УЗЛОВЫЕ КРИТИЧЕСКИЕ ТОЧКИ ДИАГРАММЫ СОСТОЯНИЯ СИСТЕМЫ ЖЕЛЕЗО-УГЛЕРОД

Узловые критические точки диаграммы железо-углерод

ЗНАЧЕНИЕ ЛИНИЙ ДИАГРАММЫ СОСТОЯНИЯ СИСТЕМЫ ЖЕЛЕЗО-УГЛЕРОД

Значения линий на диаграмме железо-углерод

Всякая диаграмма состояния показывает условия равновесного сосуществования фаз во взятой системе компонентов.

Полное физико-химическое равновесие между фазами может быть достигнуто только в специальных лабораторных условиях, а на практике некоторым приближением к этому состоянию может быть случай чрезвычайно медленного охлаждения или нагрева сплава с весьма длительными выдержками во времени при любых искомых температурах.

ОБРАБОТКА МАТЕРИАЛОВ РЕЗАНИЕМ

Высокие требования современного машиностроения к изделиям по качеству надежности и долговечности в большинстве случаев обеспечиваются за счет использования операций механической обработки резанием.

Обработка материалов резанием осуществляется на металлорежущих станках путем снятия с заготовки тонких поверхностных слоев (стружки). В результате обеспечивается заданная точность размерных, геометрических и физико-механических параметров изделия.

Основные понятия и определения

Обработка резанием — обработка, заключающаяся в образовании новых поверхностей отделением поверхностных слоев материала с образованием стружки.

Все процессы обработки резанием можно условно разделить на три вида: лезвийная, абразивная и отделочная (лезвийным или абразивным инструментом) обработка деталей машин.

Лезвийная обработка — обработка режущим инструментом, лезвия которого точно закоординированы. В лезвийной обработке (в зависимости от вида и направления движений резания, вида обработанной поверхности) можно выделить следующие технологические методы: точение, строгание, сверление, фрезерование, протягивание.

Абразивная обработка — обработка режущим инструментом, лезвия которого расположены хаотично. К абразивной обработке относятся все обработки абразивным инструментом.

Отделочная обработка — завершающая обработка с целью получения высокой размерной и геометрической точности обрабатываемой детали. В зависимости от вида и объекта приложения различают отделочные операции: прецизионную обработку; тонкое шлифование, хонингование, супер- и микрофиниширование, доводку (притирку), полирование, виброабразивную и магнитно-абразивную обработку.

Резание материалов — это сложный процесс физико-механического взаимодействия режущего клина инструмента, заготовки и окружающей среды. Для обработки детали режущий инструмент и заготовку необходимо установить и закрепить в рабочих органах станка и сообщить им относительные движения. Движения рабочих органов станка разделяются на движения резания, установочные и вспомогательные.

Движения резания обеспечивают срезание с заготовки поверхностного слоя металла или изменение состояния обработанной поверхности. К ним относят: главное движение и движение подачи. Эти движения могут быть вращательным, поступательным, возвратно-поступательным, непрерывным или прерывистым (рис. 6.1).

Рис. 6.1. Эскизы точения (я), фрезерования (б), сверления (в) и круглого шлифования (г):

D _r — главное движение; D _s — движение подачи (D _s пр — продольное, D _s поп — поперечное, Д, _кр — круговое); t — глубина резания; 1 — обрабатываемая поверхность; 2 — поверхность резания; 3 — обработанная поверхность (толстая

светлая линия)

Главное движение резания (D _r ) — прямолинейное поступательное или вращательное движение заготовки или режущего инструмента, происходящее с наибольшей скоростью в процессе резания. Это движение определяет скорость деформирования и отделения стружки.

Скорость главного движения (Г.) — скорость рассматриваемой точки режущей кромки или заготовки в главном движении резания.

Если главное движение является вращательным, то:

где D — наибольший диаметр обрабатываемой поверхности заготовки или диаметр вращающегося инструмента, мм;

п — частота вращения заготовки (инструмента) в минуту^-1.

Если главное движение является возвратно-поступательным, а скорости рабочего и холостых ходов разные, то средняя скорость равна:

где L — расчетная длина хода резца, мм;

т — число двойных ходов резца в минуту;

k — коэффициент отношения скорости рабочего хода ( Е_1х) к скорости холостого хода (Е_хх).

Движение подачи (D ) — прямолинейное поступательное или вращательное движение режущего инструмента или заготовки, скорость которого меньше скорости главного движения резания, предназначенное для того, чтобы распространить отделение слоя материала на всю обрабатываемую поверхность.

Различают движения подачи: продольное (D ); поперечное

?%р

СD ); вертикальное (?) ); круговое (!) ) и другие.

⁵поп' ^SB ⁵кр _w

Скорость движения подачи — скорость рассматриваемом точки режущей кромки в движении подачи.

