Резание с нагревом реферат

Обновлено: 04.07.2024

* Данная работа не является научным трудом, не является выпускной квалификационной работой и представляет собой результат обработки, структурирования и форматирования собранной информации, предназначенной для использования в качестве источника материала при самостоятельной подготовки учебных работ.

Содержание:

Сущность и основные условия резки 3

Кислородно-флюсовая резка 4

Газо-дуговая резка 6

Воздушно-дуговая резка 6

Плазменно-дуговая резка 6

Плазменная резка 8

Кислородно-дуговая резка 9

Подводная резка 10

Копьевая резка 10

Сущность и основные условия резки

Сущность процесса резки. Кислородная резка 1 стали, основана на свойстве железа гореть в струе чистого кислорода, будучи нагретым, до температуры, близкой к температуре плавления.

Температура загорания железа в кислороде зависит от состояния, в котором оно находится. Так, например, железный порошок загорается при 315° С, тонкое листовое или полосовое железо — при 930° С, а поверхность крупного куска стали — при 1200-1300° С. Горение железа происходит с выделением значительного количества тепла и может поддерживаться за счет теплоты сгорания железа.

Как показал анализ шлака, 30-40% удаленного из реза металла составляет не сгоревшее, а только расплавившееся железо; 90-95% окислов состоят из FeO.

Скорость реакции Fе + О = FеО пропорциональна , где оборота в обе стороны. При прожигании отверстий в железобетоне приваривание копья исключено, поэтому им делают только вращательные движения.

В качестве копья используют стальную газовую трубку диаметром , внутри которой заложены 3—4 шт. малоуглеродистой проволоки диаметром 5 мм. Эти проволоки при сгорании конца копья увеличивают количество выделяющегося тепла в месте резки. Кислород в трубку-копье подводится от рампы баллонов по шлангу с внутренним диаметром 13 мм, присоединяемым к трубке через копьедержатель с цанговым или болтовым зажимом.

При порошково-кислородной копьевой резке в трубку-копье после нагрева его конца и подачи кислорода начинают подавать порошкообразный флюс, который по выходе из трубки сгорает, образуя пламя длиной 100—150 мм с температурой около 3500—4000° С. При резке и прожигании отверстий конец копья в этом случае держат на расстоянии 30—100 мм от стенки (дна) прожигаемого отверстия. В качестве флюса используют смесь из 80% железного и 20% алюминиевого порошка.

Перемещая копье в горизонтальном или вертикальном направлении, этими способами можно не только прожигать отверстия, но и производить разрезку болванок, отрезку прибылей литья, вырезку отверстий в железобетонных, кирпичных и каменных строительных конструкциях.

Процесс резки может быть механизирован. Технология и режимы процесса, конструкции копьедержателей, а также установки для ручной и механизированной кислородной и кислородно-порошковой копьевой резки разработаны в сварочной лаборатории МВТУ им. Баумана.

2 При резке под водой – пары бензина.

3 Этот способ называют также резкой проникающей дугой, что отражает характер дугового разряда, используемого для резки.

Название работы: Ультразвуковое резание. Резание с нагревом заготовки

Предметная область: Производство и промышленные технологии

Описание: Функции: непрерывно падают абразив в рабочий зазор и выносят оттуда частицы снятого металла; охлаждают инструмент в зоне резания. Механическая обработка с ультразвуковыми колебаниями является разновидностью резания с вибрациями. Позволяет ликвидировать нарост уменьшить объем зоны опережающей деформации и усадки стружки уменьшить силу резания. В отношении стойкости инструмента удовлетворяют результаты полученные только для быстрорежущего инструмента на низких режимах резания.

Дата добавления: 2013-11-18

Размер файла: 15.43 KB

Работу скачали: 5 чел.

