Основні фактори, що впливають на швидкість різання – Привіт Студент!
Швидкість різання є основним показником продуктивності металорізальних верстатів, тому виявлення раціонального режиму обробки необхідно насамперед встановити вплив основних чинників на величину швидкості різання.
Встановлено, що швидкість різання впливають такі основні чинники: властивості оброблюваного металу, матеріал різального інструменту, площа перерізу стружки (зрізу), подача, глибина різання, температура різання, охолодження різця, стійкість різця і геометричні параметри різальної частини інструменту.
Виявлення характеру властивостей оброблюваного матеріалу зручно простежити, користуючись формулою, що виражає потужність різання:
Якщо прийняти потужність за постійну величину, то очевидно, що швидкість різання буде тим більшою, чим менша сила різання.
Звідси випливає, що при встановленій залежності між силою різання та властивостями оброблюваного матеріалу можна виявити і характер впливу властивостей оброблюваного матеріалу на швидкість різання.
Для виготовлення ріжучого інструменту застосовують вуглецеву та швидкорізальну сталь, а також тверді сплави.
Різці з вуглецевої сталі не можуть працювати зі швидкостями, при яких температура різця досягає 220-230 °, так як за такої температури вуглецева сталь втрачає необхідну твердість - різець помітно затупляється (сідає).
Різці зі швидкорізальної сталі зберігають твердість при нагріванні приблизно до 570° і тому можуть працювати при швидкостях різання, у кілька разів більших, ніж різці з вуглецевої сталі.
Застосування твердих сплавів, що зберігають твердість при більш високому нагріванні (приблизно до 800°), дозволяє значно підвищувати швидкість різання.
Під дією тепла, що виникає внаслідок тертя різця і деформування металу, що знімається, відбувається нагрівання ріжучого інструменту. Кількість тепла, що виникає при різанні, залежить від витраченої при різанні роботи, яка може бути виражена так:
де А - повна робота, витрачена на зняття стружки;
А1 - робота, що витрачається при пластичній деформації оброблюваного металу;
А2 - робота, що витрачається на пружні деформації оброблюваного металу;
А3 - робота, що витрачається на тертя, що виникає між передньою гранню різця і стружкою, що знімається, а також задньою гранню і оброблюваною поверхнею;
А4 - робота, що витрачається на деякі переміщення частинок металу в шарі, що прилягає до площини різання, і в шарі, що прилягає до поверхні стружки; практично цю роботу внаслідок її невеликої величини можна не враховувати.
Найбільшу величину має перший доданок. Максимальна кількість тепла розвивається у стружці; ця кількість досягає 80% загальної кількості тепла, що виникає при обробці в'язких металів.
Якщо позначити загальну кількість тепла, що виникає при різанні, в одиницю часу через Q, то
де Q1-тепло, що залишається в стружці;
Q2 - тепло, передане деталі;
Q3 - тепло, передане різцю;
Q4 - тепло, віддане в довкілля.
Позначаючи силу різання через Рz, швидкість різання через u та механічний еквівалент тепла через Е маємо
Таким чином, теплота різання збільшується зі збільшенням швидкості різання.
Залежність між швидкістю різання та тривалістю роботи різця без переточування — стійкістю різця, а також родом оброблюваного матеріалу, якістю різця та умовами роботи може бути виражена емпіричною формулою
де u-швидкість різання в м / хв;
Т - тривалість роботи різця без переток у хв. (стійкість різця);
с - коефіцієнт, що залежить від властивостей оброблюваного матеріалу і матеріалу різця і враховує умови різання (температуру різання, кут у плані, радіус закруглення при вершині різця, ступінь охолодження різця та ін.);
m - показник відносної стійкості різця, що залежить також від ряду умов (матеріал, що обробляється, матеріал і форма ріжучого інструменту, характер обробки та ін.).
Значення m наведено у табл. 50.
Залежність між швидкістю різання та стійкістю різця при рівності всіх інших умов різання виражається так:
Числові значення швидкості різання можуть бути отримані за емпіричною формулою
де сu - Коефіцієнт, що залежить від роду оброблюваного матеріалу і матеріалу різця і заданої стійкості;
xu і уu - величини, що залежать від оброблюваного матеріалу та подачі.
Величини cu, xu, yu для деяких матеріалів під час роботи різцем зі швидкорізальної сталі, Т = 60 хв. і ф = 45° без застосування мастильно-охолоджувальної рідини наведені в табл. 51.
З даних табл. 51 видно, що зі зменшенням глибини різання та подачі швидкість різання може бути збільшена; при цьому зміна подачі впливає більшою мірою на швидкість різання, ніж зміна глибини різання.
Якщо ж умови різання, котрим складено табл. 51, будуть змінюватися, необхідно формулу швидкості різання вводити відповідні поправочні коефіцієнти. Такі коефіцієнти, що характеризують вплив різних факторів на швидкість різання, а саме: матеріалу, з якого виготовлений інструмент, оброблюваного матеріалу, охолоджуючої рідини, геометричних параметрів ріжучої частини та ін.таблиці, складені Бюро технічних нормативів Міністерства верстатобудування.
Окремі чинники дуже істотно впливають на швидкість різання.
Застосування різців з вуглецевої сталі вимагатиме зниження швидкості різання приблизно в 5 разів. Різці, оснащені твердим сплавом, дозволяють збільшити швидкість різання в 4-5 разів і більше. Застосування мастильно-охолодних рідин дозволяє збільшити швидкість різання на 15-25%. З геометричних параметрів найбільше впливає швидкість різання надає головний кут у плані; при зменшенні кута в плані ф з 90° до 30° швидкість різання може бути збільшена більш ніж 2 рази.
За однакових умов, але різних видів токарної обробки швидкість різання змінюється.
Так, при розточуванні вона приблизно на 20% менше, а при нарізанні різьблення навіть у 2 рази менше, ніж при зовнішній обточці.
Завантажити реферат: У вас немає доступу до скачування файлів з нашого сервера