Резание металлов и режущий инструмент
Факторы, влияющие на интенсивность изнашивания инструментов: резца, сверла, фрезы. Назначение и область применения обработки заготовок протяжками. Устройство радиально-сверлильного станка. Определение скорости резания; машинное время при фрезеровании.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 17.03.2014 |
| Размер файла | 1,2 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Содержание
249. Приведите эскизы износа инструментов (резца, сверла, зубы, фрезы,) Какие факторы и как влияют на интенсивность изнашивания инструментов?
269. Назначение и область применения обработки заготовок протяжками. Укажите достигаемую точность обработки и шероховатости поверхности. На схеме протяжки укажите её составные части и на схеме зуба протяжки его главные углы. Дайте им определение
279. Кратко опишите устройство и работу радиально-сверлильного станка (её следует вычертить ) подсчитайте максимальную частоту вращения шпинделя
299. Определите скорость резания и основное (машинное) время при сверлении сквозного отверстия глубинной 100 мм чугунной заготовке .Диаметр сверла равен =20 мм, подача S = 0,3 мм/об.твердость чугуна 200 НВ, стойкость сверла Т=30 мин. Приведите схему сверления
309. Дайте понятие основному (машинному) времени при фрезеровании
Приведите формулу для его расчета и поясните её, приведя схему фрезерования заготовки
319. Изложите назначение и 2-3 метода определения температуры в зоне резания
Список использованной литературы
249. Приведите эскизы износа инструментов (резца, сверла, зубы, фрезы,) Какие факторы и как влияют на интенсивность изнашивания инструментов?
В процессе резания в результате трения стружки о переднюю поверхность инструмента и задней поверхности о заготовку режущие поверхности инструмента изнашиваются. Независимо от вида и назначения инструменты изнашиваются: по задней поверхности (рис. 14,а); по передней поверхности.
Рис. 14. Схема износа резцов
В зависимости от условий обработки может преобладать тот или иной вид износа. Износ по задней поверхности характеризуется площадкой с высотой hз (рис. 14, а). В процессе резания увеличиваются площадка, трение, нагрев, быстрее протекает процесс износа. Быстрый рост износа является опасным, так как может привести к разрушению режущей кромки инструмента. Износ инструмента .допускается в определенных пределах (допустимый износ), после которого инструмент надо переточить, возобновить его режущие способности. Износ передней поверхности инструмента образуется от трения сходящей с нее стружки. Износ образуется в виде лунки глубиной hл (рис. 14,б,в). Края лунки располагаются приблизительно параллельно главному лезвию инструмента, а длина лунки равна его рабочей длине.
При работе инструментами из быстрорежущей стали на малых и средних скоростях резания перемычка между краем лунки и главным лезвием сохраняется благодаря образовавшемуся наросту, предохраняющему переднюю грань от истирающего действия стружки. По мере увеличения износа край лунки может сойтись с кромкой изношенной задней поверхности и на окончательно изношенном инструменте останется только часть лунки. Практически до такого износа инструмент не доводят, а перетачивают значительно раньше иа износа по задней поверхности.
Лунка, увеличивая передний угол резца, облегчает процесс резания.
Виды износа. Основными видами износа являются абразивное, молекулярное и диффузионное изнашивание и приработочный износ.
Абразивный износ -- это царапание твердыми частицами, находящимися в обрабатываемом материале, режущих поверхностей инструмента. Большой абразивный износ причиняют инструменту окалина и литейная корка на заготовках.
Молекулярный износ происходит в результате действия молекулярных сил сцепления (прилипание, спекание) между материалами заготовки (стружки), вызывающих при трении скольжения отрыв (захватывание) мельчайших частиц материала инструмента. Этот вид износа характерен при обработке стали и других вязких материалов.
При контакте одноименных материалов схватывание начинается при температурах, равных (0,3-0,4) Тпл, а при контакте разноименных материалов (0,35-0,5) Тпл, при очень высоких температурах контактирования процесс схватывания приводит к спеканию. Молекулярный износ можно уменьшить применением СОЖ, которые создают на контактных поверхностях защитные пленки, уменьшающие силы прилипания.
Диффузионное изнашивание -- это диффузионное растворение металла инструмента в обрабатываемом материале при температурах 800--850 °С. Интенсивность протекания диффузионных процессов заметно уменьшается при применении инструментальных материалов, химически инертных по отношению к обрабатываемому материалу.
