Тепловые явления при резании

Тепловые явления при резании

Пластические деформации и трение на контактных площадках режущих инструментов сопровождаются столь обильным выделе­нием теплоты, что инструмент и заготовка нагреваются до весьма высоких температур. При этом нагрев инструмента определяет его износ, уровень допустимых режимов резания и производитель­ность обработки, а нагрев заготовки влияет на точность обработки и уровень технологических остаточных напряжений в обработан­ных поверхностях. Температура резания оказывает влияние также и на закономерности физических явлений, происходящих при ре­зании материалов, и на их взаимосвязь. Наглядным примером это­му служат рассмотренные выше закономерности наростообразования и связанные с ним изменения деформаций и сил резания.

Уровень температуры на различных участках зоны резания и, в частности, на рабочих поверхностях инструмента зависит от ме­стоположения источников теплоты, их формы и интенсивности тепловыделения, а также от закономерностей распространения те­плоты, которые, в свою очередь, определяются условиями тепло­обмена между заготовкой, стружкой и инструментом. Определив источники образования теплоты при резании, их мощность, а так­же закономерности теплопередачи, можно получить картину тем­пературных полей в режущем инструменте и заготовке, оценить влияние на температуру режимов резания и геометрии инструмен­та, сформулировать основные требования к инструментальным материалам, выбрать оптимальные геометрические параметры ин­струмента и режимы резания, обеспечивающие наибольшую про­изводительность обработки, и наметить пути дальнейшего совер­шенствования процесса резания.

 

8. Под качеством поверхности детали (заготовки) понимают состояние ее поверхностного слоя как результат воздействия на него одного или нескольких последовательно применяемых технологических методов. Оно характеризуется шероховатостью, волнистостью, а также физико-механическими свойствами поверхностного слоя. Шероховатостью поверхности называется совокупность неровностей с относительно малыми шагами на базовой длине. Под волнистостью поверхности понимают совокупность периодически чередующихся неровностей с относительно большим шагом, превышающим принимаемую при измерении шероховатости базовую длину. Волнистость занимает промежуточное положение между шероховатостью и погрешностями формы (макрогеометрией) поверхности.

Физико-механические свойства поверхностного слоя характеризуются его твердостью, структурными и фазовыми превращениями, величиной, знаком и глубиной распространения остаточных напряжений, деформацией кристаллической решетки материала. При применении химико-термических методов обработки изменяется также химический состав материала поверхностного слоя.

Все многообразие причин вызывающих шероховатость на обрабатываемой поверхности можно объединить в три группы:

а) причины, связанные с геометрией режущего инструмента;

б) причины, связанные с пластическими деформациями обрабатываемого материала;

в) причины, связанные с возникновением вибраций режущего инструмента.

 

Различают вибрации - вынужденные и автоколебания.

Вынужденные колебания (вибрации) возникают под действием внешних периодических возмущающих сил. Их можно легко уст­ранить, уменьшив величину возмущающих сил, повысив жест­кость узлов станка.

Автоколебания характеризуются тем, что силы, вызывающие колебания, возникают в процессе резания. Уменьшить автоколебания можно правильным выбором режима резания, инструмента с определенной геометрией, правильной установкой инструмента и заготовки на станке, применением виброгасителей и т.п.

 

Резьбонарезание

Резьба представляет собой спиральную канавку постоянного сечения и шага, нарезанную на цилиндрической или конической поверхности. Резьбы бывают и наружные, и внутренние, а в зависимости от того какое направление имеет винтовая линия резьбы разделяются на правые и левые.

Если резьба состоит из двух-трех или нескольких параллельно навитых на цилиндре винтовых линий, то она называется соответственно двухзаходной, трехзаходной и многозаходной.

Нарезание резьбы резцами, гребенками и круглыми плашками

 

Методы зубонарезания

Метод копирования. По методу копирования впадина между зубьями колеса образуется режущим инструментом (резцом, пальцевой или дисковой фрезой, протяжкой, шлифовальным кругом), имеющим профиль режущих кромок, одинаковый с профилем впадины обрабатываемого колеса.

Метод обкатывания. При нарезании зубьев червячной фрезой (рис. 42.I) последней сообщают вращательное движение в направлении стрелки А и поступательное движение подачи в направлении стрелки В. Одновременно заготовка получает вращательное движение. Благодаря вращательным движениям фрезы и заготовки профили режущих кромок фрезы занимают по отношению к профилю зубьев колес ряд положений (рис. 42. II). Эвольвентные профили зубьев колеса образуются при этом как огибающие ряда положений кромок фрезы.

23.

24.

25.

26.

27.

28. Ультразвуковая обработка металлов начала распространятся в металлообрабатывающей сфере в шестидесятых годах. Благодаря внедрению в производственные процессы такого способа обработки материалов стало возможным облегчить технологический процесс производства изделий фасонного типа из хрупкого и твердого металла. Также, ультразвуковой процесс изготовления изделий значительно сокращает временной период на осуществление технических задач. Единственным недостатком данного метода работы с металлическими основами – снижение производительных показателей при увеличении толщины снимаемого с заготовки слоя. Для обработки материалов ультразвуком применяют специализированные станки, которые представляют собой универсальные ультразвуковые агрегаты для промышленного и частного производства.

29.

