Особенности процессов отделения снимаемого слоя металла и образования поверхности при малых значениях толщины и площади среза

Теоретическая часть

1. Особенности процессов отделения снимаемого слоя металла и образования поверхности при малых значениях толщины и площади среза  /при чистовой лезвийной обработке/.
2. Деформационное упрочнение срезаемого слоя и обработанной поверхности при резании и его физическое обоснование.
3. Пути снижения температуры резания. Влияние типа и способа введения  СОЖ  в зону резания и на температуру резания. Их сравнительная оценка.

 
   

4. Задача

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
   

1. Особенности процессов отделения  снимаемого слоя металла  и образования  поверхности при  малых значениях  толщины и площади  среза (при чистовой лезвийной обработке).

 

   При чистовой обработке изделия диаметр его должен уменьшиться на 0,7—0,8 мм. Величина припуска, оставляемого на чистовой проход, зависит в значительной степени от характера черновой обработки (при очень большой подаче поверхность получается неровной даже в том случае, когда пользуются довольно остро заточенным резцом). Глубина резания чистового прохода должна быть не меньше 0,4 мм (припуск по диаметру 0,8 мм), так как при более тонкой стружке режущее ребро не может забирать металл достаточно глубоко, и в результате резец будет не столько резать, сколько скоблить металл. Вследствие этого инструмент быстро тупится, и поверхность изделия получается недостаточно чистой.

   Необходимое условие чистой обработки —  острое режущее ребро резца. После обдирки нескольких изделий часто бывает необходимо переточить резец, но если он обточил только одну - две штуки, достаточно слегка подправить его на оселке. Чистовая обточка производится следующим образом. Винтом поперечной подачи подводят конец резца к обточенной начерно поверхности изделия, затем подают резец вправо к заднему центру. Пользуясь делениями на втулке рукоятки поперечного винта, подают резец вперед, но не на полную требуемую величину, и снимают полоску, достаточно широкую для того, чтобы можно было проверить размер кронциркулем. Эта предосторожность отнимает немного времени, и никогда не следует упускать ее. Замечают, сколько еще надо снять по диаметру, выключают продольный самоход, отводят резец назад к заднему центру, затем устанавливают поперечные салазки точно на требуемый диаметр и обтачивают изделие до половины. Выключают самоход, останавливают станок и, не трогая рукоятки поперечной подачи, снимают изделие и отводят суппорт в начальное положение (к заднему центру). На обработанный начисто конец изделия надевают хомутик, подложив под его зажимной винт полоску меди или латуни. Смазывают задний центр, снова ставят изделие на центра и обтачивают остающуюся часть таким же порядком. Если положение поперечных салазок оставалось неизменным, диаметры обеих частей изделия будут одинаковы; если передний центр не бьет, то граница обточки обеих половин будет совершенно незаметна; если центра станка установлены правильно, изделие будет цилиндрическим, то-есть диаметр его по всей длине будет одинаков.

2. Деформационное упрочнение срезаемого слоя и обработанной поверхности при резании и его физическое обоснование.

 

   Процесс резания можно рассматривать  как процесс местного сжатия металла  резцом с последующим образованием стружки. Слой материала, подлежащий срезанию, находится в сложнонапряженном  состоянии; упругим и пластическим деформациям подвергаются также  близлежащие слои материала впереди  резца и под резцом. В процессе резания различных материалов могут  образовываться следующие основные виды стружек: сливные (непрерывные), скалывания (элементообразные) и надлома. Сливные стружки образуются при резании вязких и мягких материалов (мягких сталей, латуни, древесных материалов, большинства пластмасс идр.) и являются наиболее распространенными. Стружки надлома образуются при резании хрупких материалов (серых чугунов, бронзы и др.) ис остоят из отдельных, как бы вырванных элементов, почти не связанных между собой. Обработанная поверхность при такой стружке получается шероховатой, неровной. Стружки скалывания занимают промежуточное положение между сливными стружками и стружками надлома и образуются при обработке некоторых сортов латуни, твердых сталей и других материалов с большими подачами и относительно малыми скоростями резания. С изменением условий обработки стружка скалывания может перейти в сливную, и наоборот. Образованию сливной стружки способствуют увеличение переднего угла режущего инструмента, уменьшение толщины среза, повышение скорости резания.

   Характер  и степень деформации при образовании  стружки определяют шероховатость  обработанной поверхности, количество тепла, выделяющегося при резании, форму стружки, износ режущего инструмента  и другие явления, происходящие при  резании материалов.

   В процессе резания пластическая деформация происходитне только в срезаемом слое, но и в поверхностном слое основной массы материала; пластическое деформирование вызывает изменение свойств материала. Например, при обработке металлов происходит повышение его твердости, снижаются относительное удлинение и ударная вязкость. Глубина наклепа (упрочнения) уменьшается при увеличении скорости резания. Наибольшее упрочнение получает материал стружки, причем его твердость может быть выше твердости обрабатываемого материала в 1,5-4 раза. При обработке материалов (особенно пластических) резанием происходит усадка стружки, которую можно рассматривать как интегральное выражение степени пластических деформаций материала. Усадка стружки зависит от режимов резания, геометрических параметров инструмента и физико-механических свойств обрабатываемого материала. 

