- •Резание материалов. Режущий инструмент учебник
- •1.Основные понятия и определения, относящиеся к процессу резания
- •1.1.Развитие и современное состояние развития науки о резании материалов
- •1.2.Конструктивные элементы режущего инструмента
- •1.3.Статическая геометрия режущей части инструмента на примере токарного резца
- •1.3.1.Связь между углами режущей части инструмента в произвольных сечениях
- •1.3.2.Влияние геометрии режущей части инструмента на процесс резания
- •1.4.Изменение геометрии в процессе обработки
- •1.5. Элементы режима резания и сечение срезаемого слоя при продольном точении
- •1.6.Материал режущей части инструмента
- •1.6.1.Инструментальные стали
- •1.6.2.Твердые сплавы
- •1.6.3.Режущая керамика (минералокерамика)
- •1.6.4.Сверхтвердые инструментальные материалы
- •1.6.5.Абразивные материалы
- •1.7.Контрольные вопросы
- •2.Физические основы резания
- •2.1.Некоторые сведения из физики твердого тела
- •2.2.Механизм пластической деформации
- •2.3.Виды деформированного состояния
- •2.4.Экспериментальные методы изучения зоны деформации
- •2.5.Контрольные вопросы
- •3.Процесс стружкообразования
- •3.1.Типы стружек при резании хрупких и пластичных материалов
- •3.2.Образование и расчет элементной стружки скалывания
- •3.3.Поверхность сдвигов
- •3.4.Усадка стружки
- •3.4.1.Влияние различных факторов на усадку стружки
- •3.4.2.Относительный сдвиг
- •3.5.Строение элемента стружки скалывания
- •3.6.Нарост и текущий слой
- •3.7.Образование сливной стружки
- •3.8.Контрольные вопросы
- •4.Качество обработанной поверхности детали
- •4.1.Влияние основных факторов на шероховатость поверхности
- •4.2.Смазочно-охлаждающие технологические средства
- •4.3.Выбор смазочно-охлаждающих технологических средств
- •4.3.1.Виды и методы подвода смазочно-охлаждающих технологических средств
- •4.3.2.Проблемы экологически безопасного резания
- •4.4.Наклеп поверхностного слоя обрабатываемой детали
- •4.5.Остаточные напряжения в поверхностном слое
- •4.5.1.Действие силового поля на остаточные напряжения
- •4.5.2.Температурный фактор
- •4.5.3.Роль структурных и фазовых превращений
- •4.6.Определение остаточных напряжений
- •4.6.1.Регулирование остаточных напряжений
- •4.7.Вибрации при резании материалов
- •4.7.1.Виды вибраций и способы борьбы с ними
- •4.8.Контрольные вопросы
- •5.Силы резания при точении
- •5.1.Механика резания при точении и строгании
- •5.2.Расчет сил резания исходя из механики резания
- •5.3.Экспериментальное определение сил резания при точении
- •5.4.Мощность и работа
- •5.4.1.Аппаратура для определения сил резания
- •5.5.Влияние различных факторов на силы резания при точении
- •5.6.Контрольные вопросы
- •6.Тепловые явления в процессе резания
- •6.1.Источники тепла и тепловой баланс
- •6.2.Расчет температурного поля при резании
- •6.3.Экспериментальные методы определения температуры резания при точении
- •6.3.1.Результаты экспериментальных исследований
- •6.4.Контрольные вопросы
- •7.Трение в процессе резания. Оценка процесса износа
- •7.1.Виды трения. Особенности трения при резании
- •7.2.Физическая природа изнашивания инструментов
- •7.3.Виды износа режущих инструментов
- •7.4.Методы исследования износа режущих инструментов
- •7.5.Характер износа различных инструментов
- •7.6.Методы повышения стойкости режущего инструмента
- •7.7.Контрольные вопросы
- •8.Конструкционные свойства материалов
- •8.1.Понятие обрабатываемости
- •8.2.Закон стойкость – скорость
- •8.3.Зависимость интенсивности износа от величины износа (метод Кондратова а.С.)
- •8.4.Производственный метод (метод торцовой обточки)
- •8.5.Влияние различных факторов на обрабатываемость
- •8.6.Обрабатываемость высокопрочных сталей и сплавов
- •8.7.Титановые жаропрочные коррозионно-стойкие сплавы с длительной прочностью при
- •8.8.Обрабатываемость чугуна
- •8.9.Обрабатываемость различных материалов
- •8.9.1.Обрабатываемость алюминия и магниевых сплавов
- •8.9.2.Обрабатываемость медных сплавов
- •8.10.Контрольные вопросы
- •9.Математическая модель процесса резания
- •9.1.Контрольные вопросы
- •10.Строгание и долбление
- •10.1.Элементы режима резания и силы при строгании и долблении
- •10.2.Определение элементов режимов резания применительно к строганию
- •10.3.Контрольные вопросы
- •11.Сверление
- •11.1.Основные элементы спирального сверла
- •11.2.Элементы режима резания при сверлении
- •11.3.Силы резания при сверлении
- •11.4.Контрольные вопросы
- •12.Фрезерование
- •12.1.Цилиндрическое фрезерование
- •12.2.Элементы режима резания при фрезеровании
- •12.4.Силы резания при фрезеровании
- •12.3.Методы фрезерования
- •12.5.Торцовое фрезерование
- •12.6.Силы и мощность при торцовом фрезеровании
- •12.7.Контрольные вопросы
- •13.Протягивание
- •13.1.Схемы резания при протягивании
- •13.2.Элементы режима резания при протягивании
- •13.3.Износ, стойкость и скорость резания при протягивании
- •13.4.Контрольные вопросы
- •14.Абразивная обработка
- •14.1.Особенности процесса резания при шлифовании
- •14.2.Наружное круглое шлифование в центрах
- •14.3.Внутреннее круглое шлифование
- •14.4.Бесцентровое шлифование
- •14.5.Износ и стойкость кругов
- •14.6.Контрольные вопросы
- •15.Электрохимические и электрофизические методы обработки
- •15.1.Электрохимические методы обработки
- •15.1.1.Обработка тел вращения
- •15.1.2.Электролиты для электрохимической размерной обработки
- •15.1.3.Требования, предъявляемые к электролитам
- •15.1.4.Антикоррозионные добавки к электролиту
- •15.2.Основные операции, выполняемые электрохимическим способом
- •15.3.Профилирование изделий сложных форм
- •15.4.Профилирование деталей типа тел вращения
- •15.5.Электрохимическое образование кольцевых канавок внутри деталей типа втулок
- •15.6.Прошивание сквозных отверстий
- •15.7.Разрезание заготовок и деталей
- •15.8.Нарезание резьбы
- •15.9. Заточка режущего инструмента, оснащенного твердым сплавом
- •15.10.Удаление заусенцев
- •15.11. Маркировка деталей
- •15.12. Очистка поверхности металлов от окислов, ржавчины, жировых пленок и других загрязнений
- •15.13.Электрофизические способы обработки
- •15.13.1.Ультразвуковая обработка
- •15.14.Лазерная и электронно-лучевая обработка
- •15.15.Контрольные вопросы
4.3.Выбор смазочно-охлаждающих технологических средств
Вопросы выбора смазочно-охлаждающих технологических средств в основном базируются на опыте их применения и результатах испытаний в конкретных условиях.