Резец по времени изнашивается неравномерно. В начале работы быстро истираются неровности, шероховатости режущей кромки и обезуглероженный слой инструмента, появившийся при его термической обработке. Этот износ называется приработочным.
Стойкость инструмента. На рис. 15 процесс износа изображен графически.
Рис. 15. Зависимость износа резца по задней поверхности от продолжительности работы: зоны: 1 -- приработки, 2-- нормального износа, 3-- разрушения; Т -- период стойкости резца
Сначала в зоне 1 от А до В будет приработочный процесс. В зоне 2 -- прямая ВС изображает нормальный износ, высота площадки из равномерно растет. Затем высота достигает определенной величины hзмах. Их дальнейший износ и перегрев резца вызывает резкое увеличение площадки износа, разрушение режущей кромки -- зона 3. Чтобы не допустить разрушения режущей кромки, резец (или другой инструмент) снимают и перетачивают раньше, чем износ достигнет определенной допускаемой величины hздоп . Время работы инструмента до износа на величину hздоп называется периодом стойкости (стойкостью) Т (мин). Иначе говоря, стойкостью называется машинное время работы резца до переточки.
На износ и стойкость инструмента влияют скорость резания, физикеханические свойства обрабатываемого и инструментального материала, состояние поверхности режущих кромок инструмента, жесткость технологической системы станка (СПИД), свойства применяемой СОЖ. элементы режима резания, углы резца и др.
Наибольшее влияние на стойкость инструмента оказывает скорость резания. Чем скорость выше, тем больше энергии расходуется на процесс резания, тем больше выделяется тепла, тем интенсивнее происходит износ трущихся поверхностей режущей части инструмента и тем меньше период стойкости. Исследованиями и практикой установлено, что небольшое приращение скорости резания вызывает значительное изменение стойкости резца. Например, если скорость резания при работе твердосплавным резцом увеличивается в два раза, то стойкость резца уменьшится в 32 раза.
В процессе работы все виды инструментов изнашиваются. Обслуживающий персонал -- мастера, наладчики должны знать, до какого предела затупления (износа) можно доводить инструмент и когда изношенный или затупившийся инструмент снять для переточки или замены новым. Если доводить износ до точки b (рис. 1), такой износ будет неэкономичен, так как резец придется слишком часто перетачивать. Если доводить резец до слишком большого износа (до точки с), то при переточке придется удалять слишком много металла, инструмента. Кроме того, при работе с затупленным инструментом увеличиваются силы резания, ухудшается чистота обработки, повышается температура резания и усиливается сам процесс изнашивания.
Существует несколько способов определения износа инструментов.
Критерии блестящей полоски--при появлении на поверхности резания блестящей полоски (при обработке стали), а при обработке чугуна -- темных пятен резец считается затупившимся. Появление блестящей полоски соответствует началу третьего периода износа (зона 3, рис. 1). Этот способ не применяют при работе сложным и дорогостоящим инструментом и при чистовых работах.
Силовой критерий (критерий Шлезингера) -- резец считается затупленным, когда начинается заметное увеличение сил резания. Показание амперметра, включенного в цепь якоря мотора, может служить критерием износа. г»тог способ применяется при исследовательских работах, когда станки оснащены специальными приборами для измерения сил резания. Современные станки 16К20, 1К62, 1А16 и другие имеют на щитках управления амперметры. Амперметр покажет при затуплении инструмента резкое возрастание расходуемой мощности на резание.
Критерий оптимального износа подразумевает износ, при котором общий срок службы инструмента получается наибольшим. Общий срок службы резца М (в мин) определяется как произведение количества переточек К на время работы (стойкость) Т, за которое этот износ образовался:
269. Назначение и область применения обработки заготовок протяжками. Укажите достигаемую точность обработки и шероховатости поверхности. На схеме протяжки укажите её составные части и на схеме зуба протяжки его главные углы. Дайте им определение
Наиболее полно конструкция протяжных инструментов представлена круглой протяжкой для внутреннего протягивания (рис.2).
