Соотношение между относительным сдвигом и коэффициентом усадки стружки

Вопрос№14 Соотношение между относительным сдвигом и  коэффициентом усадки стружки:

Установим соотношение между коэффициентом усадки стружки и величиной относительного сдвига. Анализируя зависимости приходим к выводу, что и кoэффициент усадки стружки, и величина относительного сдвига минимальны при одном и том же значении угла

Подставив получим:

Место для формулы.

=2  (5.8)

==1 (5.9)

Таким образом, минимальная величина относительного сдвига за­висит от принятого значения переднего угла. При 𝓳=0 =2

Минимальное значение коэффициента усадки стружки не зависит от ка­ких—либо переменных факторов и всегда остается равным единице.

Анализ зависимости (5.8) показывает, что с увеличением перед­него угла величинауменьшается. Определим, при каком значении переднего угла Из (5.8) имеем: и 𝓳=37⁰ При значениях переднего угла, больших 37 , величина относительного сдвига оказывается меньше единицы. Для того чтобы де­формация сдвига в процессе резания отсутствовала (ε=0), передний угол инструмента должен быть равным 90⁰ , т.е. срезание слоя дол­жно осуществляться инструментом типа столовый нож.

Сравнение зависимостей показывает, что при 2 относительный сдвиг и коэффициент усадки имеют близкие значения (ε=). Однако приэтом следует напомнить, что величина от­носительного сдвига отражает степень искажения отделяемого элемен­та в процессе его сдвига, а коэффициент усадки стружки — результат сравнения размеров стружки и участка, с которого она срезана.Приметалл стружки имеет четко выраженную текстуру, являющуюся следствием его деформации. Относительный сдвиг является более достоверной по сравнению с коэффициентом усадки количественной характеристикой степени деформации металла при резании. Коэффици­ент же усадки стружки является лишь качественной ее характеристи­кой. Однако простота измерения коэффициента усадки стружки обуслов­ливает широкое его практическое применение.

Применяемая литература:  «Теория резания материалов» Барботько А. И.;  «Резание материалов» учебное пособие

Вопрос №20. Значение глубины деформируемого поверхностного слоя при различных видах обработки.

Глубиной резания tпри строгании называется величина слоя металла, срезаемого за один проход резца и измеренного в направлении, перпендикулярном к обработанной поверхности (рис.4, а).

b=мм;

где b– ширина срезаемого слоя.

   Для большинства долбежных резцов  и  (рис. 4б). Тогда a=s, b=t, а площадь сечения срезаемого слоя F=ab=st

Рис. 4(а,б)

   Глубиной резания tназывается расстояние между обрабатываемой и обработанной поверхностями, измеренное в направлении, перпендикулярном к последней (рис. 5). Глубина резания всегда перпендикулярна к направлению подачи. Таким образом, при наружном продольном обтачивании глубина резания представляет собой полуразность между диаметрами заготовки Dи обработанной поверхности

t=мм.

При отрезке глубина резания равна ширине отрезного резца.

Рис. 5

    Глубина резания при сверлении определяется диаметром сверла, т.е.

t=мм,

а при рассверливании отверстия диаметромd

t=мм.

Вопрос №21 Внутренние напряжение 1-рода в поверхностном слое

В результате упрочнения (наклепа) происходит образование внут­ренних остаточных напряжений. Это связано с тем, что любая пласти­ческая деформация сопровождается ростом напряжения, необходимого для продолжения деформации. Возникающие внутренние напряжения от­личаются по величине, знаку, направлению (выделяют, например, нор­мальные, касательные, сжатия, растяжения, изгиба и другие напряжения).

В зависимости от исследуемого объема деформированного магерила различают внутренние напряжения трех родов. Напряжения первого рода определяют упругие деформации изделия или его участков.

Вопрос №20. Графическое построение переднего угла от скорости резания при наличии и отсутствии нароста.

(Барботько А. И. Зайцев А. Г. "Теория резания металлов", часть 1, стр. 184-185)

По мере увеличения скорости резания больше  снижается интенсивность образования нароста, уменьшается передний угол .

V, м/мин

Рис. 6.7. График соотносительного изменения переднего углапод действием скорости резания

Вопрос№21 Графическое построение изменения коэффициента трения и усадки при наличии и отсутствии нароста:

Вопрос№32.Шероховатость обработанной поверхности при обработке радиусным резцом. Вывести формулу для определения высоты неровностей.

Высота неровностей h_T зависит от величины подачи s и формы рабочей части инструмента, а также радиуса закругления r вершины режущей части. Для радиусного резца высота неровностей:

Барботько А.И., Зайцев А.Г. Теория резания металлов. Ч.1. Основные

 процессы резания: Учеб. пособие. - Воронеж: Изд-во ВГУ, 1990.-216с

Вопрос№32. Понятие о допустимом износе.

Количественное выражение величины износа, при которой работа инструмента должна быть прекращена, называется допустимым износом инструмента.

Барботько А.И., Зайцев А.Г. Теория резания металлов. Ч.1. Основные

 процессы резания: Учеб. пособие. - Воронеж: Изд-во ВГУ, 1990.-216с

Вопрос№48. Основные геометрические характеристики при изнашивании инструмента по задней поверхности.

