Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Следовательно, приближенно количество образуемой теплоты в единицу времени, (Дж/с),





 

Q = Pzv,

Где Pz в H, v в м/с.

Тепловой баланс процесса резания (рис. 2.11) можно записать в виде:

 

Q 1 + Q 2 + Q 3 + Q 4 = q 1 + q 2 + q 3 + q 4 ,

где Q 1 - Q 4 – теплота, полученная соответственно в результате деформации срезаемого слоя, трения по передней поверхности, трения по задней поверхности и деформации по­верхностного слоя заготовки; q 1 - q 4 – теплота, отводимая соответственно стружкой, рез­цом, заготовкой и окружающей средой.

 

 


 

Р и с. 2.11. Составляющие Р и с. 2.12. Изотермы токарного резца и стружки

теплового баланса процесса при обтачивании стали.

резания.

 

Приведенное на рис. 2.12 распределение температур в зоне деформации между резцом и стружкой и изотермы получены профессором А.Н. Резниковым для случая обработки стали ШХ15 на режиме v = 1,33 м/с, t = 0,1 мм, s = 0,5 мм/об.

 

 

2.1. 7. Изнашивание и стойкость режущих инструментов.

 

2.1.7.1. Закономерности и виды износа инструментов.

Режущие инструменты в процессе работы изнашиваются по причине значительно­го трения, высоких температур режущего клина и высоких давлений на его передней и задней поверхностях. Различают три вида износа: только по задней поверхности, только по передней поверхности и по обеим поверхностям одновременно (рис. 2.13).

 

а б в

Р и с. 2.13. Виды износа инструмента:

а - по задней поверхности; б - по передней поверхности; в - по обеим поверхностям.

 

Износ инструментов по задней поверхности является определяющим и подчиняется определенной закономерности изнашивания деталей машин (рис. 2.14). Здесь можно от­метить следующие зоны работы резца: I - зону приработки; II- зону нормального или ра­бочего износа; III- зону интенсивного износа; IV - зону катастрофического износа или разрушения.

 

Р и с. 2.14. Общая закономерность изнашивания деталей машин.

 

Изнашивание вызывается различными явлениями, происходящими при резании. Ряд гипотез объясняет этот процесс как абразивный, адгезионный, диффузионный, окис­лительный или усталостный вид изнашивания.

 

2.1.7.2. Критерии износа инструментов.

Момент, когда инструмент следует затачивать, определяется его затуплением. Для определения этого момента наиболее удобен критерий износа по задней поверхности h з, полно отражающий процесс изнашивания. Период работы резца от заточки до заточки с некоторым износом hз обозначим Тi. Тогда суммарный период службы инструмента

∑T = niTi,

где ni -число переточек до полной амортизации режущей части инструмента, (рис.2.13, в).

Понятно, что суммарный период работы инструмента зависит от hз. Допустимые величины hз приведены в нормативах. При необходимости hз пересчитывают на hp через tgα. При чистовой обработке применяют технологический критерий износа, который оп­ределяется резким увеличением шероховатости обрабатываемой поверхности, потерей выдерживаемого размера, возникновением вибраций системы СПИД, нагревом детали и др.

 

2.1.7.3.Смазывающе-охлаждающие среды (СОС, в том числе СОЖ),

и подвод их в зону резания.

Износ инструмента тесно связан с температурой в зоне резания. Правильное изме­нение среды, в которой происходит деформирование срезаемого слоя, снижает температу­ру в зоне резания, улучшает качество обработки и дает экономический эффект. От качества СОС зависит интенсивность протекания тепловых, химических и других процес­сов. СОС, применяемые при обработке резанием, не должны оказывать вредного физиоло­гического воздействия на оператора (пары, запах, дымление СОС, раздражение кожи и т.п.), вредного действия на материал заготовки и на станок (коррозия и др.).

Основные действия СОС в зоне резания - это охлаждающее, смазывающее и сни­жающее прочность на сдвиг обрабатываемого материала.

СОС (СОЖ) могут подводиться в зону обработки по трем направлениям (рис.2.15) непосредственно в зону деформации А, по передней поверхности Б, по задней поверхности В. Охлаждение может выполняться поливом СОЖ, подачей ее под давлением 3-4 МПа, туманом (под давлением 2,5 МПа), газом.

Р и с. 2.15. Направление подвода СОС (СОЖ).

 

 

2.1.8. Скорость резания и стойкость инструментов.

Стойкостью инструмента называется его способность сохранять в рабочем состоя­нии свои контактные поверхности и режущие кромки. Эта способность оценивается пе­риодом стойкости Т, т.е. временем работы инструмента от заточки до переточки.