Рис.2. Конструкция протяжки для внутреннего протягивания
Конструктивные элементы круглой протяжки
Круглая внутренняя протяжка состоит из следующих основных элементов: заготовка станок резание фрезерование
· - хвостовой части с замком для закрепления протяжки в патроне протяжного станка (l1);
- шейка. (l2);
- переходного конуса (l3);
- передняя направляющей части для управления протяжки в начале ее работы по предварительно обработанному отверстию (l4),
- режущей части, на которой расположены режущие и чистовые зубья, срезающие основной припуск, и канавки для размещения стружки (l5);
- калибрующей части, на которой расположены зубья, калибрующие отверстие и обеспечивавшие необходимую шероховатость обработанной поверхности (l6);
- задняя направляющая части, служащей для устранения перекоса заготовки в момент резания последним калибрующим зубом и для удержания протяжки от провисания (l7).
Геометрические параметры зубьев протяжки
Профиль зубьев протяжки в сечении, к режущей кроме, имеет следующие элементы: Особенности конструкции протяжек и прошивок - шаг зубьев, определяемый как расстояние между вершинами двух соседних зубьев; h -высота зуба; d - длина спинки, определяемая как длина главной задней поверхности, ч - радиус закругления дна впадины для размещения стружки, Особенности конструкции протяжек и прошивок, где l - длина протягиваемой поверхности в направлений движения протяжки; tр - шаг между зубьями режущей части. Ширина срезаемого слоя в определяется как длина активной части режущей кромки одного зуба.
К геометрическим параметрам зуба протяжки относятся: передний угол Особенности конструкции протяжек и прошивок; задний угол; угол заострения; угол резания; угол наклона главной режущей кромки. Величина заднего угла выбирается небольшой (порядка 3°; 1,5°) для сохранения размеров при переточках.
На калибрующих зубьях имеются цилиндрические ленточки для калибрования обрабатываемой поверхности f=0,05 - 0,3 мм. После перетачивания по передней поверхности высота калибрующих зубьев уменьшается, зубья начинает работать как переходные, а затем как режущие.
Особенности конструкции прошивок сводятся к отсутствию замковой части, шейки, переходного конуса.
Наружные протяжки (рис.2) не имеют направляющих, шейки и переходного конуса. Задний угол Особенности конструкции протяжек и прошивок таких протяжек может назначаться до 10°, гак как возможны регулировки высоты зубьев за счет прокладок или клиньев, располагаемых между столом и протяжкой. Переточки таких протяжек могут вестись как по передней, так и по задней поверхностям.
Конструктивное оформление протяжных инструментов разнообразно. Протяжка для глубокого протягивания имеет двух заходные зубья на конической поверхности с углом конусности. Для лучшего отвода стружки протяжке сообщается винтовое движение. Износ зубьев протяжки происходит по задней и передней поверхностям, по ленточке калибрующих зубьев и по уголкам.
Критерием износа служит величина износа по задней грани h3. Наибольшая величина износа h3 имеет место в местах сопряжения стружко разделительной канавки с задней поверхностью зубьев. Объясняется это тем, что на этих участках температура нагрева режущей кромки несколько выше, чем на всей остальной части зуба иа увеличения здесь сил трения, возникающего в результате образования радиусов округления режущих кромок.
Допустимая величина износа по задней поверхности - h3 составляет 0,2 - 0,3 мм, при повышенных требованиях к шероховатости в пределах в Ra 0,63 - 0,16 мкм величина h3 не должна превышать 0,08 - 0,1 мм. Стойкость протяжек определяется материалом их режущей части, обрабатываемым материалом, размерами протяжек и заданной точностью обработки.
Несмотря на то, что протяжки и работают на небольших скоростях резания (0,5 - 14 м/мин), их целесообразно изготовлять из быстрорежущих сталей. В отдельных случаях применяют сталь ХВГ, которая технологична при термической обработке. При обработке чугунных деталей, а также труднообрабатываемых материалов находят применение твердосплавные протяжки. Такие протяжки делаются сборными. Стойкость твердосплавных протяжек в несколько раз выше стойкости протяжек из быстрорежущей стали, однако технологические трудности их изготовления и заточки препятствует их широкому применению.За точку протяжек выполняют только по передней поверхности зуба. Заточка производится тарельчатыми кругами на специальных заточных станках.
