Почему при скоростной обработке металла резец сильнее нагревается чем при обычной кратко
Обновлено: 05.07.2024
1. Почему воспломеняется горючее в капсуле патрона при ударе по ней бойком во время выстрела? 2.Почему опасно быстро скользить вниз по канату? 3.почему при скоростной обработке металла резец нагревается сильнее чем при обычной? Помогииите!
Ответ на все вопросы один - трение 1) Механическая энергия бойка певращается в тепловую, поджигая запал 2) Можно обжечь руки - при скольжении вниз ладони нагреваются от трения 3) Температура кончика резца пропорционально линейной скорости резания, выделение теплоты выше.
941. При скоростной обработке металла температура в точках отделения стружки от изделия повышается на 800—900 °С. Объясните причину явления.
1) При обработке металла внутренняя энергия изделия повышается за счет совершения работы по преодолению силы трения между заготовкой и инструментом; 2) Если обработка металла происходит достаточно быстро, то теплота не успевает передаться далее по изделию и в окружающую среду, поэтому в точках отделения стружки от изделия температура металла повышается на 800-900 °C;
*Цитирирование задания со ссылкой на учебник производится исключительно в учебных целях для лучшего понимания разбора решения задания.
Резание металлов сопровождается выделением большого количества теплоты, о чем свидетельствует сильный нагрев стружки, резца и в меньшей степени детали. Изучение тепловых явлений при резании имеет большое практическое значение прежде всего для сохранения режущих способностей резца, на который теплота оказывает отрицательное действие. Нагреваясь, режущая кромка резца теряет твердость и затупляется.
Для борьбы с вредным действием теплоты при резании важно знать источники ее образования, зависимость от условий работы и распределение между стружкой, резцом и деталью.
Основными источниками образования теплоты при резании являются деформация срезаемого слоя металла и трение поверхностей резца, стружки и обрабатываемой детали.
При деформации частицы металла изменяются по форме, сдвигаются друг относительно друга, между ними возникает сильное трение, в результате которого выделяется теплота. Такую теплоту называют теплотой внутреннего трения в отличие от теплоты внешнего трения, которая выделяется вследствие трения соприкасающихся поверхностей резца, стружки и детали.
Исследованиями установлено, что наибольшее количество теплоты возникает в результате первого источника—деформации срезаемого слоя.
На интенсивность теплообразования влияют все условия резания: свойства обрабатываемого материала, геометрия резца, режим резания и качество применяемой смазывающе-охлаждающей жидкости. Их действие на процесс резания указывалось при рассмотрении образования стружки и сил сопротивления резанию. Однако наибольшее влияние на количество теплоты оказывает режим резания, с увеличением которого увеличивается работа деформации срезаемого слоя, почти полностью превращаясь в теплоту.
Теплота при резании распределяется между стружкой, резцом, обрабатываемой деталью и окружающей средой. Наибольшее ее количество (около 70—80%) уносится стружкой, в резец поступает 20—25%, в деталь — 4—9% и около 1% — в окружающее пространство.
Распределение теплоты не остается постоянным, оно изменяется главным образом с изменением скорости резания. С увеличением скорости резания увеличивается количество теплоты, уносимой стружкой, и уменьшается доля ее поступления в резец и деталь. Это объясняется тем, что при увеличении скорости движения стружки теплота не успевает перейти от нее к резцу и детали. Тем не менее с увеличением общего количества теплоты раскаляется не только стружка, но и значительно повышается температура резца.
Для понижения температуры нагрева резца следует правильно выбирать его геометрию, режим резания и применять смазывающе- охлаждающие жидкости. .
Влияние геометрии резца на его работоспособность указывалось при рассмотрении углов заточки резца. Было установлено, что резцы с меньшими углами в планеф и л)], с положительным углом наклона главной режущей кромки и а большим радиусом закругления вершины обладают более высокой стойкостью.
