Файл: Бергер И.И. Токарное дело учебник.pdf

Из формулы (36) видно, что при малых числах оборотов шпин­ деля крутящий момент на нем больше. Из этого следует, что если станок не в состоянии выполнять работу резания с высокой скоро­ стью, необходимо переходить на более низкую ступень чисел обо­ ротов шпинделя.

С учетом слабых звеньев передачи главного движения в пас­ порте станка приводится наибольший допустимый крутящий момент на шпинделе, по которому, так же как и по мощности, можно прове­ рить возможность осуществления обработки детали при выбранном режиме резания.

3. Проверка режима резания по станку. Принятый .режим ре­ зания должен соответствовать возможностям станка по мощности или крутящему моменту иа шпинделе. В качестве примера в табл. 22 приведены значения этих паспортных данных для станка модели 1К62.

Определяем усилие резания по формуле (33):

Р2 = klS.

Из таблицы 21 находим ft=200 кГ/мм2, тогда

Pz = 200 • 3 • 05 = 300 кГ.

Необходимую мощность вычисляем из формулы (34):

Согласно табл. 22, мощность на шпинделе по наиболее слабому звену при «=1250 о б / м и н составляет 7 кет, что вполне достаточно для работы с заданным

режимом резания.

Пример 2. Для данных примера 1 проверить возможность выполнения рабо­ ты с -указанным режимом резания по крутящему моменту на шпинделе станка.

По формуле (35) определяем крутящий момент сопротивления резанию:

1.Что называется мощностью и в каких единицах она измеряется?

2.Как определить мощность резания?

3.Что называется коэффициентом полезного действия станка?

4.Как определить крутящий момент сопротивления резанию?

5.Объясните зависимость между крутящим моментом и мощностью на

снабжается паспортом, в котором отражаются все данные, необхо­ димые для правильной эксплуатации его.

В паспорте токарного станка указываются тип, модель, заводизготовитель, габариты (длина, ширина, высота), технологические возможности станка — размеры обрабатываемых изделий, нарезае­ мые резьбы, числа оборотов шпинделя, подачи суппорта, мощность двигателя и ее величина на шпинделе, сведения об узлах станка, общий вид станка и органов управления.

К паспорту прилагается инструкция по установке станка на фундамент, кинематическая схема, руководство по эксплуатации станка и его смазке, электросхема и данные об электрооборудова­ нии, спецификация зубчатых колес и ряд других сведений.

Для рационального использования станка, настройки и созна­ тельного управления им токарю следует изучить содержание пас­ порта. Особое внимание надо обратить на руководство по управ­ лению, регулировке и смазке станка. Эти сведения помогут быстро освоить станок и правильно его эксплуатировать.

Вопросы для повторения

1.Какое назначение паспорта станка?

2.Укажите, какие сведения приводятся в паспорте токарного станка.

§ 11. Теплообразование и температура нагрева резца при резании

Резание металлов сопровождается выделением большого коли­ чества теплоты, о чем свидетельствует сильный нагрев стружки, резца и в меньшей степени детали. Изучение тепловых явлений при' резании имеет большое практическое значение прежде всего для сохранения режущих способностей резца, на который теплота оказывает отрицательное действие. Нагреваясь, режущая кромка резца теряет твердость и затупляется.

Для борьбы с вредным действием теплоты при резании важно знать источники ее образования, зависимость от условий работы и распределение между стружкой, резцом и деталью.

Основными источниками образования теплоты при резании яв­ ляются деформация срезаемого слоя металла и трение поверхно­ стей резца, стружки и обрабатываемой детали.

При деформации частицы металла изменяются по форме, сдви­ гаются друг относительно друга, между ними возникает сильное трение, в результате которого выделяется теплота. Такую теплоту называют теплотой внутреннего трения в отличие от теплоты внеш­ него трения, которая выделяется вследствие трения соприкасаю­ щихся поверхностей резца, стружки и детали.

Исследованиями установлено, что наибольшее количество теплоты возникает в результате первого источника — деформации срезаемого слоя.