95. Ультразвуковое резание. Резание с нагревом заготовки. Ультразвуковые колебания применяются в качестве основного воздействия для снятия материала(размерная ультразвуковая обработка) или в сочетании с другими видами воздействия как средство интенсификации процесса. Наибольшее применение ультразвуковые колебания получили для размерной обработки твердых и сверхтвердых материалов по любому сложному профилю для очистки и дефектоскопии. Ультразвуковые колебания с частотой

16-2кГц. Основной источник колебаний- магнито-стрекционные и пьезоэлектрические преобразователи электрического тока повышенной частоты в механические колебания. Применяемые при ультразвуковой размерной обработки жидкости выполняют след. Функции: непрерывно падают абразив в рабочий зазор и выносят оттуда частицы снятого металла; охлаждают инструмент в зоне резания.

Виды обработки с применением ультразвуковых колебаний:

Ультразвуковая обработка в абразивной суспензии. В качестве инструмента служат взвешенные в жидкости абразивные зерна, получающие необходимую энергию от вибрирующего торца ультразвукового вибратора. Производительность обработки более 1000-10000 /мин, причем она падает с увеличением площади поперечного сечения инструмента или с ростом относительной глубины обработки. Обрабатываемость материала зависит от физ-мех свойств: чем ниже пластичность, тем лучше его обрабатываемость. Применяется для притупления острых кромок, снятия заусенцев, для обработки штампов, изделий из хрупких материалов(стекла,керамики).
Механическая обработка с ультразвуковыми колебаниями является разновидностью резания с вибрациями. Позволяет ликвидировать нарост, уменьшить объем зоны опережающей деформации и усадки стружки, уменьшить силу резания. В отношении стойкости инструмента удовлетворяют результаты полученные только для быстрорежущего инструмента на низких режимах резания.

Выводы о целесообразности применения методов механической обработки быстрорежущим и абразивным инструментом с ультразвуковыми колебаниями:

--На операциях выполнение которых связано с малыми усилиями на упругую систему не вызывающих значительного расстройства системы под нагрузкой (шлифование).

--На операциях когда решающее значение имеет снижение действующих сил резания, ликвидация наростообразования (обработка деталей малой жесткостью с низкой шероховатостью).

--Когда этот метод является единственным удобным средством выполнения заданной операции.

Резание с нагревом заготовки. Нагрев заготовки до определенной температуры (терморезание) позволяет улучшить обрабатываемость резанием. Метод эффективен для обработки сталей и сплавов высокой прочности, тугоплавких материалов, нержавеющих и жаропрочных материалов. Нагрев производится всей заготовки в целом(сплошной) в электропечах или локально: индуктивным при помощи ТВЧ, электродуговыми электроконтактным нагревом и другими. Нагрев способствует снижению мех. свойств, определяющих сопротивление металла пластическим деформациям. Однако его применение ограничено увеличением интенсивности износа инструмента. Данный способ рентабелен при обработке закаленных сталей твердым сплавом; и нецелесообразен при обработке быстрорежущим инструментом. Оптимальную температуру резания можно получить за счет выбора режимов резания, при этом стойкость инструмента может существенно уменьшиться. Предварительный нагрев разупрочняет материал на большую глубину, в результате уменьшаются силы резания и контактные усилия трения, что способствует снижению тепловыделения, обусловленного процессом резания, так как приращение t эквивалентно работе, совершенной инструментом. Следовательно, предварительный

нагрев снижая интенсивность тепловыделения оказывает на температуру резания косвенное влияние уменьшая ее, а с другой стороны повышает температуру в зоне резания. При выборе температуры нагрева нецелесообразно достигать температур, вызывающих структурные превращения в материале, поэтому нагрев осуществляют на 35-40°ниже температурного интервала для отжига и старения.

Кислородная резка 1 стали, основана на свойстве железа гореть в струе чистого кислорода, будучи нагретым, до температуры, близкой к температуре плавления.

Нагревание металла при резке производят газокислородным пламенем. В качестве горючих при резке могут применяться ацетилен, пропан-бутан, пиролизный, природный, коксовый и городской газы, пары керосина 2 .

Кроме подогрева металла до температуры горения в кислороде, подогревающее пламя выполняет еще следующие дополнительные функции:

● подогревает переднюю (в направлении резки) верхнюю кромку реза впереди струи режущего кислорода до температуры воспламенения, что обеспечивает непрерывность процесса резки;

● вводит в зону реакции окисления дополнительное тепло, покрывающее его потери за счет теплопроводности металла и в окружающую среду; это имеет особенно важное значение при резке металла малой толщины;

● создает защитную оболочку вокруг режущей струи кислорода, предохраняющую от подсоса в нее азота из окружающего воздуха;

● подогревает дополнительно нижнюю кромку реза, что важно при резке больших толщин.

