Напряжения и силы при резании
Срезание слоя металла с заготовки происходит под действием внешней силы Р, приложенной со стороны инструмента к обрабатываемой заготовки. Направление вектора силы совпадает с направлением вектора скорости резания V. Работа, затрачиваемая на деформацию и разрушение металла, расходуется на упругое и пластическое деформирование металла, его разрушение, преодоление сил трения задних поверхностей инструмента о заготовку и стружки о переднюю поверхность инструмента.
Характер деформации материала под действием нагрузки будет зависеть не только от механических свойств материала и величины действующих сил, но также и от способа их приложения.
При проектировании технологических процессов обработки материалов резанием большое значение имеет не только деформации, а и напряжения, вызывающие эти деформации. Поэтому рассматривают напряженно-деформированное состояние в зоне резания. Проводят анализ распределения напряжений и действующих сил в упругой области зоны резания, в пластической области и на рабочих поверхностях инструмента.
В общем, на лезвие инструмен-та действуют две системы сил: силы R, N, F на передней поверхности и силы R1, N1, F1 на задней поверхности
(рис. 2.6). И те, и другие являются компонентами общей силы Р, действующей на инструмент. Поскольку они непосредственно связаны с физическими процессами, происходящими в зоне резания, их называют физическими составляющими силы резания Р. Знание этих составляющих находит применение при сравнении черновой и чистовой обработки. Так, при чистовой обработке значительно возрастают силы на задней грани, поэтому возрастает износ инструмента.
|
|
|
Технологическое значение имеют составляющие силы Р: Рz, Рy, Рx (рис. 2.7), – связанные с технологическими параметрами процесса резания. Эти составляющие силы резания применяются в инженерных расчетах при конструировании металлорежущих станков, инструмента,
при проектировании операций обработки резанием.
Деформированный поверх-ностный слой обработанной детали можно рассматривать как часть зоны пластического течения вокруг режущей кромки, образующейся при резании, поэтому знание особенностей процесса в этой зоне и влияющих на них факторов важно для оценки качества обработанной поверхности. Особенно это касается чистовой и отде-лочной обработки.
Тепловые процессы в зоне резания
Деформирование и трение, составляющие физическое содержание процесса обработки резанием, сопровождаются обильным выделением тепла. При практически применяемых скоростях резания интенсивность тепловыделения столь велика, что инструмент нагревается до весьма высоких температур, и это становится одним из важнейших, а порой и самым главным фактором, определяющим его работоспособность. Нагрев обрабатываемого изделия и инструмента в процессе резания вызывает их термические деформации, которые влияют на точность обработки, а также на уровень техно-логических остаточных на-пряжений в изделии [42].
|
|
|
Чистовое и тонкое точение характеризуется существен-ным возрастанием средней температуры на задней по-верхности. В связи с этим воз-растает износ по задней по-верхности инструмента. Вы-деляющееся тепло частично уносится со стружкой и охлаждающей жидкостью, другая часть передается инстру-менту и заготовке (рис. 2.8).
Различные марки режущего инструмента обладают разной теплопроводностью. Чем меньше теплопроводность режущего инструмента, тем больше вероятность повышения средней температуры на его рабочих поверхностях. Наименьшей теплопроводностью обладают твердые сплавы. Наибольшее влияние на температуру резания оказывает скорость резания (рис. 2.9). Для понижения температуры применяют различные способы: изменяют конструкцию инструмента, заточку его рабочих поверхностей, изменяют режимы резания, применяют эффективное охлаждение при резании.
Дата добавления: 2019-02-12; просмотров: 268; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!