- оксидную белую керамику на основе окиси алюминия (Al2O3 до 99,7);
- черную оксидно-карбидную керамику с добавлением карбидов металлов.
Группа природных и синтетических алмазов. Их критическая температура при резании не должны превышать 700 °С.
Группа сверхтвердых инструментальных материалов (СТМ): композит 01, композит 02, композит 05, композит 10. Их теплостойкость - свыше Θ = 1 300 °С.
21. Как маркируются и каковы состав, теплостойкость и области применения углеродистых инструментальных сталей?
Углеродистые высококачественные стали с содержанием углерода от 0,9 до 1,3 % следующих марок: У7, У7А, …У13, У13А. Обозначение марки включает букву У, за ней следует цифра, указывающая среднее массовое содержание углерода в стали в десятых долях процента. Буква А в конце соответствует высококачественным сталям с пониженным содержанием примесей.
Теплостойкость углеродистых инструментальных сталей составляет Θ = 200 °С.
Области применения углеродистых инструментальных сталей:
- ручные (слесарных) инструменты (например: зубила, стамески, пилы, керны и др.);
ручные и машинные инструменты с низкими скоростями резания, т. е. с малым тепловыделением (например: метчики, плашки, развертки, сверла, зенкеры, концевые фрезы, резцы и др.).
22. Как маркируются и каковы состав, теплостойкость и области применения легированных инструментальных сталей?
Легированные инструментальные стали имеют марки, которые состоят из следующих элементов: первая цифра обозначает массовое содержание углерода в десятых долях процента (если цифра отсутствует, содержание углерода около 1 %.); буквы соответствуют химическим элементам (Г – марганец, Х – хром, С – кремний, В – вольфрам, Ф – ванадий), цифры после букв показывают массовое содержание соответствующего химического элемента в процентах.
Теплостойкость легированных инструментальных сталей составляет свыше Θ = 250 оС. Стали ХВ5, ХВГ, 9ХС получили наибольшее распространение для изготовления режущего инструмента.
Области применения:
Сталь ХВ5 применяется для изготовления: развертки и фасонные резцы, работающие при невысоких скоростях резания.
Сталь ХВГ хорошо прокаливается из–за содержания в ней марганца, вследствие этого сталь применяется в основном для изготовления протяжек крупных размеров.
Сталь 9ХС из–за содержания в стали кремния, который способствует сохранению мелкого зерна делает ее особо пригодной для изготовления инструментов с тонкими режущими элементами лезвия (сверл малого диаметра, разверток, метчиков, плашек и концевых фрез).
23. Как маркируются и каковы состав, теплостойкость и области применения быстрорежущих (сложнолегированных) инструментальных сталей?
Марки быстрорежущих (сложнолегированных) инструментальных сталей в обозначениях содержат следующие буквы и цифры:
- цифра, стоящая в начале обозначения стали, указывает содержание углерода в десятых долях процента;
- буквы обозначают легирующие элементы: Р вольфрам, М молибден, Ф ванадий, А азот, К кобальт, Т титан, Ц цирконий;
- цифра, которая стоит за буквой – среднее массовое содержание элемента в процентах;
- содержание хрома не указывается, так как оно составляет около 4 % во всех сталях;
- массовое содержание азота указывается в сотых долях процента.
Введение в сталь вольфрама, ванадия, молибдена и хрома в определенных количествах приводит к образованию сложных карбидов, связывающих почти весь углерод.
Теплостойкость высоколегированных сталей превышает Θ= 600 °С.
По уровню теплостойкости быстрорежущие стали разделяются на две группы:
- первая группа – стали нормальной теплостойкости (Р18, Р9, Р12; Р6МЗ и Р6М5);
- вторая группа – стали повышенной теплостойкости:
- с повышенным содержанием ванадия (например: Р18Ф2, Р9Ф5, и др.);
- кобальта (например: Р9К5, Р9К10) с достижением Θ = 650 °С и выше;
- высоколегированные безуглеродистые стали и сплавы (например: Р18МЗК25, Р6М5Ф3, Р6М5К5 и др.), с достижением Θ = 700 °С и выше.
По сравнению со сталями нормальной теплостойкости ванадиевые и кобальтовые стали допускают более высокие скорости резания, но из-за пониженной прочности инструменты из них должны работать при меньших сечениях срезаемого слоя.
Область применения быстрорежущих сталей весьма широкая: фасонные резцы, винтовые сверла, зенкеры, развертки, метчики, плашки, цилиндрические, осевые и концевые фрезы, фасонные и резьбовые фрезы, долбяки, шеверы, протяжки и др.
24. Как маркируются и каковы состав, теплостойкость и области применения твёрдых сплавов (металлокерамика) как инструментальных материалов?