Мощность подогревающего пламени зависит от толщины и состава разрезаемой стали и температуры металла перед резкой.

Металл нагревают на узком участке в начале реза, а затем на нагретое место направляют струю режущего кислорода, одновременно передвигая резак по намеченной линии реза. Металл сгорает по всей толщине листа, в котором образуется узкая щель. Интенсивное горение железа в кислороде происходит только в слоях, пограничных с поверхностью режущей струи кислорода, который проникает (диффундирует) в металл на очень малую глубину.

С момента начала резки дальнейший подогрев металла до температуры воспламенения происходит, в основном, за счет тепла реакции горения железа. При чистой, свободной от ржавчины и окалины поверхности, резка может продолжаться и без дополнительного подогрева. Однако лучше продолжать резать с подогревом, так как это ускоряет процесс.

Рис. 1. Простейшие приспособления для резки:
а – для вырезки фланцев,

б – для вырезки отверстий,

в – для резки труб,

г – для пакетной резки.
Для процесса резки металла кислородом необходимы следующие условия:

● температура горения металла в кислороде должна быть ниже температуры плавления, иначе металл будет плавиться и переходить в жидкое состояние до того, как начнется его горение в кислороде;

● образующиеся окислы металла должны плавиться при температуре более низкой, чем температура горения металла, и не быть слишком вязкими; если металл не удовлетворяет этому требованию, то кислородная резка его без применения специальных флюсов невозможна, так как образующиеся окислы не смогут выдуваться из места разреза;

● количество тепла, выделяющееся при сгорании металла в кислороде, должно быть достаточно большим, чтобы обеспечить поддержание процесса резки;

● теплопроводность металла не должна быть слишком высокой, так как иначе, вследствие интенсивного теплоотвода, процесс резки может прерываться.

Кислородно-флюсовая резка

При обычной кислородной резке высоколегированных хромистых и хромоникелевых нержавеющих сталей на поверхности реза образуется пленка тугоплавких окислов хрома, имеющих температуру плавления около 2000° С и препятствующих дальнейшему окислению металлов в месте реза. Поэтому кислородная резка этих сталей требует применения особых приемов и способов. До разработки способа кислородно-флюсовой резки нержавеющих сталей пользовались приемами резки, основанными на создании вблизи поверхности реза участков металла с высокой температурой нагрева, способствующих расплавлению пленки окислов хрома. Это достигалось введением в разрез дополнительного тепла от сгорания присадки из малоуглеродистой стали. В качестве таковой использовалась стальная полоска, уложенная вдоль линии реза, или валик, наплавленный металлическим электродом. Выделяющееся при сгорании железа тепло, а также переходящее в шлак железо (полоски или наплавки) и его окислы способствуют разжижению и удалению окислов хрома. Этими способами можно было резать нержавеющую сталь небольшой толщины (10—20 мм), при этом качество реза и производительность низкие, резка протекает неустойчиво и часто прерывается.

Рис.2. Схема подачи флюса: а – с внешней подачей, б – однопроводная под высоким давлением,

в – с механической подачей, 1 – газофлюсовая смесь, 2 – флюс, 3 флюсонесущий газ,

4 – кислородно – флюсовая смесь, 5 – режущий кислород.

Более совершенным способом резки высоколегированных нержавеющих сталей является кислородно-флюсовая резка. В качестве флюса применяют, как правило, железный порошок с зернами 0,1—0,2 мм. Сгорая в струе режущего кислорода, железный порошок выделяет дополнительное тепло, которое повышает температуру в месте реза. Вследствие этого тугоплавкие окислы остаются в жидком состоянии и, будучи разбавлены продуктами сгорания железа, дают жидкотекучие шлаки. Резка протекает с нормальной скоростью, а поверхность реза получается чистой.