На практике применяется термин «подача». Подача — отношение расстояния, пройденного рассматриваемой точкой режущей кромки или заготовки вдоль траектории этой точки в движении подачи, к соответствующему числу циклов или определенных долей цикла другого движения во время резания или к числу определенных долей цикла этого другого движения. Под циклом движения понимают полный оборот, ход или двойной ход режущего инструмента или заготовки. Долей цикла является часть оборота, соответствующая угловому шагу зубьев режущего инструмента.

Различают: подачу в минуту (минутная подача), подачу на оборот; подачу на зуб и подачу на двойной ход. Подача в минуту (5_м) — перемещение режущего инструмента в минуту, мм/мин. Подача на оборот (5_о) — подача, соответствующая одному обороту инструмента или заготовки (перемещение режущего инструмента за 1 оборот заготовки или инструмента), мм/об. Подача на зуб (5.) — подача, соответствующая повороту инструмента или заготовки на один угловой шаг зубьев режущего инструмента, мм/зуб. Подача на двойной ход (5_2х) — подача, соответствующая одному двойному ходу заготовки или инструмента, мм/2х:

где Z — число зубьев инструмента;

N — число двойных ходов в минуту.

Глубина резания (t) — кратчайшее расстояние между обработанной и обрабатываемой поверхностями, мм.

Совокупность значений скорости резания, подачи или скорости движения подачи и глубины резания называют «режим резания».

На заготовке (рис. 6.1, а) можно выделить три поверхности: 1 — обрабатываемую, 2 — резания и 3 — обработанную.

Рис. 6.2. Микрофотография зоны резания:

1 — стружка; 2 — режущий клин; 3 — заготовка; N—N — обрабатываемая поверхность; АВС — передняя поверхность; СЕ — задняя поверхность; ВС — скругление лезвия; CG — теоретическая, CQ — фактическая обработанная поверхность; ВТ— плоскость скалывания; у — передний угол; а — задний угол; h — упругое восстановление обработанной поверхности

В начальный момент процесса резания (рис. 6.2) движущийся режущий клин 1 вдавливается в материал заготовки 3, создавая в срезаемом слое упругие деформации. При дальнейшем перемещении клина упругие деформации переходят в пластические. В плоскости, перпендикулярной движению резания, возникают нормальные напряжения. В плоскости, совпадающей с движением резания, — касательные напряжения. Рост пластических деформаций приводит к деформации сдвига и отрыву элемента стружки 1 от заготовки. Разрушение идет по плоскости скалывания ВТ.

Режущий клин 2 ограничен двумя поверхностями: АВС — передняя и СЕ — задняя.

Передняя поверхность — поверхность лезвия инструмента, контактирующая в процессе резания со срезаемым слоем и стружкой.

Задняя поверхность — поверхность лезвия инструмента, контактирующая в процессе резания с поверхностями заготовки.

Угол у (называемый передним углом) определит: величину усилия, необходимого на внедрение режущего клина в материал заготовки и прочностные свойства режущего клина. По мере прохождения режущего инструмента обработанная поверхность (линия CG), вследствие воздействий упругих и пластических деформаций, упруго восстанавливается (линия CQ) на величину h, и структура поверхностных слоев отличается от структуры сердцевины.

Твердость поверхностного слоя («наклепанный слой», или «наклеп») будет выше твердости сердцевины. Величина упругого восстановления обработанной поверхности, твердости поверхностного слоя, глубины расположения наклепанного слоя и эпюры напряжений зависят от физико-механических свойств обрабатываемого металла, геометрии режущего инструмента, условий обработки, режимов резания. Поэтому режущий клин должен быть заточен под углом а (задний угол), что уменьшит пластическое деформирование (и возможное разрушение) обработанной поверхности и трение задней поверхности об обработанную поверхность.

При обработке заготовок резанием образуется стружка: сливная, скалывания и надлома. Сливная стружка образуется при обработке пластичных материалов. Она представляет собой сплошную зазубренную ленту с гладкой прирезцовой стороной. Эта стружка травмоопасна для оператора. Стружка скалывания (рис. 6.3) образуется при обработке материалов средней твердости. Она представляет отдельные сегменты ленты с гладкой прирезцовой стороной и ярко выраженными зазубринами на внешней стороне. Эта стружка также может травмировать оператора, но ее легче убирать от станка. При резании хрупких материалов образуется стружка надлома. Она представляет собой отдельные сегменты неправильной формы. Стружка удобна для транспортирования, но может травмировать лицо, глаза и руки оператора.

Рис. 6.3. Микрофотография корня стружки скалывания, полученного при точении стали 12X18Н1 ОТ:

1 — элемент стружки; 2 — режущий клин; 3 — заготовка

Дата добавления: 2022-06-11; просмотров: 25; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 12

Мы поможем в написании ваших работ!