Запорожец Издания
по задним поверхностям hg - 0,9-1,2 мм. При других значениях указанных факторов следует ввести поправки: а) в зависимости от прочности обрабатываемого материала б) в зависимости от главного угла в плане ф Ф° 30 45 60 70 90 1,08 1,0 0,94 0,94 0,89 в) в зависимости от переднего угла у у" 20 10 О -10 -20 Кз 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 г) В зависимости от износа по задним поверхностям ha в мм 0,9-1,2 1,5-2 /<4 1 1.05 Пример. Определить силу при скоростном точении стали Од == 85 кГ/мм, режиме резания t = 2 мм; s = 0,8 мм/об, v = = 90 м/мин, геометрии резца: ф = 60°, = 10° и износе hg == = 1,52,0 мм. Р = 300-2-0,8° - 90-° (У0,94-1 • 1,05 = 267 кГ. Глава ТЕПЛОВЫДЕЛЕНИЕ ПРИ РЕЗАНИИ И ИЗНОС РЕЗЦОВ § 1. ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС ПРИ РЕЗАНИИ Впредыдущей главе было указано, что работа при резании металлов в основном состоит из работы, затрачиваемой на пластическое деформирование срезаемого слоя и обработанной поверхности и работы трения на контактных поверхностях инструмента. Эти две составляющие работы резания и являются основными источниками возникновения тепла. Соответственно источниками возникновения тепла являются зоны деформации: объемы деформируемых частей срезаемого слоя и поверхностного слоя детали, а также контактные площадки инструмента со стружкой и обработанной поверхностью. Возникающее тепло по законам теплопередачи переходит от более нагретых мест к менее нагретым, при этом происходит нагрев частей (слоев) стружки, режущего инструмента и детали, удаленных от очагов возникновения тепла. Незначительная часть тепла нагревает крепежные приспособления, станок и окружающую среду. Количество тепла, выделяющееся при резании металлов, можно приблизительно определить по формуле Q = ккал/мин, где Е - механический эквивалент тепла, равный 427 кГм/ккал. Следовательно, чем больше сила резания и выше скорость резания, тем больше выделится в зоне резания тепла. Нагрев режущего инструмента приводит к снижению твердости (размягчению) его рабочих поверхностей, вследствие чего сопротивление изнашиванию (износостойкость) и стойкость его снижаются. При значительной температуре нагрева, приближающейся к красностойкости материала режущей части данного инструмента, нормальные условия работы нарушаются, так как инструмент весьма быстро выходит из строя. Нагрев поверхности обрабатываемой детали обычно повышает ее пластичность, меняет условия трения, что приводит к ухудшению чистоты поверхности; при сильном нагреве возможны структурные изменения. При чистовых работах термическое расширение инструмента и детали может оказать влияние на точность обработки. В-то же время условия производительной обработки требуют работы с возможно большими размерами среза (глубиной резания и подачей) и скоростями резания. В связи с этим существенное значение приобретают изучение и дальнейшее управление тепловым балансом и температурами зоны резания. Под тепловым балансом резания понимается распределение тепла между сходящей стружкой, обрабатываемой деталью, режущим инструментом и окружающей средой. Изучение теплового баланса производится с помощью калориметров. В частности, для определения общего количества выделившегося тепла (рис. 41) измеряют начальную температуру калориметра 1 с полмещенными в нем и имеющими ту же температуру заготовкой 2 и резцом 3 с помощью термометра 4. Затем в течение определенного времени осуществляется процесс резания. После снятия стружки фиксируется вновь температура калориметра. По измеренным начальной и конечной температурам находящихся в калориметре элементов (стружки, резца, детали, приспособления), их удельной теплоемкости и массе определяют количество выделившегося тепла в процессе резания по формуле Q= V.MC- Рис. 41. Схема калориметра ккал/мин, где Q„ -• конечная температура в °С; Qo - начальная температура в °С; М - масса элементов (стружки, резца, детали, приспособле-f ния) в г; ; С - теплоемкость элементов в ккал/г-°С; т - продолжительность резания в мин. С целью установления теплового баланса определяют раздельно количество тепла в стружке, инструменте и детали. В частности, для установления количества тепла, уходящего со стружкой, последнюю направляют в калориметр. Калориметрическим методом пользовались Я. Г. Усачев и далее ряд советских исследователей [16, 27]. Приведенные исследования показали, что тепловой баланс при резании металлов меняется в зависимости от элементов резания, условий отвода стружки и других факторов. Существенно влияет на тепловой баланс скорость резания, с ее увеличением возрастает процент тепла, уходящего со стружкой, а процент тепла, идущего в инструмент и деталь, снижается. 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
|