ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.04.2024
Просмотров: 107
Скачиваний: 1
Рис. 37. Влияние подачи й числа |
s,mm/ o5 |
оборотов сверла на качество по |
|
верхности отверстия при свер |
|
лении полиметилметакрилата |
|
2000 |
т о |
6000 об/мин |
Число |
оборотов сверла |
|
I , |
I |
I |
50 |
100 |
К м/мин |
Окружная скорость
стия. Для каждого отдельного вида пластмассы существует опти мальная толщина срезаемого слоя на зуб и соотношение скоростных параметров резания, которые дают наилучшие результаты.
Оптимальные режимы резания
Тип образующейся стружки, геометрия режущего инструмента, применяемые режимы резания, механические свойства пластмасс и их изменения при повышении температуры, тепловые характе
ристики пластмасс — все |
это |
влияет |
на результаты |
обработки |
||
|
резанием. Всегда надо стремиться полу |
|||||
|
чить непрерывную стружку, чтобы из |
|||||
|
бежать |
образования тепла |
и |
свести |
||
|
к минимуму |
деформацию |
материала |
|||
|
в процессе резания. Для этого жела |
|||||
|
тельно работать режущими инструмен |
|||||
|
тами с передним углом критического |
|||||
|
или |
большего значения, которые сре |
||||
|
зают непрерывную стружку при мини |
|||||
|
мальной деформации. Очень важен так |
|||||
|
же выбор режимов резания, |
особенно |
||||
|
толщины |
срезаемого слоя на зуб, опре |
||||
|
деляемой подачей. Как только она ста |
|||||
|
новится большой, на обрабатываемой |
|||||
Рис. 38. Зоны образования теп |
поверхности образуется много |
трещин. |
||||
ла в процессе резания |
Однако |
если |
она мала, то появляются |
прижоги или происходит оплавление по верхности. Следовательно, надо выбирать такие режимы реза ния, которые обеспечивают оптимальную толщину стружки на зуб.
Как указывалось выше, образование в процессе резания избы точного тепла является нежелательным, так как,оно может вы звать прижоги или оплавление обрабатываемой^поверхности. Тепло образуется, как показано на рис. 38, в результате преобра-
31
зованйя энергии, затрачиваемой на разрушение материала или отделение его частицы от всей массы обрабатываемого материала (зона I) энергии, расходуемой вследствие трения, возникающего между обрабатываемым материалом и передней (зона II), а также задней (зона III) поверхностями режущего инструмента. Тепло, образуемое при отделении частицы материала, в большей сте пени зависит от толщины срезаемого слоя. При уменьшении толщины срезаемого слоя удельная сила резания, т. е. сила
резания на единицу площади, быстро возрастает. В свою оче редь, удельная сила резания пропорциональна количеству тепла, образующегося при съе ме единицы объема обрабаты ваемого материала. Эти же яв ления наблюдаются и при свер-
режущую кромку
Рис. 39. Зависимость между толщиной срезаемого слоя и удельной силой реза ния при обработке литого полиэфира свер лами с различными значениями угла при вершине (угол подъема винтовой линии 2 0 задний угол 15°, скорость вращения
2000 об/мин)
Т а б л и ц а 5
Количество тепла, образующегося при резании слоистого фенопласта на бумажной основе (гетинакса)
Вид обработки |
Толщинасре |
заемогослоя, мм |
Количество тепла ем/кал3 |
|
|
|
Т очение................ |
0,3 |
91 |
Строгание . . . . |
0,03 |
143 |
Резка абразивным |
—0,001 |
430 |
кругом . . . . |
||
Шлифование вре- |
—0,0001 |
6900 |
занием . . . . |
лении. На рис. 39 показана зависимость удельной силы резания
от толщины |
срезаемого |
слоя при сверлении литого полиэфира. |
По данной |
зависимости |
можно сделать вывод, что образуемое на |
единице [объема тепло быстро возрастает, когда толщина сре заемого слоя становится малой. Удельную силу резания при сверлении вычисляют по значениям осевой силы.
В табл. 5 приведены данные, из которых видно, что тепло, образующееся при шлифовании с очень малой толщиной срезаемого слоя, больше, чем соответствующие значения, полученные при токарной обработке пластмасс. Отсюда ясно, что следует выбирать режимы резания с наибольшими значениями толщины срезаемого слоя, с тем, чтобы уменьшить количество тепла, образующегося при затратах энергии на отделение частиц обрабатываемого мате риала.
32
Чтобы свести к минимуму трение между стружкой, снимаемой при резании, и передней поверхностью режущего инструмента и тепловыделение, следует полировать переднюю поверхность инструмента до максимально возможного класса чистоты. Трение между задней поверхностью инструмента и обрабатываемым материалом развивается, по-видимому, наиболее сильно у пласт масс с большими значениями коэффициента теплового расширения и обладающих свойством упругого восстановления. Следовательно, заднюю поверхность также необходимо полировать, добиваясь ее гладкости, и вести обработку режущим инструментом с крити ческим передним и большим задним углами.