279. Кратко опишите устройство и работу радиально сверлильного станка (её следует вычертить) подсчитайте максимальную частоту вращения шпинделя
Расположение составных частей радиальнверлильного станка 2А554
Спецификация составных частей радиальнверлильного станка 2А554
1 Плита - 2M55.00.I0.000
2 Агрегат охлаждения - 2M55.00.12.000
3 Заземление станка - 2М55.00.86.000
4 Электрооборудование колонны - 2M55.00.81.000
5 Цоколь, колонна - 2М55.00.11.000
6 Зажим рукава - 2М55.00.23.000
7 Рукав - 2M55.00.2I.000
8 Гидрозажим - 2М55.00.33.000
9 Токосъемник - 2M55.00.I4.000
10 Гидростанция - 2М55.00.32.000
11 Редуктор - 2M55.00.3I.000
12 Механизм подъема - 2М55.00.22.000
13 Электрооборудование рукава - 2А554.00.94.000
14 Механизм ручного перемещения головки - 2А554.50.28.000
15 Устройство штурвальное - 2А554.50.26.000
16 Шпиндель - 2А554.50.55.000
17 Механизм подач - 2А554.50.25.000
18 Рукоятка управления фрикционной муфтой - 2М55.50.48.000
19 Электрооборудование головки - 2А554.50.95.000
20 Привод ускоренного отвода шпинделя - 2А554.50.95.000
21 Противовес - 2А554.50.37.000
22 Зажим головки - 2М55.50.36.000
23 Установка насосная - 2А554.50.65.000
24 Смазка - 2М55.50.68.000
25 Гидрокоммуникация - 2А554.50.67.000
26 Цилиндр главный - 2М55.50.66.000
27 Привод гидропреселектора - 2М55.50.46.000
28 Гидропреселектор - 2А554.50.45.000
29 Муфта фрикционная - 2M55.50.I5.000
30 Коробка скоростей - 2A554.50.I6.000
31 Коробка подач (24 ступени) - 2A554.50.I7.000
32 Коробка подач (12 ступеней) - 2А554.50.18.000
33 Головка сверлильная - 2А554.50.00.000
34 Гидропанель - 2А554.50.47.000
Расположение органов управления радиальнверлильного станка 2А554.
1 Станок включен; станок выключен
2 Заземление
3 Выключатель вводной
13 Выключатель электронасоса охлаждения
14 Кран включения охлаждающей жидкости
15 Маховик перемещения сверлильной головки
16 Рукоятка ручного ускоренного подвода шпинделя и включения механической подачи
17 Кнопка отжима сверлильной головки
18 Кнопка отжима колонны и сверлильной головки
19 Кнопка зажима колонны и сверлильной головки
20 Кнопка зажима лимба для настройки глубины сверления
Рукоятка переключения диапазона подач
21 Рукоятка натяжения пружин противовеса
22 Переключатель автоматизированных циклов
23 Маховик тонкой ручной подачи шпинделя
24 Кнопка отключения шпинделя от коробки скоростей
25 Рукоятка предварительного набора скоростей
26 Кнопка пуска главного электродвигателя
27 Лампа сигнальная фильтра гидросистемы
28 Кнопка управления опусканием рукава
29 Рукоятка предварительного набора подач
30 Кнопка "Общий стоп"
31 Рукоятка управления пусковой реверсивной муфтой и переключения скоростей и подач
32 Включатель освещения
33 Кнопка управления подъемом рукава
34 Лампа сигнальная предварительного набора скоростей, подач.
Устройство и работа радиальнверлильного станка 2А554. Общая компоновка станка
Основанием станка является фундаментная плита, на которой неподвижно закреплен цоколь. В цоколе на подшипниках монтируется вращающаяся колонна, выполненная из стальной трубы. Рукав станка со сверлильной головкой размещен на колонне и перемещается по ней с помощью механизма подъема, смонтированного в корпусе на верхнем торце колонны. В этом же корпусе расположено гидромеханическое устройство для зажима колонны и токопроводящее устройство для питания поворотных и подвижных частей станка. Механизм подъема связан с рукавом ходовым винтом.
Сверлильная головка выполнена в вице отдельного силового агрегата и состоит из коробки скоростей и подач, механизмов подачи и ускоренного отвода шпинделя, шпинделя с противовесом и других узлов. Она перемещается по направляющим рукава вручную. В нужном положении головка фиксируется установленным на ней механизмом зажима.