Выбор периода стойкости является важной практической проблемой, особенно в условиях автоматизированного производства, так как от этого зависят экономические по­казатели обработки резанием:

 

V = C / T m.

Увеличение скорости ведет к резкому уменьшению стойкости, однако в каждом случае нужен конкретный экономический анализ возможного выигрыша в производительности:

CV

V = —————— KV.

T m tx o s y o

Эта формула зависимости скорости от параметров резания, приведенная в справоч­никах, справедлива при определенных условиях резания. Для учета изменения условий вводятся коэффициенты k1, k2, k 3 и т.д.:

 

CV = C k1 k2 k3 … ki .

 

Эти коэффициенты и характеризуют фактические условия работы, например: k1 -группу обрабатываемого материала; k2 - состояние обрабатываемого материала (нормали­зованная, горячекатаная сталь и др.); k3 - состояние поверхности заготовки (окалина, кор­ка и др.); k4 - марку материала инструмента; k5 - форму передней поверхности; k6 - вели­чину φ - главного угла в плане; k7 - величину φ1 - вспомогательного угла в плане; k8 - ра­диус при вершине резца; k9 - сечение резца; k10 - смазывающе-охлаждающую среду; k11 -износ инструмента и т. д.

Следует учитывать, что по вышеприведенным формулам определяется скорость, допустимая режущей частью инструмента vp. Этой скорости будет соответствовать рас­четная частота вращения n p:

 

 

1000 vp

np = ————.

πDзаг

На станке при ступенчатом регулировании будет nстnp, и, следовательно, факти­ческая скорость резания

πDзаг nст

vф=——————.

Эту скорость (в м/мин) и следует записать в технологические документы.

 

 

2.1.9. Основные сведения о металлорежущих станках.

2.1.9.1. Классификация и обозначение станков.

 

Все многообразие станков может быть разделено на следующие группы (предло­жено ЭНИМС):

1-я группа (около 30%) включает станки, использующие в качестве основного тех­нологического метода точение;

2-я группа (свыше 20%) объединяет сверлильные и расточные станки, т.е. оборудо­вание для обработки отверстий;

3-я группа (более 20%) состоит из шлифовальных станков различного назначения;

4-я группа объединяет комбинированные станки разного назначения;

5-я группа станков позволяет с помощью различных инструментов и различными методами обрабатывать зубья цилиндрических и конических колес (около 6%);

6-я группа металлорежущего оборудования объединяет фрезерные станки (для об­работки плоскостей, канавок и т.п.), составляющие почти 15%, станочного парка;

7-я группа включает протяжные, строгальные и долбежные станки с прямолиней­ным главным рабочим движением (4% станочного парка);

8-я группа объединяет станки для резания проката и других материалов.

9-я группа охватывает станки для осуществления различных процессов: баланси­ровки, правки и т.д.

Каждая группа имеет 9 видов станков. Обозначение станка включает 3-4 цифры, при этом первая цифра означает группу, а вторая- тип. Например, в токарной группе ти­пам соответствуют цифры: 1 - одношпиндельным автоматам; 3- револьверным; 5- кару­сельным и т. п. Последующие цифры характеризуют какой- либо важнейший параметр станка: наибольший диаметр обработки, размеры стола и т.п. При улучшении, изменении конструкции станка ему присваивают новое обозначение, вводя буквы после первой - вто­рой цифры и в конце. Так, в обозначениях 6Т80Г и 6Н80Г буквы Т и Н обозначают станки различных серий, а буква Г - горизонтально- фрезерный станок.

Станки, выпускаемые другими отраслями (кроме станкоинструментальной), спе­циализированные станки и др. могут иметь заводское или отраслевое обозначение, не свя­занное с классификацией ЭНИМС. Станки с ЧПУ имеют в нумерации букву Ф и цифру после нее, означающую принятую систему управления: Ф1 - с цифровой индикацией и преднабором координат; Ф2 - с позиционными системами; ФЗ - с контурными системами; Ф4 - с универсальными системами для позиционной и контурной обработки (например 2Н125Ф2, 1К620ФЗ, ИР500ПМФ4, 1716ПФЗРМ2 и т.п.).

Различают станки универсальные, специализированные и специальные в зависимо­сти от номенклатуры обрабатываемых на них заготовок. Станки выполняются пяти клас­сов для обработки заготовок с различной точностью: станки нормальной точности (Н), повышенной (П), высокой (В) и особо высокой (А). Особо точные станки (С) обеспечи­вают самые высокие требования к точности обработки.

 

2. 1.9.2. Движения в станках.

Формообразование на металлорежущих станках возможно лишь при определенном сочетании взаимных перемещений режущего инструмента и заготовки, обеспечивающем образование стружки. Основную роль при этом играют рабочие движения: резания и по­дачи. Сочетание рабочих и холостых движений образует цикл, где рабочим движениям соответствуют холостые движения.

