МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ РЕСПУБЛІКИ КАЗАХСТАН
СХІДНО - Казахстанська ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ імені Д. Серікбаева
Факультет ФМТ
Кафедра: Транспорт та логістика
КОНТРОЛЬНА РОБОТА
Тема: Оптимальний режим різання. Високочастотна металізація
Усть-Каменогорськ
2010р.
1 Визначення оптимальних режимів різання
Технологічні процеси обробки металів шляхом зняття стружки, здійснювані ріжучими інструментами на металорізальних верстатах з метою додання деталям заданих форм, розмірів та якості поверхневих шарів. Основні види О. м. р..: Точіння, Стругання, Свердління, Розгортання, Протягування, Фрезерування і зубофрезерования, Шліфування, хонінгування і ін Закономірності О. м. р.. розглядаються як результат взаємодії системи верстат - пристосування - інструмент - деталь. Будь-який вид О. м. р.. характеризується режимом різання, представляє собою сукупність наступних основних елементів: швидкість різання v, глибина різання t і подача s. Швидкість різання - швидкість інструменту або заготовки в напрямку головного руху, в результаті якого відбувається відділення стружки від заготівки, подача - швидкість у напрямку руху подачі. Наприклад, при точінні (мал. 1) швидкістю різання називається швидкість переміщення оброблюваної заготовки щодо ріжучої кромки різця (окружна швидкість) в м/хв, подачею - переміщення ріжучої кромки різця за один оберт заготовки в мм/об. Глибина різання-товщина (в мм) шару, що знімається металу за один прохід (відстань між оброблюваною і обробленої поверхнями, виміряне по нормалі). У перетині зрізаного шару металу (Див. мал. 1) розглядаються такі елементи різання (фізичні параметри): товщина зрізаного шару і ширина шару, що зрізається; їх величина при постійних t і s залежить від головного кута в плані j (див. Геометрія різця).
В Залежно від умов різання стружка, що знімається різальним інструментом Свердлом, протяжкою, фрезою в процесі О. м. р.., може бути елементної, сколювання, зливний і надлому. Характер стружкообразованія і деформації металу розглядається зазвичай для конкретних випадків, залежно від умов різання; від хімічного складу та фізико-механічних властивостей оброблюваного металу, режиму різання, геометрії ріжучої частини інструменту, орієнтації його різальних крайок щодо вектора швидкості різання, мастильно-охолоджуючої рідини та ін Деформація металу в різних зонах стружкообразованія різна, причому вона охоплює також і поверхневий шар обробленої деталі, в внаслідок чого він набуває Наклеп і виникають внутрішні (залишкові) напруги, що впливає на якість деталей в цілому.
В результаті перетворення механічної енергії, що витрачається при О. м. р.., в теплову виникають теплові джерела (в зонах деформації зрізаного шару, а також в зонах тертя контактів інструмент - стружка та інструмент - деталь), впливають на стійкість різального інструменту (час роботи між переточуваннями до встановленого критерію затуплення) і якість поверхневого шару обробленої деталі. Опис температурного шару в зоні різання (рис. 2) може бути отримано експериментально, розрахунковим шляхом або моделюванням процесу різання на ЕОМ. Теплові явища при О. м. р.. викликають зміну структури і фізико-механічних властивостей як зрізаного шару металу, так і поверхневого шару деталі, а також структури і твердості поверхневих шарів ріжучого інструменту. Процес теплоутворення залежить також від умов різання. Швидкість різання і властивості оброблюваного металу істотно впливають на температуру різання в зоні контакту стружки з передньою поверхнею різця (рис. 3). Теплові і температурні чинники процесів О. м. р.. виявляються наступними експериментальними методами: калориметричним, за допомогою термопар по зміни мікроструктури (наприклад, поверхні інструменту), за допомогою термокрасок, оптичним, радіаційним та ін Тертя стружки і оброблюваної деталі про поверхні різального інструменту, теплові і електричні явища при О. м. р.. викликають його зношування. Розрізняють наступні види зносу: адгезійний, абразивно-механічний, абразивно-хімічний, дифузійний, електродіффузіонний. Характер зношування металорізального інструмента є одним з основних чинників, що зумовлюють вибір оптимальної геометрії його ріжучої частини. При виборі інструмента в залежності від матеріалу його ріжучої частини та ін умов різання керуються тим чи іншим критерієм зносу. На рис. 4 показаний характер зношування задньої поверхні різця. Його переточування треба здійснювати після часу роботи T2 при зносі h oпт (до настання критичного зносу hk, відповідного T3).
Система сил, діючих при О. м. р.., може бути приведена до єдиної рівнодійної силі. Однак для вирішення практичних завдань не обов'язково знати величину цієї сили, важливе значення мають її складові: P z - сила різання, діюча в площині різання в напрямку головного руху; Р у - Радіальна складова, діє перпендикулярно до осі заготовки (при точінні) або осі інструменту (при свердлінні і фрезеруванні); P x - сила подачі, що діє в напрямку подачі. Сили P z , P x , Р у впливають на умови роботи верстата, інструменту і пристосування, точність обробки, шорсткість обробленої поверхні деталі і т.д. На величину цих сил впливають властивості і структура оброблюваного матеріалу, режим різання, геометрія і матеріал ріжучої частини інструменту, метод охолодження та ін Сила Pz зазвичай є найбільшою - на її подолання витрачається найбільша потужність. Способи визначення P z , Р у , P x можуть бути теоретичними і експериментальними, визначуваними за допомогою спеціальних динамометрів. На практиці часто використовують отримані на основі експериментів емпіричні формули. Потужність, що витрачається (у квт) для більшості процесів О. м. р..:
N е. = P z В· v/60 В· 102, (1)
де P z - Складова сили різання у напрямі подачі в н (кгс), v - швидкість різання в м/хв, потрібна потужність електродвигуна верстата N cт = N е. /h, де h - ккд верстата.
Швидкість різання, що допускається ріжучим інструментом, залежить від тих же факторів, що й сили різання, і знаходиться в складній залежності від його стійкості (рис. 5).
Значне вплив на О. м. р.. надають активні мастильно-охолоджуючі рідини, при правильному підборі, а також при оптимальному способі подачі яких збільшується стійкість ріжучого інструменту, підвищується допускаемая швидкість різання, поліпшується якість поверхневого шару і знижується шорсткість оброблених поверхонь, особливо деталей з в'язких жароміцних і тугоплавких важкооброблюваних сталей і сплавів. Вимушені коливання (Вібрації) системи СНІД, а також автоколивання елементів цієї системи погіршують результати О. м. р.. Коливання обох видів можна понизити, впливаючи на викликають їх чинники - уривчастість процесу різання, дисбаланс обертаються частин, дефекти в передачах верстата, недостатню жорсткість і деформації заготовки та ін
Ефективність О. м. р.. визначається встановленням раціональних режимів різання, що враховують всі впливають фактори. Для прискорення розрахунку часто застосовують ЕОМ. Розрахунок режимів різання на ЕОМ зводиться до попереднього відбору вихідної інформації, розробці і конкретизації алгоритмів, заповнення операційних карт вихідною інформацією, її кодування і програмування алгоритмів.
Підвищення продуктивності праці і зменшення втрат металу (стружки) при О. м. р.. пов'язано з розширенням застосування методів отримання заготовок, форма і розміри яких максимально наближаються до готових деталей. Це забезпечує різке скорочення (або виключення повністю) обдирних (чорнових) операцій і призводить до переважання частки чистових і обробних операцій у загальному обсязі О. м. р..
Пода...