В фундаментной плите выполнен бак и закреплена насосная установка для подачи охлаждающей жидкости к инструменту. На плите устанавливается стол для обработки на нем деталей небольшого размера.
Все органы управления станком сосредоточены на сверлильной головке. На панели цоколя размещены только кнопки вводного выключателя, подключающего станок к внешней электросети, и выключателя управления насосом охлаждения. Для освещения рабочей зоны в нижней части сверлильной головки установлена электроарматура.
Электроаппаратура смонтирована в нише, выполненной с обратной стороны рукава
Частота прямого вращения шпинделя, об/мин 30...1900.
299. Определите скорость резания и основное (машинное) время при сверлении сквозного отверстия глубинной 100 мм чугунной заготовке .Диаметр сверла равен =20 мм, подача S = 0,3 мм/об.твердость чугуна 200 НВ, стойкость сверла Т =30 мин. Приведите схему сверления
V=12.2*0.0020*0.25/30*.0.1250*.3мм/об.*0.4=0.0061/0.45=0.0135м/мин.
Т=29,78мм/3*0,0003=29,78 мин.
L=5.78мм+20мм+4мм=29,78мм
309. Дайте понятие основному (машинному) времени при фрезеровании
Приведите формулу для его расчета и поясните её, приведя схему фрезерования заготовки.
Сущность процесса фрезерования. Фрезерование -- процесс резания металла, осуществляемый вращающимся режущим инструментом при одновременной линейной подаче заготовки. Материал с заготовки снимают на определенную глубину фрезой, работающей либо торцовой стороной, либо периферией. Главным движением при фрезеровании является вращение фрезы v .Скорость главного движения определяет скорость вращения фрезы. Движением подачи s при фрезеровании является поступательное перемещение обрабатываемой заготовки в продольном.
319. Изложите назначение и 2-3 метода определения температуры в зоне резания
МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ РЕЗАНИЯ
Среди многочисленных методов измерения температуры резания можно выделить две группы.
К первой группе относятся методы, с помощью которых измеряется средняя температура стружки, а также определенныхучастков изделия или резца: калориметрический метод; метод цветов побежалости; метод термокрасок.
Ко второй группе принадлежат методы, которыми измеряютсятемпература узкоограниченных участков зоны резания или резца,например: метод термопар; оптический и радиационный методы.
Калориметрический мет од , впервые примененный в лаборатории ЛПИ, иногда используется и в настоящеевремя. Этот метод может дать только среднюю температуру стружкии, следовательно, непригоден для исследования температуры наразных участках стружки и инструмента. Им иногда пользовалисьдля подсчета силы резания; при этом количество теплоты делилосьна механический эквивалент теплоты и определялась работа.
Простой метод определения температуры по цветам побежалости не требует какиибо приспособлений. Цвета побежалости появляются в результате образования тончайшихпленок окислов на нагретой стружке; их цвета зависят от степени нагрева стружки.
Считают, что при наличии некоторого опыта по цветам побежалости стружки нелегированной стали можно определить температуру с точностью ±5°, т. е. около 2%. Однако в действительности этот метод дает значительно большую погрешность, доходящую иногда, как показали опыты Б.Т. Прушкова, даже до 20--30% в зависимости от толщины среза, времени работы и др.Столь большие отклонения вызваны тем, что цвета побежалости выражают лишь температуру поверхности стружки, определяющую толщину пленки окисла, а тем самым и ее цвет. Цвет побежалости меняется в зависимости не только от температуры,но и от продолжительности действия тепла. При охлаждениистружки смазочно охлаждающими жидкостями цвета побежалости могут совсем исчезнуть, между тем как стружка сохраняет наповерхности контакта с резцом высокую температуру.
Неточным является и метод термокрасок , когдадля выявления температуры пользуются свойством специальныхкрасок менять цвет при определенных температурах. Например, при 155° С цвет из пурпурного переходит в голубой, при 190° Сиз белого -- в зеленоричневый, при 255° С из зеленого --в темнокоричневый, при 305° С из желтого -- в краснокоричневый, при 440° С из фиолетового -- в белый.При пользовании этим методом краска смешивается с алкоголями и наносится ровным слоем на грани исследуемых резцов. Некоторая погрешность в данном случае заключается в том, что оттенок переходящих красок меняется в зависимости от продолжительности действия тепла. Один из наиболее точных и в то же время относительно простой способ -- измерение температуры резца с помощью термопары, впервые примененной Я.Г. Усачевым. Как известно, при нагреве места спая проволок из двух разнородных металлов,например железо -- константан, медь -- константан, платина --иридий и т. д., в нем образуются заряды противоположных знаков. Если свободные концы проволок соединить, то в цепи возникаеттермоток, электродвижущая сила которого пропорциональнаразности температур места спая и холодных концов проволок.