В таблице 4.1. приведено сравнение операций механической обработки с учетом влияния смазывающих и охлаждающих свойств.
В таблице 4.2 приведены общие рекомендации по выбору смазочно-охлаждающей технологической среды
Таблица 4.1
Сравнение операций механической обработки
Влияние свойств |
Операции механической обработки |
Влияние свойств |
Влияние смазывающих свойств |
|
Влияние охлаждающих свойств |
Таблица 4.2.
Рекомендации по выбору смазочно-охлаждающего технологического средства
Материал |
Фрезерование |
Сверление |
Резьбонарезание |
Точение |
Алюминий |
Эмульсолы или минеральные масла |
Эмульсолы (10 – 15%) |
Серо- и хлорсодержащие масла |
Минеральные масла и эмульсолы |
Латунь |
Эмульсолы (3 – 4%) |
Эмульсолы (3 – 5%) |
Минеральные масла и жиры |
Минеральные масла и жиры |
Бронза |
Эмульсолы (3%) |
Эмульсолы (3%) |
Минеральные масла и жиры |
Эмульсолы (3 – 5%) |
Легированные стали |
Минеральные масла и жиры |
Эмульсолы (3 – 5%) |
Минеральные масла и жиры |
Серосодержащие масла |
Чугун |
Всухую |
Всухую |
Минеральные масла и жиры |
Всухую |
Медь |
Эмульсолы (3%) |
Эмульсолы (3%) |
Эмульсолы (3-5%) |
Эмульсолы |
Углеродистая сталь |
Эмульсолы (3%) |
Эмульсолы (3%) |
Минеральные масла и жиры |
Минеральные масла и жиры |
4.3.1.Виды и методы подвода смазочно-охлаждающих технологических средств
1.Охлаждение падающей струей жидкости, подаваемой на стружки (рис. 4.6).
Рис. 4.48. Схема охлаждения падающей струей
2. Высоконапорное охлаждение струей со стороны задней поверхности. Применяется при обработке трудно обрабатываемых материалов. Охлажденная жидкость под большим давлением подается 15-20 атм., по движению режущей кромки резца. Наблюдается значительное увеличение стойкости.
3. Подача жидкости под давлением к передней и задней поверхности.
4. Низконапорное охлаждение струей под давлением 0,5-2 атм.
5. Охлаждение воздушной эмульсией или распылительной жидкостью (эмульсия или масло) – в виде тумана. Малый расход эмульсии и чистота рабочего места. Жидкость подается к режущей кромке со стороны задней поверхности под давлением 2-5 атм.
Таким образом, по шероховатости и волнистости поверхности оценивают геометрию обработанной поверхности и точность выполнения размеров. Физическое состояние поверхностного слоя оценивается глубиной и степенью наклепа, величиной и знаком остаточных напряжений.
Эффективность охлаждения зависит в значительной степени от состава жидкости и способа ее подвода.
Например, при обработке жаропрочных сплавов применяется 10% эмульсия с добавкой 2% сульфофрезола и соды. Увеличивается стойкость инструмента в 2 раза по сравнению с 5% эмульсией. А наибольшую эффективность в этом случае оказывает второй способ подвод жидкости по сравнению с первым – стойкость увеличивается в 7 раз.
При работе твердосплавным инструментом поток смазочно-охлаждающего технологического средства должен быть обильным и направлять его надо на стружку и резец. Это повышает эффективность охлаждения и уменьшает возможность растрескиваться. Иначе раскаленный инструмент временами освобождается от стружки, будет подвергаться внезапному воздействию жидкости и растрескиваться.
При обильном охлаждении не только увеличивается стойкость инструмента, улучшается чистота, точность и облегчается удаление стружки.
При высокой скорости резания стали твердосплавными резцами, когда критерием притупления является лунка износа на передние поверхности. Лучшим оказалось охлаждение сплошной струей.
Недостатки при применении смазочно-охлаждающих технологических средств.
1. Затрудняется наблюдение за работой инструмента, особенно при обильном охлаждении.
2. Усиливается износ станка за счет абразивного действия частиц стружки, взвешенных в жидкости.
3. Необходимо применять специальные отражатели для избежания разбрызгивания жидкости.
