Индивидуальные и групповые автопоилки: для животных. Схемы и конструкции...
Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим...
Топ:
Особенности труда и отдыха в условиях низких температур: К работам при низких температурах на открытом воздухе и в не отапливаемых помещениях допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие...
Оснащения врачебно-сестринской бригады.
Характеристика АТП и сварочно-жестяницкого участка: Транспорт в настоящее время является одной из важнейших отраслей народного...
Интересное:
Подходы к решению темы фильма: Существует три основных типа исторического фильма, имеющих между собой много общего...
Лечение прогрессирующих форм рака: Одним из наиболее важных достижений экспериментальной химиотерапии опухолей, начатой в 60-х и реализованной в 70-х годах, является...
Что нужно делать при лейкемии: Прежде всего, необходимо выяснить, не страдаете ли вы каким-либо душевным недугом...
Дисциплины:
2017-06-13 | 131 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Количественной характеристикой обрабатываемости при точении принято считать скорость резания VT,соответствующую определенному периоду стойкости Т.
Определять и сравнивать обрабатываемость металлов по скорости резания VT наиболее правильно при периоде стойкости, обеспечивающем наивысшую производительность общественного труда
и наименьшую себестоимость обработки, т.е. при экономическом периоде стойкости. Но один и тот же инструмент (например, резец) можно использовать в различных условиях производства. Следовательно, инструмент может иметь различные экономические периоды стойкости.
Теоретический анализ, выполненный А.Д. Макаровым, и проведенные большие экспериментальные исследования показали, что наиболее объективными и ценными для современного производства характеристиками обрабатываемости применительно к чистовой обработке являются оптимальная скорость резания VT и оптимальный поверхностный относительный износ h о.п.о Указанные характеристики обладают следующими преимуществами перед VT:
1) оптимальная скорость резания V осоответствует критической
точке (точке минимума) на кривой h о.п = f (V),в то время как VT
ни с какой критической точкой кривой Т = f (V) не связана;
2) оптимальным скоростям резания V опри работе на различных
подачах (для заданной пары инструмент–деталь) соответствует постоянная оптимальная температура резания, в то время как скоростям резания VT для разных подач в общем случае не соответствуют постоянные температуры резания;
3) на основе ТЭДС, зафиксированной при оптимальной скорости
резания V о,можно осуществлять автоматические процессы обработки на оптимальных режимах. Автоматические процессы обработки резанием на основе сохранения постоянства ТЭДС, зафиксированной при VT,найденной для одной из подач, не дают удовлетворительных результатов, так как одной и той же ТЭДС при работе на различных подачах соответствуют различные периоды стойкости, различающиеся в ряде случаев в 2…5 раз;
|
4) скорости V о,являющиеся оптимальными по интенсивности
размерного износа, являются оптимальными и по шероховатости обработанной поверхности;
5) при работе на V ообеспечиваются и другие лучшие (стабильные) характеристики (показатели) поверхностного слоя – наклеп, остаточные поверхностные напряжения, микроструктура поверхностного слоя и т.д.;
6) оптимальная скорость резания V ои величина h о.п.о не зависят от абсолютных величин износа резца h зи hr, принимаемых в качестве критерия затупления, а скорость VT и период стойкости Т являются функцией величины h з. Например, при обработке стали 13Х14Н3В2ФР резцом Т14К8 для периода стойкости Т = 30 минпри изменении величины h з на 0,3 мм,что считается критерием затупления, скорость резания изменяется в 1,67 раза (более чем
в 1,5 раза). Независимость величин V o и h о.п.о от критерия затупления позволяет резко сократить продолжительность стойкостных исследований;
7) количественной характеристикой обрабатываемости металла
принято считать скорость резания, соответствующую периоду стойкости Т = 60 мин, т.е. VT 60. Однако при обработке ряда материалов,
особенно труднообрабатываемых, невозможно вообще получить период стойкости, равный 60 мин, при самом широком изменении
скорости резания;
8) скорости VT неудобны и при сравнении режущих свойств инструментальных (различных) материалов, так как эти скорости могут
(для разных марок сплавов) соответствовать различным ветвям кривой Т = f (V);
9) в отличие от скорости V oскорость VT не раскрывает резервов повышения размерной стойкости инструмента.
вместе с тем обрабатываемость металлов резанием нельзя характеризовать только оптимальной скоростью резания V o. При обработке различных металлов при одной и той же V o интенсивность
износа инструмента h о может быть различной. Например, при обработке (чистовой) сплавов ЭИ437А и ЭП220 резцом ВК6М она различается почти в 50 раз.
|
Таким образом, для полного представления об обрабатываемости металлов резанием необходимо знать величину как оптимальной скорости резания, так и поверхностного относительного износа, наблюдаемого при этой скорости.