При исследовании тепловых явлейий Я. Г. Усачев установил закономерность влияния элементов режима резания на температуру нагрева резца. Им было доказано, что на температуру резца наибольшее влияние оказывает скорость резания, меньшее — подача и наименьшее — глубина резания. Эта закономерность является исходным положением для определения наиболее производительных режимов резання.
При увеличеийи глубины резания увеличивается не только количество теплоты, но и отвод ее в тело резца, так как теплота распределяется на более длинную активную часть главной режущей кромки.
С увеличением подачи активная часть главной режущей кромки не изменяется, однако от нее удаляется центр давления стружки, что уменьшает до некоторой степени нагрев резца..
Скорость резания наиболее интенсивно повышает температуру в зоне резания вследствие увеличения скорости деформации срезаемого слоя и перемещения поверхностей стружки и обрабатываемой детали относительно резца.
Одним из наиболее распространенных средств уменьшения нагрева резца является применение смазывающе-охлаждающих жидкостей, которые не только уменьшают внешнее трение, но и отбирают теплоту из зоны резания.
Вопросы для повторения
1. Укажите источники образования теплоты при резании.
2. Объясните принцип превращения работы деформации срезаемого слоя в теплоту.
3. Какие условия резания влияют на интенсивность теплообразования? Объясните их действие.
4. Как распределяется теплота при резании?
5. Укажите способы уменьшения температуры нагрева резца.
6. Как влияют углы геометрии резца на его нагрев?
7. Приведите закономерность влияния элементов режима резания на темпе- ратуру нагрева резца.
8. Объясните причины различного действия элементов режима резания на температуру нагрева резца.
9. Как следует выбирать элементы режима резания с целью уменьшения нагрева резца?
10. Какое действие оказывает смазывающе-оялаждакица я жидкость на температуру в зоне резания?
Смотрите также:
Токарный станок и токарное дело. Столярные работы. — Приспособление для выделки тел вращения из дерева и других твердых материалов
Токарные станки с ЧПУ. Наладка и эксплуатация токарных станков.
Гидро- и пневмоприводы токарных станков. Автоматизация и механизация токарной обработки.
Автоматизация и механизация токарной обработки. 17.1. Общие сведения.
19.3. Конструктивные особенности токарных станков с ЧПУ.
Фрезерное дело. Основные сведения о фрезеровании.
Слесарное дело.
Наиболее многочисленную группу металлорежущих станков составляют токарные станки ( 45).
Токарный станок токарное дело. Точеные изделия находятся во множестве между египетскими древностями, а станки … Т. станки с маточным винтом.
Двухстоечные токарно-карусельные станки. 22.2 Подвесной пульт управления станка модели 1512.
Электрическая схема токарного станка. Рассмотренные выше элементы составляют электрооборудование станка, а взаимодействие их определяется
Фрезерное дело.
Слесарное дело.
Рассмотрим конструкцию широко применяемого при обработке металлов резанием инструмента — токарного резца.
§ 7. Приспособления и приемы токарно-расточных работ. Способы обработки деталей штампов. § 1. Рабочее место слесаря-инструментальщика по штампам.
Под режимом резания чаще всего подразумевают характеристики, которые находят расчетным путем. Это глубина, скорость и подача. Данные величины являются очень важными. Без них качественно выточить любую деталь просто невозможно.
При расчете режимов работы учитывают и другие характеристики производимых рабочих манипуляций:
- допустимые припуски;
- вес заготовок;
- частота вращения шпинделя станка.
При необходимости учитываются много других характеристик тех элементов, которые влияют на процесс обработки деталей.
Характеристика режимов работы
Расчет операции резания выполняется с использованием специальных справочных и нормативных документов, которых на данный момент существует немало. Необходимо тщательно изучить представленные таблицы и выбрать в них подходящие значения. Правильно выполненный расчет гарантирует высокую эффективность применяемого режима обработки детали и обеспечивает достижение лучшего результата.
