Запорожец  Издания 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 [ 23 ] 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129

Наиболее энергичное вьщеление тепла происходит в зонах значительных деформаций и трения. Направления тепловых потоков в стружке /, резце 2 и детали 3 показаны стрелками. Тепло распространяется как вдоль стружки, так и в направлении ее толщины. Уравнивание температуры в стружке происходит после ее снятия. Наибольшая температура в резце возникает в зоне контакта с образующимся элементом стружки.

Тепловые потоки направлены в глубь резца. Наибольшая температура в детали возникает в поверхностном слое, примыкающем к плоскости скалывания, и задней поверхности резца. Тепловой поток направлен в глубь детали, причем по мере углубления температура быстро снижается. Температурное поле зависит от ряда факторов: обрабатываемой детали, элементов резания (скорости резания, глубины резания, подачи), элементов геометрии резца, охлаждения зоны резания и др. Указанные факторы влияют на величину работы резания, расположение источников тепловыделения, параметров теплопередачи, теплоотво-дящие массы, баланс теплоты.

Материал детали существенно влияет на температуру резания. Чем выше работа на образование стружки, тем больше и тепловыделение. Чем меньше теплопроводность материала, тем, следовательно, меньше тепла пойдет в стружку и деталь, а больше - в режущий инструмент. Работа на образование стружки зависит от механических характеристик материала и возрастает с увеличением предела текучести при пластическом сжатии 0 и модуля пластичности т.

Элементы резания оказывают также большое влияние на тепловыделение и температуру резания. При более интенсивных режимах возрастает количество тепла, поступающее в стружку, деталь и инструмент.

Рассмотрим влияние на температурное поле элементов геометрии резца. Увеличение переднего угла у снижает работу резания в связи с уменьшением силы но в то же время ухудшает теплоотвод в Зоне резания. Исследования А. М. Даниеляна показывают, что изменение переднего угла в пределах 25-15° не оказывает заметного влияния на температуру контакта, а дальнейшее уменьшение угла v повышает температуру. Обстоятельство это вызвано тем, что при малых значениях переднего угла деформация стружки велика. Сильно влияет на температуру главный угол в плане ф. При уменьшении угла ф толщина среза снижается, а ширина возрастает. Снижение толщины среза уменьшает работу резания, приходящуюся на единицу длины режущей кромки, и поэтому температура также снижается. С увеличением радиуса при вершине резца толщина среза также снижается, что также приводит к снижению температуры. При малых задних углах вследствие увеличения сил, действующих на задние поверхности резца, температура возрастает.



§ 3. СМАЗЫВАЮЩЕ-ОХЛАЖДАЮЩАЯ ЖИДКОСТЬ И ЕЕ ПРИМЕНЕНИЕ

Смазывающе-охлаждающие вещества выполняют следующие функции [25, 27]:

а) отводят часть тепла от мест его образования, уменьшая таким образом долю тепла, идущую на нагрев инструмента, детали и стружки, и их охлаждая (охлаждающее действие);

б) облегчают пластическое деформирование и снижают затраченную на него работу (разрушающее действие);

в) снижают работу трения (смазывающее действие);

г) способствуют отводу стружки из зоны резания.

Отвод тепла из зоны резания зависит от свойств охлаждающего вещества, его расхода и температуры. Чем больше будут теплопроводность, теплоемкость и скрытая теплота парообразования охлаждаюнхей среды, тем выше будет ее охлаждающая способность. С увеличением расхода охлаждающих веществ (скорости подвода в зону резания) и разности температур зоны резания и охлаждающей среды отвод тепла увеличивается.

Вопрос о снижении работы на пластическое деформирование и трение в связи с применением смазывающе-охлаждающих веществ был рассмотрен в гл. IV. Отвод стружки из зоны резания происходит в связи с механическим воздействием на нее смазывающе-охлаждающих веществ и зависит от их расхода и давления.

