- •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
8.9.Обрабатываемость различных материалов
8.9.1.Обрабатываемость алюминия и магниевых сплавов
Резание чистого алюминия вызывает затруднение вследствие мягкости и вязкости, образуется длинная стружка и нечистая поверхность. Обрабатываемость улучшается добавками меди, цинка, магния, которые входят в твердый раствор и не образуют абразивных частиц, истирающих режущую кромку. Добавки свинца и висмута облегчают обрабатываемость – уменьшается потребная для резания мощность, образуется короткая стружка и повышается стойкость режущего инструмента, а добавки марганца и кремния в больших количествах (5 – 12%) ухудшают обрабатываемость, лишь незначительные добавки кремния и магния (до 2%) несколько улучшают обрабатываемость. Еще благоприятнее действие добавок меди.
Для
хорошей обработки алюминиевых сплавов
требуются инструменты с большими
передними углами
для
твердых сплавов
,
–
для быстрорежущих сталей. Это помогает
избежать образования нароста, образующегося
при обработке некоторых алюминиевых
сплавов. Этот нарост имеет особо развитую
форму при резании алюминия
минералокерамическими резцами, что
объясняется химическим сродством
материалов и большим трением между
инструментом и обрабатываемым металлом.
Магниевые сплавы прекрасно обрабатываются с высокой скоростью, стружка хорошо дробится, обеспечивается точность обработки.
8.9.2.Обрабатываемость медных сплавов
В зависимости от состава медные сплавы значительно отличаются своими свойствами, а следовательно, и обрабатываемостью.
При обработке
бронз с обычными скоростями резания не
было обнаружено нароста на резце, и лишь
при весьма малых скоростях резания
некоторых бронз возникал нарост, но
очень неразвитой формы. Усадка стружки
колебалась в пределах
.
Столь же различны были и силы резания;
при этом замечено значительное влияние
некоторых элементов сплавов. Так,
присадка олова к сплаву снижала силы
резания в три раза, а присадка к меди
30% свинца уменьшала силы резания в семь
раз. Свинцовистые бронзы обрабатываются
относительно легко, они же дают наименьшую
температуру резания. Однако последняя
не является во всех случаях критерием
обрабатываемости из-за большого
абразивного воздействия некоторых
бронз на режущий инструмент, особенно
при наличии в бронзе микротрещин и
шлаковых включений в виде тонких
межкристаллических пленок.
Присадка к медному сплаву небольшого количества никеля (3 – 4%) повышает твердость медного сплава, но не приводит к снижению скорости резания. Однако при значительном содержании его (около 18%) обрабатыаемость заметно ухудшается. В таблице 8.2 приведены данные об относительной обрабатываемости различных медных сплавов.
Таблица 8.2
Относительная обрабатываемость медных сплавов
Сплав |
Химический состав в % |
Другие элементы в % |
Обрабатываемость в % |
|||
Медь |
Цинк |
Свинец |
Олово |
|||
Латунь |
62 |
35 |
3 |
- |
- |
100 |
Латунь |
88 |
4 |
4 |
4 |
- |
90 |
Селенистая медь |
99.4 |
- |
- |
- |
0.6 селена |
80 |
Свинцовистая бронза средней твердости |
64.5 |
34.5 |
1 |
- |
- |
70 |
Свинцовокремнистая бронза |
95.5 |
1 |
0.5 |
- |
3 кремния |
60 |
Алюминокремнистая бронза |
91 |
- |
- |
- |
2 кремния, 7 алюминия |
60 |
Свиноцовофосфористая бронза |
94 |
- |
1 |
5 |
Следы фосфора |
50 |
Мунц-металл |
60 |
40 |
- |
- |
- |
40 |
Красная бронза |
85 |
15 |
- |
- |
- |
30 |
Марганцовистая бронза |
59 |
39 |
- |
0.7 |
0.5 марганца, 0.8 железа |
30 |
Бронза |
90 |
10 |
- |
- |
- |
20 |
Фосфористая бронза |
95 |
- |
- |
5 |
Фосфор присутствует |
20 |
Хромистая медь |
99.1 |
- |
- |
- |
0.85 хрома |
20 |
Электролитическая медь |
99.9 |
- |
- |
- |
- |
20 |