В нормативно-справочной литературе обрабатываемость оценивается в первую очередь интенсивностью затупления режущих инструментов и уровнем целесообразных скоростей резания VT. Необходимо, однако, отметить, что скорость резания VT как характеристика обрабатываемости имеет ряд недостатков: не известен предел допустимого снижения скоростей резания, проводимого в целях повышения периода стойкости; при сравнении режущих свойств различных инструментальных материалов в зависимости от уровня скорости VT не всегда правильно можно оценить их относительную износостойкость; скорость VT зависит от принятого критерия затупления. Эту характеристику невозможно использовать для автоматического регулирования процесса резания, так как разным комбинациям v, S, t будут соответствовать резко отличающиеся периоды стойкости.
Основные недостатки, присущие скорости VT, имеет и скорость V э, поскольку она зависит от организационно-технических
условий производства, модели станка, конструкции и способа заточки инструмента, разряда рабочего и др. Скорость V э стабилизируется только для конкретных условий. Более перспективным с этих позиций является оптимальная скорость резания V o, которая не базируется на абсолютных показателях. К сожалению, подробная систематизация уровней V o и h о.п для различных обрабатываемых
материалов в настоящее время отсутствует. Это заставляет пользоваться в качестве основного показателя обрабатываемости значением VT.
Допустимая скорость VT, или обрабатываемость металла с точки зрения уровня скоростей резания, определяется двумя характеристиками обрабатываемого металла. Это, во-первых, истирающая способность k ист, во-вторых, степень нагрева рабочей части инструмента при снятии стружки, характеризуемая температурой резания q, поскольку они связаны с двумя указанными особенностями, т.е.
VT = f (q, k ист).
|
6.1.3. Способы определения обрабатываемости
В настоящее время разработаны различные способы оценки обрабатываемости. Условно их можно подразделить на три основные группы (рис. 142).
К первой группе прежде всего надо отнести «классический» способ. Он заключается в определении зависимостей V = f (T) для различных материалов. Путем измерения износа резца через небольшие промежутки времени, задавшись определенным периодом стойкости Т, можно найти соответствующие ему скорости резания VT 1,
VT 2, … и определить коэффициент обрабатываемости: K м = VT 1/ VT 2.
Рис. 142. Способы определения обрабатываемости и области их применения (пунктирная линия обозначает необходимость контроля на загру-
зочной позиции технологической системы)
Данный способ наиболее точно и объективно отражает влияние обрабатываемого материала на интенсивность изнашивания инструмента, однако он очень трудоемок и требует большого расхода обрабатываемого материала и инструментов. Поэтому в настоящее время разработаны ускоренные способы определения обрабатываемости.
Ряд из них основан на постоянном увеличении скорости резания в пределах рабочего хода. Наиболее распространен способ торцовой обточки: диск, изготовленный из испытуемого материала, обтачивают на токарном станке по торцу от центра к периферии с постоянной частотой вращения (рис. 143).
При этом скорость резания постоянно возрастает, и при некоторой скорости наступает затупление резца.
Параметры уравнения T = f (V) определяют следующим образом:
(7)
При переменной скорости резания
.
В пределах изменения скорости резания от V 0 до Vn
,
где V 0, Vn – скорость соответственно начала резания и момента затупления резца.
После преобразований при условии, что , получим уравнение
(8)
В уравнении (8) два неизвестных (Сv и m), которые можно найти, сделав проточку торца до затупления резца при разной частоте вращения заготовки n 1 и n 2. Решив систему уравнений, получим:
; (9)
(10)
Подставив значения, полученные из уравнений (9) и (10),
в уравнение (7), можно определить скорость резания для данного сечения стружки, соответствующую экономически выгодной для данных условий стойкости инструмента:
|
(11)
где Dn – диаметр заготовки, на котором затупился резец.
Близкими к способу торцовой обточки являются такие, как продольное точение заготовок ступенчатой формы, конической формы или точение цилиндрических заготовок при бесступенчатом монотонном возрастании частоты вращения шпинделя. В последнем случае формула (11) преобразуется в
,
где V max – максимальная скорость резания, при которой достигнут заданный износ; q – ускорение, м/мин2.
Положение о постоянстве интенсивности изнашивания на участке равномерного изнашивания лежит в основе способа А.Д. Макарова. Он заключается в построении кривых износа только на начальном участке с последующей их экстраполяцией до значения h з.кр
(рис. 144).