Тепло трения может вызвать повышение рабочей температуры режущего инструмента, тем самым увеличить вероятность появле
ния прижогов |
или |
оплавления |
обрабатываемых |
поверхностей |
и, кроме того, |
отжиг |
или отпуск |
режущей кромки |
инструмента |
и понижение его стойкости (см. рис. 28).
Ввиду отрицательного влияния тепла на процессы обработки пластмасс, желательно охлаждать во время резания инструмент и обрабатываемую заготовку, так как только подбором соответ ствующих скоростей и геометрии режущего инструмента нельзя полностью устранить образование высоких температур на обра батываемых поверхностях. Для охлаждения можно применять сжатый воздух или любую охлаждающую жидкость, совмести мую с видом пластмассы.
Критерием эффективности охлаждения может служить тип образующейся стружки. Если охлаждающее вещество эффективно, состояние стружки, например, при разрезке полистирола дисковой пилой характеризуется наличием отдельных элементов и отсут ствием оплавления. В случае перегрева стружка размягчается и оплавляется, как это обычно наблюдается при обработке реза нием термопластов без охлаждения.
При температуре 0° С полиметилметакрилат можно сверлить с более высокими скоростями резания и большими подачами, чем при комнатной температуре. Очевидно, что при большей по даче и производительность сверления будет выше.
\
2 А. Кобаяши
ГЛАВА 2
АНАЛИЗ ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ ОДНОЛЕЗВИЙНЫМ ИНСТРУМЕНТОМ
Общие сведения
Обработка режущим инструментом может быть описана как раз новидность процесса управляемого разрушения. На рис. 40 приведена схема действия сил в процессе ортогонального резания. Когда режущий инструмент продвигается в теле заготовки в на правлении резания, то на переднюю поверхность резца действует сила резания R', которая является равнодействующей нормаль ной силы Тп и силы трения Т.
Реакция R равнодействующей R' воздействует на обрабаты ваемый материал и является той именно силой, которая деформи рует и разрушает его. Стружка видоизменяется в зависимости от особенностей режима обработки: глубины резания t, скорости резания, геометрии режущего инструмента и рабочей темпера туры.
Исследования процессов резания металлов большей частью основывались на двух допущениях: плоскость сдвига в материале образуется в зоне, лежащей над вершиной режущего инструмента; металл представляет собой идеально пластичное тело с гомоген ной структурой, которое приобретает текучесть в точке наиболь шего напряжения сдвига.
Измерения показали, что толщина стружки всегда больше глубины резания, а длина ее меньше, чем длина поверхности сре заемого слоя. Более того, линии сдвига отчетливо видны на боко вой и тыльной поверхностях стружки. На рис. 41 показана обра ботка стали SAE1015 * со скоростью резания 0,7 м/мин. В качестве охлаждающей жидкости использована вода, содержащая 0,1% нитрита натрия. Линия АВ представляет кромку так называемой плоскости сдвига. Ниже этой линии материал не подвергся дефор мации, но над нею стружка и материал под воздействием внутрен него процесса сдвига деформированы.
Как указано выше, анализ процесса стружкообразования при резании металлов основывается главным образом на допущении, что поверхность сдвига есть плоскость, простирающаяся кверху
* Сталь SAE 1015 (по техническим условиям американского Общества автомобильных инженеров) по содержанию углерода и марганца примерно отве чает конструкционной углеродистой стали 15, ГОСТ 1050—60. (Перев.)
34
где 7 — действительный передний угол резца, измеренный в пло скости, перпендикулярной к режущей кромке; р — угол трения; Р—у — угол, определяющий направление равнодействующей сил резания относительно направления движения резца.
Некоторые соотношения получены из анализа рис. 43. Даль нейший анализ основан на следующих допущениях.
Рис. 42. Схема ортогонального процесса |
Рис. 43. Схема |
равновесия составляющих |
резания |
сил резания, когда в процессе резания об |
|
|
разована |
плоскость сдвига |
1. Режущая кромка инструмента острая и прямая, режет перпендикулярно направлению движения, а ее ширина больше ширины обрабатываемой заготовки.
2. Поверхность сдвига есть плоскость, направленная вверх от режущей кромки.
3.Режущая кромка образует поверхность сдвига при постоян ной глубине резания, поскольку материал перемещается относи тельно кромки с одинаковой скоростью.
4.Снимается непрерывная стружка без образования нароста на резце.
5.Стружка не стекает в сторону, поскольку ее ширина равна ширине заготовки (это не всегда справедливо при резании пласт масс).
6. Задняя поверхность режущего инструмента не вступает в контакт с обрабатываемой заготовкой. В действительности кон такт между ними часто наблюдается при малых скоростях резания пластмасс, обладающих упругими свойствами, подобными упру гости резины (см. рис. 14).
Угол сдвига <р (угол между плоскостью сдвига и направлением резания) является наиболее важным фактором резания. Его
36