На интенсивность теплообразования влияют все условия реза­ ния: свойства обрабатываемого материала, геометрия резца, режим резания и качество применяемой смазывающе-охлаждающей- жид­ кости. Их действие на процесс резания указывалось при рассмотре­ нии образования стружки и сил сопротивления резанию. Однако наибольшее влияние на количество теплоты оказывает режим ре­ зания, с увеличением которого увеличивается работа деформации срезаемого слоя, почти полностью превращаясь в теплоту.

Теплота при резании распределяется между стружкой, резцом, обрабатываемой деталью и окружающей средой. Наибольшее ее количество (около 70—80%) уносится стружкой, в резец поступает 20—25%, в деталь — 4—9% и около 1 % — в окружающее простран­ ство.

Распределение теплоты не остается постоянным, оно изменяет­ ся главным образом с изменением скорости резания. С увеличением скорости резания увеличивается количество теплоты, уносимой стружкой, и уменьшается доля ее поступления в резец и деталь. Это объясняется тем, что при увеличении скорости движения стружки теплота не успевает перейти от нее к резцу и детали. Тем не менее с увеличением общего количества теплоты раскаляется не только стружка, но и значительно повышается температура резца.

Для понижения температуры нагрева резца следует правильно выбирать его геометрию, режим резания и применять смазывающеохлаждающие жидкости.

Влияние геометрии резца на его работоспособность указыва­ лось при рассмотрении углов заточки резца (см. § 3, п. 2 данной главы). Было установлено, что резцы с меньшими углами в плане ф

ифі, с положительным углом наклона главной режущей кромки X

иС большим радиусом закругления вершины обладают более высо­ кой стойкостью.

При исследовании тепловых явлений Я- Г. Усачев установил закономерность влияния элементов режима резания на температуру нагрева резца. Им было доказано, что на температуру резца наи­

большее влияние оказывает скорость резания, меньшее — подача и наименьшее — глубина резания. Эта закономерность является исходным положением для определения наиболее производитель­ ных режимов резания.

При увеличении глубины резания увеличивается не только количество теплоты, но и отвод ее в тело резца; так как теплота распределяется на более длинную активную часть главной режу­ щей кромки.

С увеличением подачи активная часть главной режущей кромки не изменяется, однако от нее удаляется центр давления стружки, что уменьшает до некоторой степени нагрев резца.

Скорость резания наиболее интенсивно повышает температуру в зоне резания вследствие увеличения скорости деформации среза­ емого слоя и перемещения поверхностей стружки и обрабатываемой детали относительно резца.

Одним из наиболее распространенных средств уменьшения на­ грева резца является применение смазывающе-охлаждающих жид­ костей, которые не только уменьшают внешнее трение, но и отбира­ ют теплоту из зоны резания.

Вопросы для повторения

1.Укажите источники образования теплоты при резании.

2.Объясните принцип превращения работы деформации срезаемого слоя

втеплоту.

3.Какие условия резания влияют на интенсивность теплообразования? Объясните их действие.

4.Как распределяется теплота при резании?

5.Укажите способы уменьшения температуры нагрева резца.

6.Как влияют углы геометрии резца на его нагрев?

7.Приведите закономерность влияния элементов режима резания на темпе­ ратуру нагрева резца.

8.Объясните причины различного действия элементов режима резания на температуру нагрева резца.

9.Как следует выбирать элементы режима резания с целью уменьшения нагрева резца?

10.Какое действие оказывает смазывающе-охлаждающая жидкость на темпе­

ратуру в зоне резания?

§ 12. Износ резцов

Вследствие трения скольжения и действия высокой температу­ ры в местах контакта режущего клина со стружкой и поверхностью резания происходит износ путем удаления с рабочих поверхностей резца микрочастиц.

Износ режущего инструмента протекает при постоянно обнов­ ляющихся трущихся поверхностях, высоких давлениях и темпера­ турах. В связи с этим здесь имеют место три вида износа: абразив­ ный, молекулярный и диффузионный.

Абразивный износ происходит в результате царапания ■— среза­ ния мельчайших частиц инструмента твердыми включениями обра­ батываемого материала. Такой износ преимущественно наблюдает­ ся при резании чугуна, высокоуглеродистых и легированных инстру­ ментальных сталей, имеющих в структуре весьма твердые зерна карбидов, а также при обработке отливок с твердой и загрязненной коркой.