Величину электродвижущей силы или напряжения можно измерять с помощью гальванометра или милливольтметра. Для перевода величины электродвижущей силы в градусы термопарутуру необходимо тарировать. На рис. 8, а показана термопара Я.Г. Усачева. Здесь спай двух различных металлических проволок, изолированных слюдой или стеклянной трубкой, вставленв канал, просверленный в резце снизу. Дно этого канала располагают возможно ближе к передней грани и режущей кромке резца, чтобы измерить температуру возможно ближе к источникам теплоты. Недостатки этого способа: удаленность спая термопары от участка максимальной температуры и необходимость поддерживать постоянным давление между спаем и дном отверстия.
Более удачной оказалась другая термопара, в которой проволока, например константановая, также изолированнаяот стенок канала, расклепывается на задней грани резца возможно ближе к режущей кромке. Здесь термопарой являютсяпроволока и материал самого резца. С помощью такой термопары Я. Г.Усачев провел ряд температурных исследований с достаточной точностью. Ею воспользовался ряд наших исследователей при определении температурного поля резца.
Для этого в головке резца просверливалось вдоль главной и вспомогательной режущих кромок определенное количество отверстий, куда вставлялись термопары. К головке резца сверху прикреплялась тонкая пластина (толщиной примерно 2 мм), служившая передней поверхностью резца. На рис. 9 показано температурное поле передней поверхности, полученное А.М. Даниеляном при обработке стали со скоростью v = 38 м/мин, t = 2 мм; s = 0,54 мм/об.Этот способ измерения имеет свои недостатки; измеряется температура на одном ограниченном участке и, к тому же несколько удаленном от основных источников теплообразования; необходимо иметь специальные резцы; недолговечность резцов,так как после одновух переточек термопара разрушается.
Рис. 9. Температурное поле на передней поверхности резца
В настоящее время температурные исследования производятсяс помощью, так называемой естественной термопары, состоящей из самого изделия и режущего инструмента. В процессерезания в месте контакта разнородных материалов изделия и резца вследствие нагрева возникает электродвижущая сила. Термоток в этом случае направляется по обрабатываемой детали 1 через медное кольцо 2, а затем через ртуть в ванне 3, служащей для контакта вращающегося кольца 2 с проволокой 4. При этом милливольтметр покажет напряжение термотока, по которому можно судить о температуре резания.
Обрабатываемое изделие изолировано от патрона и заднего центра, а резец от суппорта -- при помощи прокладок. В практике этот метод измерения был значительно упрощентем, что отказались от изолирования обрабатываемого изделия отстанка. Контактирование через кольцо и ртуть, как показано нарис. 10, а также изолирование заднего центра от изделия былипродиктованы желанием освободиться от второй дополнительной термопары, получающейся в месте контакта заднего центра и изделия; казалось бы, при этом дополнительный термоток должен нарушить правильность показаний основной термопары. Но в действительности роль второй термопары оказалась ничтожной вследствие слабого разогревания заднего центра по сравнениюс резцом, и поэтому практически стало вполне возможным работатьи без изоляции заднего центра.
Это значительно упростило все устройство, освободив его от дополнительных приспособлений, так как теперь второй провод присоединялся к любой точке станка.В этом виде метод естественной термопары был бы вполне пригоден для применения, если бы не сложность тарирования подобного устройства, заключающаяся в том, что для каждого обрабатываемого материала и резца необходимо строить свою тарировочную кривую зависимости между температурой и показаниями милливольтметра. Для этого применяют различные методы тарирования.
Рис. 11. Упрощенная схема естественной термопары
Наиболее простой из них состоит в следующем: в ванну с расплавленным оловом (или алюминием для тарировки выше 600° С) погружаются сливная стружка, снятая с обрабатываемой детали, и резец. Стружка и резец соединяются проволоками с гальванометром. При нагреве ванны (например, в электропечи) температура ее регистрируется контрольной термопарой,и одновременно записываются показания гальванометра. В дальнейшем оказалось, что при тарировании вместо стружки можноиспользовать брусок обрабатываемого материала.