Исходными материалами для изготовления твердых сплавов являются порошки карбидов тугоплавких металлов: вольфрама, титана, тантала, образующими твердый режущий скелет сплава. Они обозначаются соответственно буквами: В – вольфрам, Т – титан, вторая буква Т – тантал, К – кобальт (связка).
Различают следующие группы твердых сплавов: вольфрамовые, титано–вольфрамовые, титано–тантало–вольфрамовые и безвольфрамовые.
Вольфрамовые (однокарбидные) сплавы (например: ВК3, ВК6, ВК8, ВК10М, ВК15 и др.) входят карбид вольфрама и кобальт (цифра в обозначении марки сплава показывает его процентное содержание).
Теплостойкость этих сплавов составляет Θ=800 °С и выше.
Титано-вольфрамовые (двухкарбидные) сплавы (например: Т15К6, Т5К10, Т15К12В и др.) включает карбид вольфрама, карбид титана (первая цифра в обозначении марки сплава показывает процентное содержание) и кобальт (вторая цифра в обозначении марки сплава определяет его процентное содержание).
Теплостойкость титано-вольфрамовых сплавов составляет Θ = 900 °С и ниже.
Титано-тантало-вольфрамовые (трехкарбидные) сплавы (например: ТТ7К12, ТТ8К6, ТТ10К8-Б) состоят из карбида вольфрама, карбида титана, карбида тантала и кобальта.
Теплостойкость сплавов составляет Θ = 750 0С.
Трехкарбидные титано-тантало-вольфрамовые сплавы, уступая сплавам предыдущих групп по теплостойкости, превосходят их по прочности.
При выборе марки твердого сплава в пределах каждой группы необходимо руководствоваться следующим основным правилом: чем тяжелее условия работы инструмента в силовом отношении, тем больше кобальта должен содержать сплав, и чем легче силовой режим, тем больше в сплавах должно содержаться карбидов титана и вольфрама.
Безвольфрамовые твердые сплавы (БВТС)(например: ТМ1, ТМ3, КНТ16 и др) – это сплавы на основе карбида и карбонитрида титана, карбид хрома, титанониобиевого карбида, циркония и др., которые превосходят по твердости монокарбид вольфрама. Цементирующими компонентами являются: никельмолибденовый сплав, никель, молибден и кобальт.
Теплостойкость сплавов составляет Θ = 1 000 °С. Они обрабатывают стали практически без наростообразования. Эти сплавы применяются для изготовления сменных пластин (СП), которыми оснащаются режущие инструменты.
Области применения инструмента из твердых сплавов, как монолитных, так и сборных с применением СП весьма широка (например: всевозможных типов резцы, сверла, зенкеры, развертки, различные типы фрез, резьбовой и зуборезный инструмент и др.).
Для повышения износостойкости лезвия инструмента применяются покрытия, наибольшее распространение из которых нашли покрытия на основе карбидов, нитридов, карбонитридов.
25. Что входит в состав и каковы, теплостойкость и области применения минеральной керамики как инструментального материала?
26. Какие характеристики алмазов (натуральных и синтетических) обеспечивают их применение как инструментальных материалов, каковы их теплостойкость и области применения?
Натуральный алмаз по своей природе представляет собой одну из модификаций углерода. Основными разновидностями натуральных технических алмазов являются борт – кристалл с дефектами, баллас – шаровидный агрегат мелкозернистого строения, карбонадо - тонкозернистый агрегат черного цвета. Разновидностями синтетических технических алмазов являются баллас, карбонадо и спеки. Кристаллы алмаза отличаются большой анизотропией и имеют так называемые твердые и мягкие направления, в которых твердость и прочность неодинаковы.
Алмаз обладает свойствами, полезными для оснащения им режущих инструментов:
- высокая микротвердость алмаза 106 ГПа, что в 7 раз превосходит микротвердость карбида вольфрама;
- высокая теплопроводность;
- малый коэффициент линейного расширения алмаза позволяет производить алмазным инструментом точную размерную обработку;
Критическая температура при резании не должны превышать 800 °С, так как начинается графитизация, а при нагревании алмаза в контакте с железом при температуре 750 °С имеет место интенсивное растворение алмаза в железе.
Синтетические (искусственные) алмазы имеют то же строение, что и натуральные. Их физико-механические свойства тождественны свойствам природных алмазов. Промышленно выпускаются три марки:
- алмазы синтетические обычной прочности (АСО) для изготовления инструментов на органической связке;
- алмазы повышенной прочности (АСП) для изготовления инструментов на металлической и керамической связках;
- алмаз высокой прочности (АСВ) для изготовления инструментов на металлической связке.