(Барботько А. И. Зайцев А. Г. "Теория резания металлов", часть 1, стр. 176, 190)

Изнашивание задних поверхностей так же, как и передней, происходит в условиях пластического торможения контактных слоев обрабатываемого материала. Однако нарост или застойная зона на задних поверхностях, как правило, не образуются в силу того, что скорость относительного перемещения трущихся поверхностей резко не меняет своего направления и величины, как это наблюдается при подходе срезаемого слоя к передней поверхности инструмента. Образовавшаяся в процессе резания фаска на задней поверхности — это та же лунка, только полученная на задней поверхности инструмента от контакта с поверхностью изделия»

Интенсивность изнашивания задних поверхностей в большинстве случаев должна быть больше, чем передней поверхности, так как скорость движения поверхности резания относительно задних поверхностей инструмента больше, чем скорость движения стружки вдоль передней поверхности (из-за усадки стружки) .

Площадка износа на задней поверхности становится дополнительным источником нагрева передней поверхности инструмента и, если допустить значительное его увеличение, это может привести к разрушению инструмента.

Важным фактором, определяющим интенсивность изнашивания задней и передней поверхностей, является степень развития нароста на передней поверхности, который разгружает заднюю поверхность инструмента от контакта с обрабатываемым материалом ( рис. 6.2).

Рис. 6.2. Схема образования и разрушения нароста

Вопрос№41. Графоаналитическое определение оптимальной величины допустимого износа.

(Барботько А. И. Зайцев А. Г. "Теория резания металлов", часть 1, стр. 196)

В прямоугольной системе координат строят гра­фик   ,причем износ откладывают по оси ординат, а продол­жительность обработки — по оси абсцисс (рис. 6.12). Из начала ко­ординат по отрицательной оси ординат откладывают отрезок  в принятом масштабе. Из конца его проводят прямую, касательную к графику   . Координаты точки касания в масштабе коорди­натных осей определяют величину оптимального износа  ,обес­печивающего наибольший срок службы инструмента.

    Для определения величины допустимого износа, обеспечивающего достижение в процессе резания заданных значений точности обработки шероховатости поверхности, производительности процесса и себесто­имости обработки, необходимо иметь математические модели соотно­шений между их количественными оценками и износом инструмента.

    В процессе обработки резанием приближение момента, когда износ инструмента становится равным величине допустимого износа, можно зафиксировать путем периодических остановок процесса резания и за­меров площадок износа на рабочих поверхностях инструмента. В от­дельных случаях это можно сделать по таким проявлениям затупле­ния инструмента, как появление блестящих полосок на поверхности ре­зания, изменение цвета и формы сходящей стружки, появление харак­терного звука (свиста) и вибраций, изменение шероховатости обрабо­танной поверхности и другим.

Рис. 6.12.Графоаналитическое определение оптимальной величины допустимого износа

Вопрос №27  Механизмы изнашивания передней и задней поверхности.

Применяемая литература:  «Теория резания материалов» Барботько А. И.;  «Резание материалов» учебное пособие.

Рис. 1. Распределение износа по поверхностям инструмента:

а- общий вид режущей части инструмента со следами износа;
б- износ по задней поверхности;
в- износ по передней поверхности.

Износ режущего инструмента только по задней поверхностинаблюдается при обработке хрупких материалов, при резании которых образуется стружка надлома, не представляющая собой сплошного прочного тела.

Износ режущего инструмента только по передней поверхности происходит в случае обработки вязких металлов с большими сечениями среза, когда образуется устойчивый нарост, исключающий контакт задней поверхности с обрабатываемым материалом.

Инструмент может подвергаться различным по своей природе,видам изнашивания: абразивному, адгезионному, химическому, диффузионному, электроэрозионному и другим.

Вопрос №43Понятие о стойкости инструмента.

Применяемая литература:  «Теория резания материалов» Барботько А. И.;  «Резание материалов» учебное пособие.

Под стойкостью (Т) режущего инструмента понимается время его работы до достижения определенной величины износа (VB). Чаще всего инструментом можно работать и дальше, но при постоянном наблюдении за его состоянием, поскольку возможны непредвиденные сколы, разрушение или ухудшение чистоты обработки.

Вопрос №50 Величина экономических параметров процесса резания на оптимальную величину допускаемого износа.

Для определения величины допускаемого износа, обеспечивающего достижение в процессе резания заданных значений точности обработки, шероховатостей поверхности, производительности процесса и себестоимости обработки необходимо иметь математические модели соотношений между их количественными оценками и износом инструмента, подобные зависимости.

А. И. Барботько, А. Г. Зайцев  «Теория резания металлов» 

(глава 5, стр. 196)

Список литературы:

Часть 3

А. И. Барботько, А. Г. Зайцев  «Теория резания металлов» 

(глава 5, стр. 159-175)

Часть 4

А. И. Барботько, А. Г. Зайцев  «Теория резания металлов» 

(глава 6, стр. 175-186)

Часть 5

А. И. Барботько, А. Г. Зайцев  «Теория резания металлов» 

(глава 6, стр. 186-197)