В действительности условия нагрева в процессе резания отличаются от условий тарирования, поскольку в обоих случаях необеспечиваются одинаковые площади контакта обрабатываемого металла с резцом. К тому же при тарировании измеряется постоянная температура контакта образца и инструмента, между тем какна площади контакта стружки и передней поверхности инструмента в процессе резания развивается температура различнойнапряженности в разных точках контакта и естественная термопара измеряет некоторую усредненную температуру.
На рис. 12 показана схема полуестественной термопары, примененной в ЛПИ для измерения температуры резания при тонкомточении минералокерамическим резцом.Оптический и радиационный методы. Оптические пирометры для измерения температуры резания применяются при скоростной обработке металла, когда стружка и резец нагревались весьма сильно вплоть до светлого каления. Однако опыт использования этого метода недостаточен, чтобы можно было сделать определенные выводы.Радиационный метод измерения температуры, предложенный Ф. Швердом, основан на измерении теплоты лучеиспускания.
Он дает возможность измерять температуру резания на любом участке стружки и резца. Необходимо лишь изолировать другие лучи, отражаемые не из фиксируемых точек. Схема устройства этого прибора проста. Тепловой луч, направленный от наблюдаемого участка, проходит через две линзы, отверстие на экране и падает на фотоэлемент. Высокочувствительный гальванометр, соответственно проградуированный, показывает температуру наблюдаемого участка. Этот метод позволяет детальнее исследовать температуру стружки и инструмента, но он не получил широкого распространения иа следующих недостатков.1. Появление тонких окислов на поверхности стружки искажает правильность показаний прибора.
Рис. 12. Термопара для измерения температуры резания минералокерамическим резцом. 1 -- резец, 2 -- обрабатываемая деталь, 3 -- минералокерамическая пластина, 4 -- элемент термопары (алюмель), 5 -- провод, 6 -- диск, 7 -- ртуть, 8 -- ванна, 9 -- гальванометр
2. Значительные затруднения представляет собой тарирование прибора, поскольку теплота излучения зависит не только от температуры нагретого участка, но еще от цвета и состояния.
Рис. 93. Радиационный метод измерения температуры его поверхности; шероховатая поверхность стружки излучает больше теплоты, чем гладкая тарируемая поверхность.
3. Крепление прибора на резце неудобно, а при установке его вне резца колебания последнего в процессе резания мешают измерению температуры определенной точки.
4. Прибор сравнительно сложен. Оригинальный способ измерения температуры в процессе резания путем анализа микроструктуры тончайшего слоя обработанной поверхности, претерпевающей заметные изменения предостаточно большом нагреве, применил Б. И. Костецкий. Но и этот метод пока не получил распространения, так как его можно использовать только при высоких режимах резания, когда поверхность резания или обработанная поверхность нагревается выше критических точек. Необходимо отметить, что степень изменения температуры резания в процессе работы является в известной мере критерием обрабатываемости металла и качества режущего инструмента. Однако не всегда имеется закономерная связь между температурой резания и интенсивностью затупления режущего инструмента, так как затупление в значительной степени зависит от микроструктуры обрабатываемого материала.
Список использованной литературы
1. Адаскин А.М., Зуев В.М., Материаловедение (металлообработка): Учебник для нач. проф. образоввания. - М.: ИРПО, ПрофОбрИздат, 2001.- 240с.
2. Арашнов В.А., Алексеев Г. А. Резание металлов и режущий инструмент М.: Машиностроение, 1976. - 440 с.
3. Гуляев А.П. Металловедение. М.: Металлургия, 1986. - 544 с.
4. Кондратьев Е.Т. Технология конструкционных материалов и материаловедение. М.: Колос, 1983. - 272 с.
5. Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение. М.: Машиностроение, 1980.-493 с.
6. Материаловедение / Б.Н. Арзамасов, И.И. Сидорин, Г.Ф. Косолапое и др. Подобж,ред. Б.Н. Арзамасова. М.: Машиностроение, 1986.-384 с.
7. Некрасов С.С., Зильберман Г. М. Технология материалов. Обработка конструкционных материалов резанием. М.: Машиностроение, 1974. -- 288 с.
