ФИЗИКО - МЕХАНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ДЕТАЛЕЙ МАШИН РЕЗАНИЕМ Резание металлов - сложный процесс взаимодействия режущего инструмента и заготовки сопровождающийся определенными физическими явлениями, такими как: - отделение стружки; - наклеп обрабатываемой поверхности; - нарост на резце; - тепловые явления; - трение; - износ инструмента; - термоэлектрические явления. Все эти явления напрямую зависят от деформации металла в зоне резания
ДЕФОРМАЦИИ МЕТАЛЛА В ЗОНЕ РЕЗАНИЯ - резец под действием силы резания Р вдавливается в металл, в срезаемом слое возникают упругие деформации; - при движении резца они, накапливаясь, по абсолютной величине, переходят в пластические ; - в прирезцовом срезаемом слое материала заготовки возникает сложное упругонапряженное состояние; - сложное упругонапряженное состояние металла приводит к пластической деформации, а ее рост - к сдвиговым деформациям, т. е. к смещению частей кристаллитов относительно друга; - скалывается элементарный объем металла образуется стружка; - далее процесс повторяется и образуется следующий элемент стружки.
ВИДЫ СТРУЖЕК Вид стружки зависит от физико - механических свойств материала обрабатываемой заготовки, геометрии инструмента, режима резания, условий обработки. В процессе резания заготовок из пластичных металлов и сталей средней твердости превалирует пластическая деформация и образуются стружки сливная (а) и суставчатая (б). а б В процессе резания заготовок из сталей твердостью выше средней образуется стружка суставчатая (в). А при обработке хрупких металлов – стружка надлома (г). в г
УСАДКА СТРУЖКИ Стружка, образующаяся в процессе резания, подвергается значительному пластическому деформированию, в результате этого длина стружки оказывается меньше длины обработанной поверхности, а толщина - больше толщины среза. Коэффициенты усадки а – толщина стружки b – ширина стружки L – длина стружки Для цветных металлов Стали средней твердости
СИЛЫ РЕЗАНИЯ Деформирование и срезание с заготовки слоя металла происходит под действием внешней силы резания, приложенной со стороны инструмента к обрабатываемой заготовке. Pупр и Pпл – силы упругого и пластического сопротивления срезаемого слоя P`упр и P`пл – силы упругого и пластического сопротивления обрабатываемой поверхности T и T` – силы трения стружки о переднюю поверхность и обработанной заготовки о заднюю поверхность резца Pc =Pупр+P`упр+Pпл+P`пл + T` Точка приложения силы резания Pc – середина рабочей части лезвия
СОСТАВЛЯЮЩИЕ СИЛЫ РЕЗАНИЯ В практике силу резания P раскладывают на составляющие PZ – главная (тангенциальная) составляющая силы резания. По ней рассчитывают механизм главного движения и крутящий момент (Мкр) PY –радиальная составляющая силы резания. По ней рассчитывают механизм подачи и прогиб заготовки PX – осевая составляющая силы резания. По ней рассчитывают механизм поперечной подачи P =PZ + PY + PX
НАРОСТООБРАЗОВАНИЕ Нарост – характерный слой металла, образующийся при резании пластичных металлов на передней поверхности режущего инструмента Качества нароста Положительные Отрицательные - увеличение g; -предохранение от износа инструмента; -улучшение теплообмена. - увеличение Ra; -повреждение обрабатываемой поверхности; -геометрические изменения резца.
УПРОЧНЕНИЕ (НАКЛЕП) МЕТАЛЛОВ Упрочнение (наклеп) поверхностного слоя – результат упругого и пластического деформирования материала обрабатываемой заготовки r. B –радиус закругления резца; N – сила нормального давления; F – сила трения; H – ширина контактной площадки; hy –упругое последствие.
ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ ПРИ РЕЗАНИИ МЕТАЛЛОВ Количество тепла выделяемого в единицу времени Q = PZ × V [Дж/мин] Причины образования тепла – пластические, упругие деформации и трение Уравнение теплового баланса: Q = QД + QТП + QТЗ = = QЗ + QИ + QС Источники образования и распространения тепла
ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ ПРИ РЕЗАНИИ МЕТАЛЛОВ Распределение количества теплоты в основном зависит от скорости резания V QС» 0, 25 … 0, 85 Q QЗ» 0, 1 … 0, 5 Q Qи» 0, 02 … 0, 08 Q
ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ ПРИ РЕЗАНИИ МЕТАЛЛОВ Теплообразование отрицательно влияет на процесс резания - снижается стойкость инструмента; -от нагрева инструмента изменяются его геометрические параметры; -изменяются размеры и форма обрабатываемой поверхности. Уменьшают нагрев с помощью смазочно - охлаждающих технологических сред (СОТС)
Скачать презентацию ФИЗИКО — МЕХАНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ДЕТАЛЕЙ МАШИН РЕЗАНИЕМ
Lk02(Механизм).ppt