Основные виды токарных работ по металлу
Но такой метод расчета является не всегда удачным, особенно в условиях производства, когда нецелесообразно тратить много времени на изучение таблиц с огромным числом значений. Установлено, что все величины режимов резания взаимосвязаны между собой. Если изменить одно значение, закономерно, что все остальные характеристики обработки станут иными.
Поэтому очень часто специалисты предпочитают применять расчетную или аналитическую методику определения режимов резания. Используются специальные эмпирические формулы, при помощи которых определяются все необходимые нормы. Чтобы расчеты по данной методике были абсолютно точными, необходимо знать следующие параметры токарного станка:
- частота вращения шпинделя;
- величины подач;
- мощность.
На современных производствах для выполнения подобных расчетов используют специальное программное обеспечение. Специалисту достаточно ввести известные данные, после чего компьютер выдаст вычисляемые величины. Применение программ для расчетов существенно облегчает работу специалистов и делает производство более эффективным.
Устройство токарного станка
Схема расчетов
Перед выполнением расчетов операции резания необходимо определить, какой тип режущего инструмента будет использоваться в данном случае. При токарной или абразивной обработке хрупких материалов выбирают оснащение с минимальными показателями. Следует не забывать, что во время работы деталь обычно довольно сильно нагревается. Если скорость обработки будет очень высокая, она может деформироваться, что приведет к ее непригодности.
Процесс резания металла
Обязательно учитывается, какая обработка будет осуществляться – чистовая или черновая. В первом случае подбирают рабочие параметры, которые обеспечат максимальную точность. Специалисты обращают внимание и на толщину срезаемого слоя. В зависимости от данной характеристики выбирается количество проходок для выполнения обрезки на специальном оборудовании.
Глубина
Глубина является одним из важнейших параметров для обеспечения качества изготовленных заготовок. Она определяет толщину срезаемого слоя за одну проходку. При выполнении подрезки торца за глубину принимают диаметр детали.
Учитывается количество проходов, что определяется припусками на обработку:
Изменение обрабатываемого диаметра
Для определения глубины обрезки цилиндрических заготовок используется следующая формула:
k=(D-d)/2, где к – глубина обрезки, D – первоначальный диаметр, d – получаемый диаметр.
При определении режимов резания при работе с плоскими деталями вместо диаметров используют длину. Принято считать, что при черновой обработке глубина должна составлять больше 2 мм, получистовой – 1–2 мм, чистовой – меньше 1 мм. Данный параметр зависит от требований к качеству деталей. Чем меньше класс точности, тем больше проходов необходимо выполнить для достижения необходимых свойств изделий.
Схема черновой обработки металла
Подача
Пример построения траектории движения резца
Под подачей подразумевают величину перемещения резца за один оборот заготовки. При выполнении черновой обработки данный параметр может иметь максимально возможные значения. На завершительном этапе работ значение подачи определяется с учетом квалитета шероховатости. Данная характеристика зависит от глубины обрезки и габаритов заготовки. Чем меньше размеры, тем она ниже. При большой толщине срезаемого слоя выбираются минимальные параметры подачи.
Чтобы облегчить работу специалистам, разработаны специальные таблицы. Там указаны значения подачи при разных условиях режима резанья. Для выполнения точных расчетов иногда необходимо знать размер державки резца.
Если резанье выполняется с существенными ударными нагрузками, значения с таблицы необходимо умножать на коэффициент 0,85. При работе с жаропрочной конструкционной сталью подача не должна быть больше 1 мм/об.
Подачи при черновом наружном точении
Скорость
Скорость резания – это один из важнейших показателей, который определяется на этапе расчетов перед выполнением основных работ. Ее значения зависят от проводимых операций. Обычно отрезание торцов происходит при максимально возможной скорости. Сверление или точение имеют совсем иные требования к данному рабочему параметру. Поэтому для качественного выполнения поставленных задач необходимо знать следующее:
Таблица для расчета режимов резания
- тип выполняемой слесарной операции;
- вид применяемого токарного инструмента;
- материал, из которого изготовлена заготовка.