8. Практикум по технологии конструкционных материалов и материаловедению / С.С. Некрасов, А.М. Пономаренко, Г.К. Потапов в др. Под общ. ред. С.С. Некрасова. М.: Колос, 1983,- 256 с.
9. Резание конструкционных материалов, режущие инструменты и станки / В.А. Крнвоухов, П.Г. Петруха и др. М.: Машиностроение, 1974. - 616 с.
10. Ржевская С.В. Материаловедение: Учеб. для вузов. - 3-е изд. перераб. и доп. - М.: Изо Московского государственного горного уа, 2003. - 456с.
11. Сварка в машиностроении: Справочник в 4-х т. / Редкол.: Г.А. Николаев (пред.) и др. М.: Машиностроение, 1978.
12. Технология конструкционных материалов / А.М. Дальский, И.А. Арутюнова, Т.М. Барсукова и др. Под общ. ред. А.М. Дапьского. М.: Машиностроение, 1985.-448 с.
13. Черепахин А.А. Материаловедение: Учебник для студ. учреждений сред. проф. образования. - М.: Издательский цент «Академмия», 2004. - 256с.
14. Черепахин А.А. Технология обработки металлов: Учебник для студ. учреждений сред. проф. образования. - М.: Издательский цент «Академмия», 2004. - 212с.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Эксплуатация станков и инструментов; назначение режимов резания и развертывания с учетом материала заготовки, режущих свойств инструмента, кинематических и динамических данных станка. Расчет глубины резания, подачи, скорости резания и основного времени.
контрольная работа [153,5 K], добавлен 13.12.2010Механическая обработка заготовок резанием. Расчёты и проектирование режущих инструментов выданных на основании заданий для закрепления знаний по предмету "Режущий инструмент". Разработка круглого фасонного резца, долбяка, проектирование шлицевой протяжки.
курсовая работа [378,3 K], добавлен 13.03.2009Конструкция базового радиально-сверлильного станка 2М554; характеристика существующего уровня технологии обработки деталей и ее модернизация. Технико-экономическое обоснование проектирования станка с ЧПУ для обработки ступицы грузового автомобиля.
дипломная работа [2,8 M], добавлен 12.11.2012Расчет параметров режимов резания для каждой поверхности по видам обработки. Определение норм времени. Назначение геометрических параметров режущей части резца. Расчет режимов резания при сверлении и фрезеровании. Выбор инструмента и оборудования.
курсовая работа [161,2 K], добавлен 25.06.2014Проектирование электропривода главного движения и подачи многоцелевого станка. Определение составляющей силы подачи для двух двигателей, их угловой скорости, окружной скорости резания фрезы. Расчет крутящего момента на шпинделе, частоты вращения фрезы.
курсовая работа [927,0 K], добавлен 24.06.2012Графический способ определения профиля резца. Расчет и конструирование червячной фрезы. Расчет режима резания при фрезеровании. Расчет и конструирование спирального сверла из быстрорежущей стали с коническим хвостиком. Проектирование круглой протяжки.
контрольная работа [1,3 M], добавлен 31.10.2011Расчет ограничений и технических параметров токарно-винторезного и вертикально-сверлильного станков. Определение режима, глубины и скорости резания. Способы крепления заготовки. Нахождение частоты вращения шпинделя станка, крутящего момента, осевой силы.
контрольная работа [414,7 K], добавлен 06.04.2013Выбор и обоснование параметров резца токарного составного твердосплавного общего назначения. Проектирование спирального сверла и фрезы. Выбор сверла, хвостовика, инструментального режущего материала. Расчет размеров крепежно-присоединительной части.
курсовая работа [920,6 K], добавлен 08.03.2012Анализ особенностей резания червячными фрезами. Разработка операционной технологии обработки зубьев, расчет сил резания при фрезеровании. Экономическая эффективность от внедрения в производство проектируемой фрезы с комбинированной передней поверхностью.
дипломная работа [728,9 K], добавлен 15.04.2011Расчет призматического фасонного резца, червячной фрезы для обработки шлицевого вала, канавочной фрезы для обработки спирального сверла, комплекта протяжек для обработки наружных поверхностей детали. Обзор конструкции и области применения дисковых фрез.
курсовая работа [900,0 K], добавлен 08.03.2012