Газо-дуговая резка

За последние годы широкое распространение получили способы газо-дуговой резки: воздушно-дуговая, плазменно-дуговая и плазменная. Они применяются для резки многих металлов и сплавов. В ряде случаев находит также применение кислородно-дуговая резка стали. Способы газо-дуговой резки используют сейчас на многих предприятиях, что дает большую экономию в народном хозяйстве. Ведутся работы по механизации и автоматизации газо-дуговой резки.

Рис. 3. Переносная газорезательная машина МГП-2:
ведущего механизма 1, неподвижной державки 14, подвижной державки 16, газового коллектора 10,

резак 11, корпус 9, штанга 8. электрочасть 2,

рукоятка 5, ролик 3, разъём 4, ручка потенциометра 7, тумблер 6, маховик 12, гайка 13, защитный щиток 15.

Воздушно-дуговая резка

Этот способ резки основан на расплавлении металла в месте реза скользящей электрической дугой, горящей между угольным электродом и металлом, с непрерывным удалением жидкого металла струей сжатого воздуха. Применяется в качестве разделительной и поверхностной резки. Для воздушно-дуговой резки может применяться также переменный ток, однако он даёт меньшую производительность, чем постоянный.

Воздушно-дуговую резку широко используют для поверхностной резки большинства чёрных и цветных металлов, вырезки дефектных участков сварных швов, срезки заклёпок, пробивки отверстий, отрезки прибылей стального литья и пр. Этим способом можно резать различные металлы (нержавеющие стали, чугун, латунь и трудноокисляемые сплавы) толщиной до 20-25 мм.

Плазменно-дуговая резка

При плазменно-дуговой резке 3 дуга возбуждается между разрезаемым металлом и неплавящимся вольфрамовым электродом (с добавлением лантана), расположенным внутри электрически изолированного формирующего наконечника. В большинстве случаев применяется дуга постоянного тока прямой полярности. Продуваемый через сопло газ обжимает дугу, обеспечивает в ней интенсивное плазмообразование и придаёт дуге проникающие свойства. При этом газ разогревается до высоких температур (10000 – 20000 °С), что обеспечивает высокую скорость истечения и сильное механическое действие плазмы на расплавляемый металл, выдуваемый из места реза.

Рис. 4. Резак РДМ-2-66 для плазменно- дуговой резки:

1 – щиток, 2 – опорный ролик, 3 – мундштук с формирующим соплом, 4 – головка резака,

5 – рукоятка, 6 – рычажный клапан, 7 – штуцер, 8 – рукав,

9 – штуцер для подачи аргона, 10 – вентиль.

Плазменно-дуговую резку целесообразно применять: при изготовлении из листов деталей с фигурными контурами; изготовление деталей с прямолинейными контурами, не требующих механической обработки; вырезки проёмов и отверстий в металлах; резке полос, прутков, труб и профилей и придания их торцам нужной формы; обработке кромок поковок и подготовке их под сварку; вырезке заготовок для механической обработки, штамповки и сварки; обработке литья.

Недостатками плазменно-дуговой резки являются: более сложное и дорогое оборудование, включающее источник питания и регулирования дуги; более сложное обслуживание; необходимость применения водяного охлаждения горелки и защитных масок со светофильтрами для резчика; необходимость более высокой квалификации резчика.

Плазменно-дуговой резкой обрабатывают алюминий и его сплавы; медь и ее сплавы; нержавеющие высоколегированные стали; низкоуглеродистую сталь; чугун; магний и его сплавы; титан. Возможность резки металла данной толщины и интенсивность проплавления определяются мощностью дуги, т. е. величиной тока и напряжения. Скорость резки регулируется изменением тока дуги (регулированием источника питания). Скорость резки быстро падает с увеличением толщины металла и одновременно увеличивается ширина реза. При ручной резке равномерное ведение процесса обеспечивается при скорости до 2 м/мин. Для больших толщин указанных металлов (кроме алюминия и его сплавов) этот способ применяется значительно реже, так как экономичнее использовать другие способы резки (кислородную, кислородно-флюсовую).