Технология сборки

В соответствии с делением машины на сборочные единицы и детали, кроме общей сборки машины различают сборку узлов, подузлов и комплектов. Узловая сборка – соединение, координирование и фиксация с требуемой точностью подузлов, комплектов и деталей, составляющих узел. Подузловая сборка – соединение, координирование и фиксация с требуемой точностью комплектов и деталей, составляющих подузел. Комплектная сборка – соединение, координирование и фиксация с требуемой точностью всех деталей, составляющих комплект.

Сначала определяется базирующая деталь (ее упругие деформации при сборке должны быть та малы, что ими можно было бы пренебречь). Далее определяют посл-сть установки на нее всех сборочных единиц и деталей. Для этого пользуются схемами размерных цепей, построенных на основе размерного анализа и выявленных методов достижения нужной точности в каждой из цепей. При этом пользуются положениями: 1)Сборку надо начинать с тех сбор.единиц или деталей, размеры и относительные повороты пов-стей которых являются общими звеньями, принадлежащими наибольшему кол-ву размерных цепей; 2)Надо постепенно переходить к сборке тех сбор.единиц и деталей, размеры и относительные повороты пов-стей которых являются общими звеньями, принадлежащими постепенно умньшающемуся кол-ву размерных цепей; 3)В каждой цепи сборку надо начинать с тех сбор.единиц и деталей, размеры и относительные повороты пов-стей которых являются звеньями основной ветви размерной цепи (ветви, не содержащей исх.звена); 4)При прочих равных условиях сборку надо начинать с той размерной цепи, при помощи которой решается наиб.ответственная задача; 5)в цепях, где надо получить требуемую точность замыкающего звена методом регулировки, находят компенсирующие звенья и детали; 6) в цепях, где надо получить требуемую точность замыкающего звена методом пригонки, надо проверить правильность выбора или выбрать компенсирующее звено для возможности пригонки; 7) в цепях, где надо получить требуемую точность замыкающего звена методом групповой взаимозаменяемости, надо проверить правильность расчета допусков и кол-во намеченных групп деталей.

Наметив на основе перечисленных положений посл-сть общей сборки машины, надо проверить возможность ее соблюдения на реальной машине, имеющей надлежащие конструктивные формы, габаритные размеры, вес сборочных единиц и деталей.

 

Для сравнительной оценки технического уровня станков, а также для выбора станков в соответствии с решением конкретной производственной задачи используют набор показателей, характеризующих качество станков.

Производительность - способность станка обеспечивать обработку определенного числа деталей в единицу времени.

Точность станка в основном предопределяет точность обработанных на нем изделий. По характеру и источникам возникновения все ошибки станка, влияющие на погрешности обработанной детали, условно разделяют на несколько групп.

Жесткость станков характеризует их свойство противостоять появлению упругих перемещений под действием постоянных или медленно изменяющихся во времени силовых воздействий.

Виброустойчивость определяет его способность противодействовать возникновению колебаний, снижающих точность и производительность станка.

 

Тепловые явления при резании

Пластические деформации и трение на контактных площадках режущих инструментов сопровождаются столь обильным выделе­нием теплоты, что инструмент и заготовка нагреваются до весьма высоких температур. При этом нагрев инструмента определяет его износ, уровень допустимых режимов резания и производитель­ность обработки, а нагрев заготовки влияет на точность обработки и уровень технологических остаточных напряжений в обработан­ных поверхностях. Температура резания оказывает влияние также и на закономерности физических явлений, происходящих при ре­зании материалов, и на их взаимосвязь. Наглядным примером это­му служат рассмотренные выше закономерности наростообразования и связанные с ним изменения деформаций и сил резания.

Уровень температуры на различных участках зоны резания и, в частности, на рабочих поверхностях инструмента зависит от ме­стоположения источников теплоты, их формы и интенсивности тепловыделения, а также от закономерностей распространения те­плоты, которые, в свою очередь, определяются условиями тепло­обмена между заготовкой, стружкой и инструментом. Определив источники образования теплоты при резании, их мощность, а так­же закономерности теплопередачи, можно получить картину тем­пературных полей в режущем инструменте и заготовке, оценить влияние на температуру режимов резания и геометрии инструмен­та, сформулировать основные требования к инструментальным материалам, выбрать оптимальные геометрические параметры ин­струмента и режимы резания, обеспечивающие наибольшую про­изводительность обработки, и наметить пути дальнейшего совер­шенствования процесса резания.

 

8. Под качеством поверхности детали (заготовки) понимают состояние ее поверхностного слоя как результат воздействия на него одного или нескольких последовательно применяемых технологических методов. Оно характеризуется шероховатостью, волнистостью, а также физико-механическими свойствами поверхностного слоя. Шероховатостью поверхности называется совокупность неровностей с относительно малыми шагами на базовой длине. Под волнистостью поверхности понимают совокупность периодически чередующихся неровностей с относительно большим шагом, превышающим принимаемую при измерении шероховатости базовую длину. Волнистость занимает промежуточное положение между шероховатостью и погрешностями формы (макрогеометрией) поверхности.

Физико-механические свойства поверхностного слоя характеризуются его твердостью, структурными и фазовыми превращениями, величиной, знаком и глубиной распространения остаточных напряжений, деформацией кристаллической решетки материала. При применении химико-термических методов обработки изменяется также химический состав материала поверхностного слоя.

Все многообразие причин вызывающих шероховатость на обрабатываемой поверхности можно объединить в три группы:

а) причины, связанные с геометрией режущего инструмента;

б) причины, связанные с пластическими деформациями обрабатываемого материала;

в) причины, связанные с возникновением вибраций режущего инструмента.