Движение резания в станках может быть поступательным (строгание, протягива­ние, долбление и др.) и вращательным (точение, сверление, шлифование, фрезерование и др.), движение подачи - прямолинейным или круговым. Оба рабочих движения в процессе обработки одной заготовки могут быть непрерывными (точение и др.) или прерывистыми, чередующимися с холостыми (строгание, зубодолбление и т. п.) движениями.

Специализированные и специальные металлообрабатывающие станки предназна­чаются для обработки конкретных деталей, размеры и материалы заготовок которых из­вестны, а следовательно, известны необходимые скорости резания и подачи. Что касается универсальных станков, то здесь имеются данные лишь о наибольшей и наименьшей ско­ростях резания, о наибольшем и наименьшем диаметрах обтачивания (токарный станок) или инструмента (сверлильный, фрезерный станки):

1000 vmax 1000 vmin

nmax=————, nmin=————.

πDmin πDmax

Подсчетом по формулам получаем пределы изменения частоты вращения, которые должен иметь станок.

В процессе длительной эксплуатации на универсальном станке обрабатывают заго­товки различных размеров из разного материала, поэтому станок должен обеспечить лю­бую требуемую условиями резания частоту вращения шпинделя от nmin до nmax и любую величину подачу от smin до smax.

 

2.1.9.3. Определение крутящего момента и мощности

на шпинделе и электродвигателе привода.

Передача мощности от ведущего вала к ведомому сопровождается потерей некото­рой ее части в силу вредных сопротивлений (трения, сопротивления среды). Мощность, потребляемая на резание, или эффективная мощность N e всегда меньше мощности элек­тродвигателя Nэ, приводящего в движение шпиндель станка через ряд передач:

N е

——— = ηобщ,

N э

где ηобщ - КПД, учитывающий потери мощности во всей кинематической цепи от двигате­ля к шпинделю.

Между мощностью электродвигателя и крутящим моментом на шпинделе М шп,(Нм), имеется зависимость

Nэ Nэ

Мшп=9550———— ηобщ = 9550———— ηобщ,

i ц n э nшп

где Nэ в кВт; n э - частота вращения электродвигателя, об/ мин.

 

2.1.9.4. Назначение и взаимодействие основных частей и механизмов станка.

Каждый металлорежущий станок имеет ряд частей и механизмов, выполняющих определенные функции: закрепление заготовки, выполнение движений резания, подачи, холостых ходов и установочных движений и т. п. В каждом станке имеется привод глав­ного движения, представляющий собой совокупность двигателя, передаточного механиз­ма, связывающего рабочий орган с двигателем, и аппаратуры управления. Передаточный механизм выполняется с использованием ременных, зубчатых, винтовых, реечных и дру­гих передач, размещенных в корпусных деталях (бабках, коробках, фартуках и др.)

Исполнительным или рабочим органом является шпиндель (обычно пустотелый вал) для закрепления на нем или в нем режущего инструмента (или заготовки) и стол или суппорт для крепления заготовки (или режущего инструмента). Для размещения суппор­тов, столов, бабок, а также передач и других механизмов станки имеют станину - часть несущей системы станка с направляющими для перемещения других корпусных деталей.

Управление механизмами осуществляется различными рукоятками, кнопками и т.п., имеющими блокировку, т. е. устройство, предупреждающее одновременное включе­ние механизмов, совместная работа которых не предусмотрена конструкцией станка.

Выбор типа привода зависит от требуемой мощности, назначения станка или меха­низма и точности обработки. Важными элементами станка являются система смазывания трущихся деталей, ограждающие защитные устройства, обеспечивающие безопасную ра­боту.

 

2.4.9.5. Приводы главного движения станков.

Источником движения в металлорежущих станках является электрический, гидрав­лический или пневматический двигатель. Современные станки, особенно крупные, имеют несколько двигателей разного типа для приведения в действие различных частей и меха­низмов.

По назначению различают приводы главного движения, подачи, вспомогательных движений, отдельных механизмов (смазки, охлаждения и т.п.). В зависимости от возмож­ности регулирования частоты вращения или скорости перемещения исполнительного ор­гана (стола, шпинделя и т. п.) различают ступенчатый и бесступенчатый приводы. Регули­рование параметров движения исполнительного механизма может осуществляться как двигателем привода, так и элементами передаточного механизма (коробкой скоростей или передач, вариатором, многоскоростным двигателем и т.п.). По виду движения исполни­тельного органа различают приводы вращательного и прямолинейного движения, преры­вистого и непрерывного движения и т. д.

 







Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...

Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...

ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...

ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...





Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2024 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.