Кислородно-дуговая резка

Кислородно-дуговую резку применяют для углеродистой стали. Металл расплавляется электрической дугой, а струя кислорода служит для сжигания металла и выдувания шлаков из места разреза. В качестве электродов используют стальные трубки наружным диаметром 8 мм, длиной 340—400 мм, изготовляемые протяжкой из стальной полосы. Снаружи трубки-электроды покрывают обмазкой для устойчивости горения дуги. При резке электрод опирают концом о поверхность металла под углом к ней 80—85°, с наклоном в сторону направления резки. Образующийся на конце электрода козырек из обмазки обеспечивает необходимую длину дуги при резке.

Недостатком стальных электродов является их большой расход вследствие быстрого сгорания—за 40—50 сек. Более стойкими являются керамические трубчатые электроды из карбида кремния (карборунда) или карбида бора, покрытые металлической оболочкой и обмазкой. Карборундовый электрод диаметром 12 мм и длиной 300 мм может работать 30—40 мин при токе 300—350 А. Недостатком керамических электродов является их высокая стоимость. Трубчатые электроды можно применять при вырезке отверстий в стали толщиной до 100 мм, резке профильного проката, пакетной резке листов и других работах.

Подводная резка

Для подводной резки применяют специальные резаки, работающие на газообразном горючем (водороде) или на жидком горючем (бензине).

Рис. 6. Резак для водородно-кислородной резки
1 – мундштук, 2 – головка, 3 – трубка,

4, 6 – вентиль, 5 – рукоятка, 7 – колпак.

В головке водородно-кислородного резака по центральному каналу мундштука поступает режущий кислород, а по кольцевому каналу между мундштуками идет водородно-кислородная смесь, образующая подогревательное пламя. Снаружи мундштука имеется колпак, через который проходит сжатый воздух, образующий пузырь вокруг пламени, предохраняющий его от соприкосновения с водой. Пламя резака зажигается над водой, затем в мундштук подается сжатый воздух и резак опускают под воду.

Рис. 7. Резак для бензино- кислородной резки
1 – головка, 2 – трубка, 3 – рукоятка,

4 – вентиль для бензина, 5, 6 – вентиль для кислорода.
Головка бензино-кислородного резака имеет распылитель, через отверстие которого в камеру подается кислород, а через другие отверстия — бензин. Испаряясь в камере, бензин с кислородом образует горючую смесь, которая выходит через отверстие в донышке и сгорает. Режущая струя кислорода подается через центральный канал. Газообразные продукты сгорания своим давлением оттесняют воду от пламени и не дают ему погаснуть.

Водородно-кислородным резаком можно разрезать сталь толщиной до 70 мм под водой на глубине до 30 м. При этом наибольшее давление газов перед резаком составляет в кгс/см 2 : кислорода 6,6, водорода 5,5 и воздуха. 5.

Плазменная резка

При плазменной резке обрабатываемый материал не включается в электрическую цепь дуги. Острое кинжалообразное пламя дуговой плазмы используют для расплавления обрабатываемого материала, при сварке и резке металлов, в том числе тугоплавких, а также при резке и плавлении неэлектропроводных материалов.

Наиболее эффективно резка протекает при использовании смеси 80% аргона и 20% азота. При резке нержавеющей стали толщиной 5 мм током 300 А скорость резки достигает 65 м/ч. Резку ведут при минимальном зазоре между мундштуком и металлом, в некоторых случаях даже касаясь торцом мундштука поверхности металла. Рез получается очень узкий, равный вверху диаметру канала сопла.

звёздочка 3, цепь 4, узел натяжения цепи 5,

электродвигатель постоянного тока 7, штанга 8,

державка 9, колесо 10.
В нижней части ширина реза меньше, чем в верхней. Дугу возбуждают кратковременным касанием концом электрода кромок сопла, для чего в головке имеется устройство для осевогоперемещения электрода вниз. Сначала в мундштук пускают газ, затем опусканием электрода возбуждают дугу. В первоначальное положение электрод возвращается под действием пружины. Резка производится ручным способом или механизированным, на резательных машинах, применяемых для плазменно-дуговой резки.
Заключение.