3. Пути  снижения температуры  резания. Влияние  типа и способа  введения  СОЖ  в зону резания  и на температуру  резания. Их сравнительная  оценка.

 

   Смазочно-охлаждающие  жидкости (СОЖ) применяют главным  образом для отвода тепла от режущего инструмента. Они снижают температуру  в зоне обработки и тем самым  повышают стойкость режущего инструмента, улучшают качество обрабатываемой поверхности  и предохраняют от коррозии режущий  инструмент и обрабатываемую заготовку. К смазочно-охлаждающим жидкостям  предъявляются следующие требования: высокая охлаждающая и смазывающая  способность, антикоррозионность, безвредность для работающего.

   Подвод  СОЖ в зону резания осуществляется поливом в зону резания, поливом  под давлением со стороны задней поверхности инструмента, распылением  и другими способами.

   Рациональное  применение СОЖ позволяет в ряде случаев повысить стойкость режущего инструмента от 1,5 до 4 раз. Смазочно-охлаждающие  жидкости и способы их применения, эффективные для одной группы обрабатываемых материалов и видов  обработки, могут быть малоэффективными для других обрабатываемых материалов и видов обработки и даже оказывать  вредное влияние. Каждой комбинации: обрабатываемый материал — вид обработки  — инструментальный материал —  режим резания должна соответствовать  определенная, наиболее эффективная  для данных условий смазочно-охлаждающая  жидкость 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

   Задача 

   Исходные  данные:

№  задачи	Наименование  перехода	Материал детали	Шероховатость	Диаметр Детали	Припуск на сторону	Длина обработки
48.	Обточить по верху	Сталь σВ=880	Rz20	80Н11	5	300

 
   

1. Расчет  режима резания при черновом точении

   Назначаем материал режущей части, геометрические и конструктивные параметры режущего инструмента

   Материал  режущей части – Т5К10

   Геометрические  параметры:

• φ = 45°
• φ₁ = 15°
• γ = 0°
• λ = 0
• α = 12°
• r = 0,5мм

   Сечение держалки резца B*H = 16*25

   Длина вылета резца l_p = 35мм 

   Решение  

   Устанавливаем  глубину  резания

   С учётом того, что шероховатость требуемой  поверхности (повышенная точность) должна быть R_z = 20 мм  и припуск на сторону

   h = 5 мм, то обработка проводится за 2 прохода.

   Первый  проход проводится с глубиной резания 3/4t.

   Таким образом глубину резания на черновой проход 4 мм, а на чистовой проход 1 мм

   t_черн. = 4мм

   t_чист. = 1мм

   Назначаем подачу при черновом точении материала  если σ_В=880 с глубиной резания 4мм и диаметром заготовки 90 мм

   Скорость  подачи  S_{черн.нар.точ.}= 0,5 - 0,7 мм/об [стр. 36]

   Данное  значение подачи проверяем по следующим  факторам:

    - по прочности держалки резца  для стали σ_В=880 резцом  B*H = 16*25 и пластичной режущей части 4 мм.

   S_{пр.держ.резца.}= 1,5  мм/об [стр. 385]

2. Находим допустимое значение подачи, допускаемое прочностью пластинки:

   S_{прод.под.}= 1,1  мм/об [стр. 387]

   Необходимо  найти подачу допускаемую от жесткости системы СПИД,  а так же допускаемую подачу которую развивает механизм подачи станка. Последние две условно не будем находить.

   Из  найденных значений 0,5-0,7 принимаем  меньшее и сверяем с паспортными данными станка.

   Принимаем значение скорости продольной подачи S = 0,91  мм/об

3. Назначаем скорость резания

   Скорость  резания при точении стали  σ_В=880 с пластиной твердого сплава толщиной 4мм определяем скорость V = 65 м/мин.

   Для найденного значения скорости находим  число оборотов по формуле: 
 

   Принимаем  по паспорту станка значение

   Тогда действительная скорость резания будет: 
 

   Определяем  мощность необходимую для обработки  заготовки

   N = 5.8 КВт [стр. 48-49]

   Определяем  основное время: 

   Аналогично  определяем режимы резания для чистового  прохода. 
 
 
 
 
 

Список  использованной литературы

1. http://bibliotekar.ru/spravochnik-53
2. . Слепинин В.А. Руководство по обучению токарей по металлу: Учеб. пособие для средн. проф.-тех. училищ. – Изд. 6-е, стереотип. – М., Высш. шк., 1987 – 200с.
3. Худобин Л.В., Бердичевский Е.Г. Техника применения смазочно-охлаждающих средств в металлообработке. М., Машиностроение