ЛЕКЦИЯ 1 Основы резания металлов Этапы развития

ЛЕКЦИЯ 1 Основы резания металлов

Этапы развития науки о резании металлов. Начало. p p p 1848— 1849 Франция. Опыты Кокилья по сверлению отверстий в орудийных стволах 1880 «Сопротивление металлов и дерева резанию» И. А. Тиме 1893 «Работа и усилие, необходимые для отделения металлических стружек» К. А. Зворыкин 1896 «Резание металлов» А. А. Брикс 1915 «Явления, происходящие при резании металлов» Я. Г. Усачев

Этапы развития науки о резании металлов. Советское время. p p p p 1919 -1926 «Влияние размеров стружки на усилие резания металлов» А. Н. Челюсткин 1936 создана «Комиссия по резанию металлов» Е. П. Надеинская, А. И. Каширин, В. А. Кривоухов, И. М. Беспрозванный и С. Д. Тишин 1945 г. — В. А. Кривоухов «Деформирование поверхностных слоев металла в процессе резания» . 1946 г. — И. М. Беспрозванный «Физические основы теории резания металлов» . 1949 г. — С. Ф. Глебов «Механизм пластической деформации при резании металлов» . 1950 г. — А. И. Исаев «Процесс образования поверхностного слоя при обработке металлов резанием» . 1953 и 1958 г. — опубликованы две монографии М. И. Клушина «Резание металлов» .

Основные сведения о резании металлов 1 – обрабатываемая поверхность, 2 — обработанная поверхность, 3 – поверхность резания.

Геометрические параметры системы резания

Определения главное движение (Dг) — движение с наибольшей скоростью, обеспечивающее отделение стружки p движение подачи (Ds) — движение, обеспечивающее непрерывность врезания лезвия в заготовку p результирующее движение резания (De) — геометрическая сумма (Dг)и(Ds) p

Режим резания характеризуют три параметра: p p p глубина резания t (мм); Глубиной резания называется толщина слоя обрабатываемого материала, срезаемого за один проход инструмента подача s (мм/об); Подачей называется величина перемещения инструмента или обрабатываемого изделия в единицу времени или величина, этого перемещения, отнесенная к величине главного движения. скорость резания v (мм/мин); Скоростью резания называется скорость перемещения поверхности резания относительно режущей кромки инструмента.

Основные случаи резания p p Свободное резание. Происходит в случае, когда в резании участвует одна прямолинейная режущая кромка. Деформированное состояние срезаемого слоя при этом является плоским. Несвободное (осложненное) резание Характеризуется тем, что отдельные объемы срезаемого слоя на разных участках режущей кромки перемещаются в разных направлениях, что создает условия сложного деформирования и затрудняет образование стружки.

Схема процесса деформирования металла

Процесс образования стружки Различают три основных стружки: 1. скалывания, 2. сливные 3. стружки надлома. вида Микрофотография корня стружки скалывания, полученного при резании коррозионностойкой стали 12 Х 18 Н 10 Т.

Образование сливной стружки Вид стружки зависит от свойств обрабатываемого материала, геометрических параметров режущего инструмента и величины элементов режима резания Микрофотография корня сливной стружки, полученного при резании стали 40 Х.

Деформация элементов сливной стружки

Схема образования стружек скалывания

Силы, действующие на скалываемый элемент Со стороны резца на элемент стружки действует сила Рсм: где – предел прочности обрабатываемого материала на смятие, b – ширина среза, lсм – длина площадки смятия. Элемент удерживается силой Рск: где – предел прочности обрабатываемого материала на сдвиг(скалывание), а – толщина среза.

Параметры, определяющие размеры скалываемых элементов физико-механические свойства обрабатываемого материала, p толщины среза, p величины переднего угла и угла скалывания, p свойства внешней среды, в которой осуществляется резание. p

Усадка стружки Количественно усадка оценивается коэффициентом усадки стружки, который отражает величину пластической деформации, имевшей место при резании. коэффициент продольной усадки коэффициент поперечной усадки

Образование нароста

Причины наростообразования Возникновение клинообразной застойной зоны упрочненного материала впереди режущего лезвия p Повышенная физическая активность вступающего в контакт металла p

Влияние скорости резания на наростообразование Скорость резания: а. — 13 м/мин, б. — 28 м/мин и в. — 55 м/мин.

Условия существования нароста p p Обрабатываемый материал должен обладать способностью упрочняться при пластическом деформировании. Температура в зоне резания должна быть ниже той температуры, при которой происходит разупрочнение материала нароста. Должна образовываться сливная стружка. При образовании стружек скалывания нарост не удерживается на передней поверхности вследствие прерывистости процесса резания. Коэффициент трения в зоне контакта обрабатываемого материала с передней поверхностью должен быть больше единицы.

Влияние нароста на процесс резания

Фотографии проходного упорного резца со стороны главной задней поверхности (вверху ) и со стороны передней поверхности (внизу ), с наростом (слева ) и после его удаления (справа )

Деформация материала под поверхностью резания I – зона больших пластических деформаций; II – зона наклепанного металла; III – зона исходного металла

Тепловые процессы в зоне резания Уравнение теплового баланса: QI+QIII=q 1+q 2+q 3+q 4

Контрольные вопросы Какие существуют движения в лезвийной обработке p Что такое режим резания p Какие бывают виды стружек и от чего зависят p Условия существования нароста p