Оказание первой помощи при несчастных случаях
При получении травмы на производстве пострадавшему должна быть немедленно оказана медицинская помощь. Первая помощь, оказываемая на производстве, заключается в остановке кровотечения, перевязке раны или ожога, освобождении пострадавшего от действия электрического тока, проведения искусственного дыхания и др. В аптечке первой помощи на каждом участке или в каждой бригаде должны быть йод, бинты, нашатырный спирт, марганцовокислый калий, жгут и др.

При воспламенении слизистой оболочки глаз следует наложить на глаза повязку (вату), смоченную в холодной воде или в 2%-ном растворе борной кислоты и перевезти пострадавшего в темное помещение.

При поражении электрическим током следует немедленно освободить пострадавшего от действия электрического тока — выключить рубильник или перерубить провода инструментом с изолирующей рукояткой. Оказывающий помощь должен предохранить себя от попадания в электрическую цепь, пользуясь для этого изоляционными материалами. Освободив пострадавшего от действия электрического тока, необходимо проверить его состояние. Если пострадавший находится в сознании, а до этого был в обморочном состоянии, то его кладут на мягкую одежду и сверху накрывают одеждой или одеялом. До прибытия врача следят за состоянием пострадавшего. Если он потерял сознание или дышит редко, со всхлипыванием, то в этом случае, уложив его, расстегивают стесняющую одежду, создают приток свежего воздуха, дают нюхать нашатырный спирт и делают искусственное дыхание.

При отравлении ядовитыми газами первая помощь заключается в удалении пострадавшего из загазованного помещения. При отравлении ядовитыми газами появляется головная боль, головокружение, тошнота, рвота, теряется сознание. В этих случаях пострадавшего укладывают на свежем воздухе, расстегивают одежду, дают нюхать нашатырный спирт, растирают кожу, дают подышать кислородом и при необходимости делают искусственное дыхание. При отравлении свинцом и его соединениями во рту появляется металлический привкус, язык приобретает беловатую окраску. При отравлении свинцом промывают желудок 1%-ным раствором английской или глауберовой соли.

Газовая сварка и резка металлов. под. ред. Глизманенко Д. Л., изд.

Руководство для сварщиков. Соколов И. И., Гисин П. И..

В разделе освещены вопросы обработки резанием труднообрабатываемых материалов с нагревом. Показаны методы интенсификации процесса резания с нагревом, приведены оптимальные условия резания для обеспечения высокой стойкости инструмента. Даны рекомендации по улучшению обрабатываемости высокопрочных, жаропрочных и других материалов при резании с нагревом. В разделе обобщен опыт отечественных специалистов.

Раздел предназначена для инженерно-технических работников.

Технический прогресс в машиностроении потребовал применения новых конструкционных материалов, обладающих повышенными прочностными характеристиками или особыми физическими свойствами, например, жаропрочных, нержавеющих, метастабильных аустенитных упрочняющихся сталей и сплавов, высокопрочных чугунов и др.

Использование этих материалов для изготовления деталей машин значительно повышает их надежность и долговечность, но, как правило, снижает технологичность при обработке резанием. Если оценивать обрабатываемость резанием по уровню скоростей резания при заданной стойкости инструмента, то для большинства труднообрабатываемых сталей и сплавов она снижается в 2—20 раз по сравнению с обычными конструкционными сталями. Так, например, если принять скорость резания для стали 45 за единицу, то для нержавеющей стали 12Х18Н9Т она составит 0,5, для жаропрочной стали 4Х12Н8Г8МФБ— 0,3, для марганцевой стали Г13Л— 0,1, а для некоторых жаропрочных сплавов — 0,012.

Обрабатываемость резанием труднообрабатываемых сталей и сплавов зависит прежде всего от их химического состава, который в сочетании с термообработкой определяет эксплуатационные характеристики этих материалов: жаропрочность, коррозионную стойкость, механическую прочность, износостойкость и т. д. Высокая степень легирования сталей и сплавов оказывает большое влияние на их обрабатываемость ввиду образования на основе легирующих элементов дисперсных фаз, упрочняющих твердый раствор сплава, или таких весьма твердых составляющих структуры, как карбиды, нитриды, интерметаллидные соединения, которые интенсивно изнашивают режущие инструменты.