Во второй группе способов оценки обрабатываемости физическими параметрами процесса резания являются силы резания, уровень температур в зоне резания (или термоЭДС), угол сдвига, угол трения, усадка стружки и др.
По термоЭДС оценивается обрабатываемость в известном способе двух резцов. Резание заготовки 3 (рис. 145) производится одновременно двумя резцами 2 из различных инструментальных материалов, например из быстродействующей стали и твердого сплава. Геометрия заточки и режим резания одинаковы. Поэтому можно считать, что на режущих кромках каждого резца возникает приблизительно одинаковая температура резания. Но, так как резцы изготовлены из разных материалов, их можно рассматривать как элементы термопары, и включенный между ними гальванометр 1 будет показывать ЭДС, которая тем больше, чем выше q. Здесь обрабатываемый материал служит только электрическим проводником и на показания гальванометра не влияет. Если один раз такое устройство протарировать, можно оценивать температуру резания при обработке различных металлов. Абсолютная точность показаний здесь не очень велика, так как q на резцах будут отличаться из-за разной их теплопроводности и разных сил резания. Поэтому в основном такое устройство используется для относительной оценки q и сравнения ее при обработке различных металлов.
Рис. 144. Экстраполяция кривой изнашивания | Рис. 145. Схема способа двух резцов |
Перспективным направлением является определение обрабатываемости материала с использованием одновременно способов первой и второй групп. Первая группа, как отмечалось выше, основана на оценке интенсивности изнашивания при различных скоростях резания. В конечном итоге коэффициент обрабатываемости нового материала K м = VT / VТ э, где VT и VТ эрассматривают соответственно для нового и эталонного материалов.
|
Единичные показатели обрабатываемости, которые рассматриваются во второй группе способов, – силы резания, шероховатость обработанной поверхности – в значительной степени зависят от подачи. Они характеризуют обрабатываемость материала с точки зрения особенностей стружкообразования и формирования поверхностного слоя. Объединив две эти группы, можно найти комплексный коэффициент обрабатываемости
,
где VТ э, VT – скорость резания, обеспечивающая заданную стойкость соответственно для эталонного и исследуемого материалов;
F э, F – единичные показатели обрабатываемости соответственно эталонного и исследуемого материалов.
Использование сведений о физических и механических свойствах материалов в третьей группе способов оценки обрабатываемости (рис. 146) является перспективным направлением. Общим
преимуществом таких способов является существенное снижение трудоемкости и расхода обрабатываемого материала, а в качестве анализируемых параметров используются температуры максимального электросопротивления, провала пластичности, структурно-фазового превращения a-железа в g-железо, магнитная проницаемость, коэффициент внутреннего трения, сопротивление внедрению инденторов и др.
Аналогичным образом оценивают обрабатываемость по изменению магнитных свойств. По графикам зависимости Т = f (V), построенным для заготовок из одной и той же марки стали, но с различными градиентами остаточного магнитного поля D HR, находят значения ... (см. рис. 146). Затем строят график зависимости VT = = С /D HR, по которому в дальнейшем можно определять VT для любой заготовки, подвергаемой действию импульсного магнитного поля для нахождения D HR.
Все рассмотренные выше способы определения обрабатываемости можно эффективно применять в условиях лаборатории. В производственных же условиях первая группа способов практически
не применима из-за сложности определения интенсивности изнашивания и тем более расчетов. Вторая и третья группы вполне приемлемы при работе на оборудовании гибких автоматизированных производств. Если в память системы ЧПУ или блока сравнения заложить сведения об эталонном показателе обрабатываемости, по результатам обработки конкретной детали будет изменяться режим резания. При использовании третьей группы способов необходим входной контроль на загрузочной позиции.
Рис. 146. Определение оптимальной скорости резания по изменению градиента остаточного магнитного поля
При оценке показателей обрабатываемости, как правило, необходимо найти зависимости этого показателя от сочетания элементов сечения среза, геометрии инструмента, свойств инструментального, обрабатываемого материалов и других факторов. Это ответственная и трудоемкая работа. В настоящее время существует несколько путей получения таких экспериментальных зависимостей. Широко распространено использование однофакторных планов проведения эксперимента. В этом случае для нахождения общей зависимости от n переменных факторов необходимо сначала получить п частных зависимостей, в которых изменяется только один фактор, а затем с помощью расчетов вывести общую зависимость, например:
.
|
|
Эмиссия газов от очистных сооружений канализации: В последние годы внимание мирового сообщества сосредоточено на экологических проблемах...
История создания датчика движения: Первый прибор для обнаружения движения был изобретен немецким физиком Генрихом Герцем...
Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого...
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰)...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!