Области применения: натуральные и синтетические алмазы в качестве лезвийных инструментов находят ограниченное применение. Однако из-за высокой твердости (100 000 МПа) нашли применение для изготовления абразивных инструментов, которыми успешно обрабатываются пластмассы, техническая керамика, монокристаллы полупроводников, природные минералы и др.
27. Какие основные характеристики, теплостойкость и области применения сверхтвёрдых материалов (СТМ) как инструментальных?
Сверхтвердые инструментальные материалы (СТМ) производят по технологии, сходной с получением синтетических алмазов. Исходным материалом является нитрид бора, свойства которого аналогичны свойствам графита. В настоящее время получены кубический карбонитрид и кубический нитрид бора.
Кубический нитрид бора (КНБ) имеет структуру алмазного типа, но в узлах кубической кристаллической решетки вместо атомов углерода находятся атомы азота и бора. Твердость кубического нитрида бора немного ниже, чем у алмаза (около 90 ГПа).
Теплостойкость кубического нитрида бора - свыше Θ = 1 300 °С.
Кубический нитрид бора химически инертен по отношению к материалам, поэтому его износостойкость при обработке сталей и чугунов значительно выше, чем износостойкость алмазов.
Для лезвийных инструментов применяются крупные поликристаллические образования: композит 01, композит 02, композит 05, композит 10.
Область применения лезвийных инструменты из СТМ применяются в основном при обработке закаленных сталей, чугунов и инструментальных материалов для оснащения сменными пластинами (СП) различных инструментов. Сверхтвердые материалы нашли широкое применение также в качестве абразивных материалов.
28. Как определяется коэффициент обрабатываемости материала заготовки, какие приняты эталонные материалы, примеры значений для основных групп конструкционных материалов?
29. Что такое режим резания, порядок назначения элементов режима резания и каковы условия реализации операции резания на станке (мощность, крутящий момент)?
Режим резания – это совокупность величин:
глубины резания t, ap (в системе ISO)
величины подачи S, fn (в системе ISO)
скорости резания V, Vc (в системе ISO)
периода стойкости инструмента T.
Как правило, выбор режимов резания производится исходя из экономических соображений с ориентацией на критерий оптимальности или его показатели, которыми могут быть:
· наибольшая производительность оборудования,
· наибольшая стойкость инструмента,
· наименьшая себестоимость (продукции) и др.
В каждом конкретном случае назначение режимов резания, оптимальных по принятому критерию, является комплексной и достаточно сложной задачей.
При выборе элементов режима резания одним из важнейших является назначение скорости главного движения. Расчет скорости производится по формуле:
где Cv – обобщенный скоростной коэффициент, учитывающий влияние некоторых постоянных условий резания;
Т, t, s – элементы режима резания;
m, x, y – показатели степеней с соотношением m > y > x, определяемые эмпирическим путем;
Кv – коэффициент, учитывающий влияние различных факторов, которые определяются эмпирически:
Кv = Кс · Км · Ко · Ки · Кφ · Кγ · Кδ,
где приведенные коэффициенты учитывают влияние следующих факторов:
Кс – состояние поверхности заготовки детали перед обработкой;
Км – механические свойства обрабатываемого материала;
Ко – обрабатываемость материала заготовки;
Ки – свойства материала лезвия инструмента;
Кφ – величина главного угла в плане;
Кγ – величина переднего угла
Кδ – степень изношенности задней поверхности лезвия.
30. Что включает абразивная обработка, ее сущность и области применения? Каковы особенности взаимодействия и режимы контактирования абразивного зерна с обрабатываемым материалом?
Абразивная обработка – это обработка резанием, осуществляемая множеством абразивных зерен.
Области применения методов абразивной обработки разнообразны, например:
· при отрезке литников,
· очистке отливок в литейных и заготовительных цехах,
· зачистке сварных швов,
· отрезке очень твердых материалов,
· обработке натуральных и искусственных минералов и монокристаллов;
· затачивании режущих инструментов;
· чистовой обработке резанием поверхностей изделий.
Абразивное зерно взаимодействует с обрабатываемым материалом одной из своих вершин, которое выполняет роль лезвия.
В зависимости от величины условного радиуса округления вершины ρ и его соотношения с глубиной срезаемого слоя t (рис. 1), возможны следующие режимы контактирования:
при t ≤ ρ – упругое взаимодействие;
t = ρ пластическое оттеснение материала;
t ≥ ρ резание – царапание.
Геометрические параметры, размеры срезаемого слоя и механизм образования стружки при шлифовании принципиально не отличается от процессов обработки лезвийными инструментами, но на них оказывают влияние
особенности всех видов абразивной обработки, а именно:
· большие отрицательные передние углы γ и малые толщины срезов az (рис. 2);
· дискретность контакта инструмента с заготовкой;
· малая длительность контактов вершин зерен и заготовки;
· большие скорости деформирования.