При традиционной токарной обработке скорость определяется путем умножения диаметра заготовки на количество ее оборотов за минуту и на π. Полученное значение необходимо разделить на 1000. Также скорость резанья можно определить, используя стандартные таблицы для режимов резанья.
Проверка выбранных рабочих характеристик
Когда глубина, подача и скорость определены, их необходимо проверить. Полученные рабочие параметры не должны быть больше нормативных значений, которые указаны в паспорте эксплуатируемого токарного станка.
Обязательно необходимо определить мощность оборудования. Для этого силу обрезки умножают на ее скорость и делят на 1000. Полученное значение сравнивают с тем, что указано в паспорте станка. Если рассчитанные по формулам параметры больше, необходимо корректировать глубину, подачу и скорость, чтобы избежать повреждения оборудования и инструментов.
Выбор материала резца при токарной обработке
Какие_обороты_у_токарного_станка_по_металлу
Выбор скоростей резания и чисел оборотов шпинделя в минуту для каждого перехода производим с учетом обрабатываемого материала, вида обработки и материала режущего инструмента ориентировочно — по табл. 57.
При продольном точении детали по Ø 24 мм (табл. 56, третий переход) скорость резания для латуни принимаем равной 150 м/мин. Следовательно, число оборотов шпинделя будет n= 1000v/πD=1000*150/3,14*24=1990 об/мин.
В соответствии с паспортом станка 1336, ближайшее меньшее число оборотов шпинделя в минуту составляет n= 1500.
Таким образом, скорость резания при обработке по Ø 24 мм при n = 1500 будет v= πDn/1000=3,14*24*1500/1000=113 м/мин.
При сверлении отверстия Ø 6 мм (четвертый переход) скорость резания (табл. 57) принимаем равной 50 м/мин. Следовательно, n=1000*50/3,14*6 =2750 об/мин.
В соответствии с паспортом станка принимаем n = 1500 об/мин. Следовательно, v=πDn/1000=3,14*6*1500/1000=28 м/мин.
При сверлении отверстия Ø 3 мм (седьмой переход) быстро-сверлильным шпинделем n1 = 1600 об/мин. и числе оборотов шпинделя станка n*2 = 600 об/мин. фактическое число оборотов сверла будет n св. = 1600 + 600 = 2200 об/мин.
* n = 600 об/мин. по паспорту станка соответствует наибольшему числу оборотов шпинделя при правом вращении.
Таблица 57 Скорости резания, рекомендуемые при работе инструментами из быстрорежущей стали *
Следовательно, v=3,14*3*2200/1000=20,6 м/мин.
При нарезании резьбы М16 x 1 (десятый переход) скорость резания принимаем равной 7,5 м/мин. Следовательно, n=1000v/πD=1000*7,5/3,14*16=150 об/мин.
Полученное число оборотов в минуту n = 150 соответствует паспортным данным станка.
При накатывании детали по Ø 24 мм (одиннадцатый переход) скорость резания принимаем равно 35 м/мин.
Следовательно, n=1000*v/π*D=1000*35/3,14*24=464 об/мин.
В соответствии с паспортом станка принимаем n = 375 об/мин. тогда v= 3,14*24*375/1000=28 м/мин.
Полученные числа оборотов шпинделя и соответствующие им значения скоростей резания указываем в правой верхней части технологической карты (табл. 56).
Для дальнейшие расчетов необходимо знать расстояние между револьверной головкой и торцом шпинделя по каждому переходу, которые указываются обычно непосредственно на эскизах обработки по переходам (фиг. 135).
Пример 1. Точить валик с одной стороны начерно из заготовки, полученной методом горячей штамповки (рис.2.1) 90 х 725 мм с припуском по ступеням вала 5 мм на сторону, материал заготовки сталь 40Х, σв = 72 кг/мм 2 , станок токарно-винторезный модели 16К20Ф1, η = 0,8. Инструмент — резец проходной, φ = 45°, Т5К10, резец проходной упорный 16×25 φ = 90°, Т5К10. Приспособление — центры, хомутик.
Какой режущий инструмент использовать
Изготовление деталей на подобных станках осуществляется при помощи специальных токарных резцов. Они должны обеспечивать следующее:
Виды и назначения токарных резцов
- качественную обработку деталей с получением нужной формы и размеров;
- достижение высокого качества обрабатываемой поверхности;
- высокую производительность при минимальных энергетических затратах;
- технологичность в изготовлении;
- ремонтоспособность;
- минимальный расход дорогих материалов для их изготовления.
Токарные резцы классифицируют по разным параметрам. По виду производимых работ они могут быть отрезными, проходными, фасонными, подрезными и т. д. Резцы изготовляются из различных материалов – алмазов, вольфрама, титан-вольфрама и других. В зависимости от конструктивного исполнения данные инструменты бывают цельными, сборными и комбинированными.
Выбор конкретного типа инструмента осуществляется с учетом режимов проводимых рабочих операций, твердости заготовки, геометрических параметров режущей части и других характеристик.
Видео по теме: Токарная обработка металла
Рекомендации по резке металла при помощи газового резака
Какое озеро в мире самое крупное
Компании по обработке металла в Нижнем Тагиле
Какие используются резцы?
Широкий спектр токарных работ обеспечивается разнообразием обрабатывающих инструментов. Наиболее распространенным инструментом являются резцы.
Ключевое отличие всех резцов — форма режущей кромки, влияющей на тип обработки.
Все режущие приспособления изготовлены из металлов, прочность которых превышает прочность обрабатываемого изделия: вольфрама, титана, тантала.
Также можно встретить резцы керамические и алмазные, использующиеся для обточки, требующей высокой точности.
На эффективность работы оборудования влияет глубина и скорость обработки, величина продольной подачи заготовки.
Данные параметры обеспечивают:
высокую скорость вращения шпинделя механизма и обточки детали;
высокую устойчивость устройства для рассекания;
максимально допустимое количество образовывающейся стружки.
Скорость резки зависит от вида металла, типа и качества режущего приспособления. Показатель обточки и скорость рассекания устанавливают частоту вращения шпинделя.
Токарный механизм может иметь чистовые или черновые резцы.
Геометрические размеры режущего приспособления позволяют срезать малые и большие площади слоя. По направлению движения резцы делятся на правые и левые.
По размещению лезвия и форме резцы бывают следующих видов:
оттянутые (когда ширина резца меньше ширины крепления).
По назначению режущие приспособления подразделяются на:
- резьбовые;
- расточные;
- фасонные;
- проходные;
- канавочные;
- подрезные;
- отрезные.
ВАЖНО ЗНАТЬ: Технология лазерной резки металла
Эффективность токарной обработки значительно увеличивается при грамотном подборе геометрии резца, влияющей на качество и скорость обработки.
Для правильного выбора нужно знать про углы, представляющие собой углы между направлением подачи и кромками режущего инструмента.
Углы бывают следующих видов:
- вспомогательные;
- главные;
- при вершине.
Угол при вершине выставляется в зависимости от расточки резца, а главный и вспомогательный – от установки резца.
При больших показателях главного угла снизится стойкость резца, так как в работе будет только небольшая часть кромки.
При низких показателях главного угла, резец будет устойчивым, что обеспечит эффективную обработку резцом.
Для тонких деталей средней жесткости главный угол выставляется в значении 60-90°, для деталей с большим сечением выставляется угол в 30-45°.
Вспомогательный угол для создания деталей должен составлять 10-30°. Большое значение угла ослабит вершину резца.
Для торцовых, сферических и цилиндрических поверхностей деталей одновременно используются упорные проходные резцы.
Для наружных поверхностей используются отогнутые и прямые резцы, отрезные резцы применяются для обточки канавок и отрезания определенных частей изделия.
Обточка фасонных поверхностей, у которых образуется линия длиной до 4 см, осуществляется фасонными резцами круглыми, стержневыми, тангенциальными и радиальными по направлению подачи.
Читайте также: