![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Тепловые явления процесса резания
При резании вся механическая работа превращается в тепловую энергию. Количество теплоты Q, выделяющееся при резании в единицу времени (тепловая мощность), определяется по формуле:
где РZ- сила резания, V - скорость резания. Образующееся в зоне резания тепло распределяется между заготовкой, стружкой, режущим инструментом и окружающей средой. Причинами образования теплоты являются упругопластическое деформирование в зоне стружкообразования, трение стружки о переднюю поверхность инструмента, трение задних поверхностей инструмента о заготовку. Тепловой баланс процесса резания можно представить следующим тождеством:
где QД – количество теплоты, выделяющейся при упругопластическом деформировании обрабатываемого материала; QП.П – количество теплоты, выделяющейся при трении стружки о переднюю поверхность инструмента; QЗ.П . – количество теплоты, выделяющейся при трении задних поверхностей инструмента о заготовку; QС – количество теплоты, отводимое стружкой; QИ - –количество теплоты, отводимое режущим инструментом; QЛ – количество теплоты, переходящее в окружающую среду (теплота лучеиспускания). По данным многих исследований, количество теплоты, отводимое стружкой, составляет (25-85)% всей выделяющейся теплоты, заготовкой (10-50)%, режущим инструментом (2-8)%. Количественное распределение теплоты зависит главным образом от скорости резания (рис.4). С увеличением скорости резания отводимое стружкой тепло увеличивается, а заготовкой, инструментом, окружающей средой – уменьшается. Рис.4. Распределение теплоты резания в зависимости от скорости резания
Соотношение членов в уравнении теплового баланса не постоянны и изменяются в зависимости от физико-механических свойств обрабатываемого материала, условий резания и материала инструмента, условий обработки и др. Увеличение подачи S повышает температуру в зоне резания, но менее интенсивно, чем при увеличении скорости резания V. Еще меньшее влияние на температуру оказывает глубина резания t. Влияние геометрии резца: 1.С увеличением угла резания 2.С увеличением радиуса закругления при вершине температура в зоне резания уменьшается.
Теплообразование отрицательно влияет на процесс обработки. Обработка должна производится без перегрева режущего инструмента. Так для работы инструмента из углеродистой стали температура в зоне резания не должна превышать (200-250)оС, из быстрорежущей стали (550-600)оС, инструментом, оснащенным твердыми сплавами – (800-1000)оС, а минералокерамикой –(1000-1200)оС; абразивными материалами –(1800-2000)оС. Нагрев инструмента выше указанных температур вызывает структурные превращения в материале, из которого инструмент изготовлен, снижение его твердости и потерю его режущих способностей. Также происходит изменение геометрических размеров инструмента, что влияет на точность размеров и геометрическую форму обработанных поверхностей. Нагрев заготовки вызывает изменение ее геометрических размеров. Вследствие жесткого закрепления заготовки на станке она начинает деформироваться. А это приведет к снижению точности обработки. Для уменьшения отрицательного влияния теплоты на процесс резания обработку следует вести в условиях применения смазочно-охлаждающих сред (СОЖ).
Износ и стойкость инструментов. Влияние различных факторов на стойкость инструментов: времени работы, марки инструментального материала, температур резания. Понятие о стойкости наибольшей производительности и наименьшей себестоимости обработки.
|