Для усиления смазывающего и разрушающего действия к смазывающе-охлаждающим веществам добавляют поверхностно и химически активные вещества (стеариновая и олеиновая кислоты и др.), для устранения вредного воздействия на оборудование, оснастку и изделия добавляют антикоррозийные вещества и для повышения устойчивости эмульсий стабилизаторы или эмульгаторы [37]. Смазывающе-охлаждающие вещества не должны оказывать вредного действия на работающих.

Рассмотрим наиболее употребительные смазывающе-охлаждающие вещества. При обработке конструкционных сталей и чугунов наиболее широко применяют водные эмульсии с минеральными маслами. Концентрация эмульсий составляет обычно 2-10%; больший процент применяют для чистовых работ.

Часто при обработке малопластичных материалов (чугун, пластмассы) смазочно-охлаждающие вещества не применяют, так как эффект от их применения сравнительно невелик, а применение жидкостей приводит к загрязнению рабочего места. При обработке магниевых сплавов использование эмульсий может Вызвать воспламенение в зоне резания и поэтому в этих случаях пользуются хорошо очищенными минеральными маслами.

Минеральные масла дают хорошие результаты и при обработке алюминиевых сплавов. Для ответственных работ, как протягивание, зубонарезание, резьбонарезание, часто применяют осернен-ные масла (сульфофрезол), смешанные масла, скипидар. Эти масла



оказывают хорошее смазываюш,ее действие, позволяюш,ее улучшить качество обработанной поверхности. Смешанные масла являются смесью растительных и менее дефицитных минеральных масел. Скипидар используют при обработке алюминиевых сплавов.

Для обработки жаропрочных и нержавеющих сплавов при значительных сечениях среза рекомендуются смазывающе-охлаж-дающие жидкости со значительной охлаждающей способностью [27]. К таким жидкостям относятся эмульсии, содержащие 5% сульфофрезола, водные растворы солей натрия и четыреххло-ристый углерод.

При резании с малыми сечениями среза (например, нарезании резьбы) инструменты работают в более легких температурных условиях и в этих случаях часто применяют жидкости с хорошими смазывающими свойствами (масла), чтобы с увеличением стойкости инструмента получить лучшее качество обработанной поверхности.

С целью повышения охлаждающей способности эмульсии возможно прибавление к ней сыпучих твердых тел, обладающих значительной теплопроводностью. В Московском авиационном институте были проведены специальные исследования под руководством В. А. Кривоухова [27] по установлению влияния на эффективность охлаждения прибавки к эмульсии алюминиевой пудры. На 8 /г эмульсии добавлялся 1 кГ порошка. Для того чтобы мельчайшие частицы алюминия находились во взвешенном состоянии, указанная смесь, находившаяся в корыте станка, перемешивалась сжатым воздухом. Охлаждение резца производилось падающей струей. Такое охлаждение позволило по сравнению с обычным увеличить стойкость резца более чем в 2 раза. В качестве твердых смазок также используют дисульфид молибдена и графит.

В последние годы в качестве смазывающе-охлаждающих веществ применялись газы (например, COg), но в силу неудобств, связанных с их хранением, подводом в зону резания, очисткой воздуха цеха, эти методы охлаждения распространения не получили.

Использование смазывающе-охлаждающих жидкостей возможно как непосредственное, так и в виде воздушных эмульсий. Воздушная эмульсия представляет собой смесь воздуха со смазыва-юще-охлаждающими жидкостями так, что при этом распыленные частицы жидкости находятся в воздушной среде.

Подвод смазывающе-охлаждающих жидкостей в зону резания обычно выполняется поливом зоны резания сверху (рис. 51, а) или со стороны задних поверхностей (рис. 51, б).

При подводе смазывающе-охлаждающей жидкости сверху следует следить, чтобы струя направлялась в зону стружкообразования. Количество подводимой жидкости зависит от условий



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 [ 23 ] 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129