Наиболее труднообрабатываемые жаропрочные сплавы и стали незначительно снижают твердость и прочность с увеличением температуры нагрева.

Упрочнение некоторых сталей в процессе резания затрудняет их обрабатываемость. Так, у сталей аустенитного класса (например, стали Г13Л) твердость в результате упрочнения увеличивается в 3—4 раза. Причиной трудной обрабатываемости многих материалов при резании является их низкая теплопроводность. Теплопроводность титановых сплавов, например, в 6—8 раз ниже, чем конструкционных сталей, а температура резания, при прочих равных условиях, соответственно в 2—2,5 раза выше.

Теория и практика резания металлов располагают большим арсеналом средств улучшения обрабатываемости. Это прежде всего термообработка, позволяющая перед резанием изменить структурное и фазовое состояния обрабатываемого материала, определяющие способность его истирать режущий инструмент и способность его к пластической деформации, т. е. к упрочнению.

Большой эффект в улучшении обрабатываемости достигается путем микролегирования материала заготовки редкоземельными элементами: селеном, теллуром, а также свинцом и медью.

Широко известны такие методы улучшения обрабатываемости, как определение оптимальной марки материала инструмента и его геометрии, подбор* сочетания параметров режима резания, применение, эффективных СОЖ и способов подвода их в зону резания.

Улучшение обрабатываемости резанием высокопрочных сталей и сплавов; достигается с дополнительным или предварительным нагревами заготовки или участка ее, подлежащего удалению.

Использование нагрева основано на снижении механических свойств обрабатываемого материала, определяющих его способность сопротивляться пластическим деформациям при сохранении режущих способностей инструмента, поэтому резание с нагревом предполагает прежде всего применение твердосплавного инструмента.

Увеличение температуры на контактной поверхности снижает удельную работу резания. При обработке нержавеющей стали (до 17% молибдена) с нагревом напряжения в плоскости сдвига снизились на 40—50%. работа на образование стружки при этом уменьшилась на 30—40%.

Опыт передовых предприятий в нашей стране показал, что за счет нагрева достигается значительное увеличение стойкости режущих инструментов, улучшение качества обработанной поверхности, снижение величин сил резания. Так, при обработке стержней из материала на основе вольфрама с нагревом до 400° С в трубчатой печи, которая перемещалась относительно стержня впереди резца, стойкость инструмента увеличилась в 4—6 раз, твердость обрабатываемого материала уменьшилась с 400 до 180, предел прочности понизился с 95-И 00 до 72-J-78 кгс/мм 2 , относительное удлинение увеличилось от 0 до 6—7%.

При обработке закаленных быстрорежущих сталей с твердостью HRC60 при скорости резания с = 15 м/мин резец мгновенно изнашивался, а при нагреве работал 25 мин.

При обработке сплава с твердостью НВ 600 при а=150 м/мин, исходная стойкость резца составляла 30 с, с нагревом до 250°С — 11 мин, до 350°С — 15 мин, до 430°С—20 мин, т. е. стойкость резца увеличилась в 40 раз. Повышение стойкости инструмента почти в 15—20 раз было достигнуто при резании с нагревом до 400—500°С штамповой стали как при точении, так и при фрезеровании.

В металлургическом производстве операция огневой зачистки проката газовым пламенем требует больших затрат и нежелательна с точки зрения охраны труда. Многие металлургические заводы заменили огневую зачистку фрезерованием нагретых заготовок в линии прокатки.

В качестве предварительного нагрева широко используют нагрев, полученный при предыдущих технологических операциях: прокатке, отливке, наплавке. Для дополнительного нагрева используют электроконтактные, индукционные, газовые, плазменные установки.

В технической литературе результаты исследований особенностей процессов резания с нагревом, определения оптимальных параметров средств нагрева, режимов резания и геометрии инструмента освещены весьма скупо. Недостаточно освещен и опыт практики резания с нагревом в производственных условиях.

В предлагаемой книге на примерах обработки разных материалов с использованием различных средств нагрева делается попытка, хотя бы частично, осветить физические основы резания металлов с нагревом и результаты применения его в производстве.

Читайте также: