Особенности обработки резанием хрупких материалов
Формирование профиля шероховатости при лезвийной обработке хрупких материалов. Теоретические уравнения взаимосвязи условий обработки с параметрами качества поверхности. Геометрия и кинематика перемещения рабочей части инструмента относительно поверхности.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 27.05.2018 |
| Размер файла | 164,7 K |
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/
ОСОБЕННОСТИ ОБРАБОТКИ РЕЗАНИЕМ ХРУПКИХ МАТЕРИАЛОВ
О.Н. Федонин, Д.В. Левый
Аннотация
Рассмотрены особенности разрушения материала и формирования шероховатости в процессе обработки хрупких материалов. Представлены теоретические уравнения взаимосвязи условий обработки с параметрами качества поверхности, позволяющие обеспечивать на деталях необходимую шероховатость.
Ключевые слова: обработка резанием, формирование шероховатости, хрупкий материал.
При изготовлении деталей их качество оценивается по точности размеров и качеству поверхностного слоя. Из множества параметров качества поверхностного слоя [1-3] стандартизованными являются только параметры шероховатости. Поэтому по их величине и оценивается в большинстве случаев качество поверхностного слоя.
Спрогнозировать величину высотных параметров шероховатости можно по зависимости [2]:
,
где h1-составляющая шероховатости, вызванная геометрией рабочей части инструмента (лезвия) и кинематикой его рабочего движения относительно обрабатываемой поверхности; h2- составляющая шероховатости поверхности, вызванная колебательными перемещениями инструмента относительно обрабатываемой поверхности; h3 _ составляющая шероховатости поверхности, вызванная пластическими деформациями материала обрабатываемой заготовки в зоне контакта с рабочим инструментом; h4 _ составляющая шероховатости поверхности, вызванная шероховатостью рабочей части инструмента.
Однако данная зависимость справедлива для пластичных материалов, при обработке которых возможно пластическое оттеснение материала вспомогательной режущей кромкой.
При обработке же хрупких материалов картина образования шероховатости поверхности будет иной. Её формирование, как и при обработке деталей из пластичных материалов, будет определяться геометрией и кинематикой перемещения рабочей части инструмента относительно обрабатываемой поверхности (h1), колебаниями инструмента (h2). Однако составляющая h1частично уменьшается за счёт среза вершины неровности при сдвиге материала вспомогательной режущей кромкой на величину h3 (рис.1). Естественно, что пластического оттеснения материала при формировании шероховатости, вследствие его хрупкости, в процессе обработки происходить не будет.
Шероховатость режущей кромки на вершине резца будет дополнительно увеличивать формируемую шероховатость на величину
h4=RZинс.
При обработке многозубым инструментом, например фрезой, на формирующуюся шероховатость будет влиять и биение зубьев h5=з. На высоту шероховатости в процессе обработки будет также влиять возможная пористость материала h6. шероховатость хрупкий материал инструмент
Таким образом, в общем случае при лезвийной обработке хрупких материалов средняя высота профиля шероховатости будет определяться уравнением
.(1)
Формирование профиля шероховатости при однолезвийной обработке резцами представлено на рис.1.
При этом зависимость (1) для точения принимает следующий вид:
.(2)
Составляющие h1, h2 можно рассчитать по известным зависимостям [1; 2]. На формирование составляющей h3 будут влиять сжимающее и касательное напряжения. Условие равновесия будет выглядеть следующим образом:
,
где с - ширина площади, на которую действуют сжимающее и касательное напряжения; b _ длина площади, на которую действует касательное напряжение; lAB =сЦ- длина площади, на которую действует сжимающее напряжение, с- радиус округления режущей кромки, Ц- угол сдвига; 1 - угол контакта вершины лезвия с обработанной поверхностью по вспомогательной режущей кромке (рис.1).
Рис. 1.Формирование профиля шероховатости при лезвийной обработке хрупких материалов
Для того чтобы произошел срез вершины неровности, должно выполняться условие
причем в эту зависимость необходимо подставлять следующие значения ч1:
1) при и ;
2) при и (вспомогательный угол в плане инструмента);
3)при и .
С учетом того, что величины b и h3 являются сторонами треугольника гребешка скола, для них получены следующие зависимости:
1) при и (рис. 2а)
,,
где ч - угол контакта вершины лезвия с обработанной поверхностью по главной режущей кромке;
2) при и (рис. 2б)
;
3) при и (рис. 2в)
Размещено на http://www.allbest.ru/
,.
Рис. 2. Схема для расчета высоты скола (h2) при формировании профиля: а- радиусной частью лезвия инструмента; б - радиусной частью лезвия и вспомогательной режущей кромкой инструмента; в- радиусной частью лезвия, главной и вспомогательной режущими кромками инструмента.
Предложенная модель проверялась при обработке графита марки МГ1 на станке мод. 16К20 резцом с напайной пластиной ВК8. Учитывая, что величина колебания составляющей силы резания Ру при обработке графита на порядок меньше, чем при обработке конструкционной стали, можно пренебречь величиной колебаний, следовательно, h2 =0. Таким образом, уравнение (2) для случая токарной обработки графита примет следующий вид:
.
Рис. 3. Профилограмма поверхности, обработанной точением (радиус вершины r = 0,4 мм, глубина резания t = 1мм, скорость резания V = 200 м/мин, подача S0 = 0,7 мм/об, углы в плане ц =ц1= 45є, ВУ/ГУ=10)
Снятые профилограммы полученной поверхности подтверждают предложенную картину формирования шероховатости (рис. 3).
Список литературы
1. Суслов, А. Г. Инженерия поверхности деталей машин / А.Г. Суслов. -М.: Машиностроение,2007.- С. 434.
2. Суслов, А.Г. Качество поверхностного слоя деталей машин / А.Г. Суслов. М.: Машиностроение, 2000. - С. 320.
3. Сулима, A.M. Поверхностный слой и эксплуатационные свойства деталей машин / A.M. Сулима, В.А. Шулов, Ю.Д. Ягодкин. - М.: Машиностроение, 1988. - С.240.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Обработка резанием является универсальным методом размерной обработки. Все виды механической обработки металлов и материалов резанием подразделяются на лезвийную и абразивную обработку согласно ГОСТ 25761-83. Основные виды обработки по назначению.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 27.02.2009Разработка схемы базирования для обработки поверхности. Выбор режущего инструмента при групповой обработке. Разработка конструкции комплексной детали. Расчет шероховатости и режимов резания для заданной шероховатости. Выбор токарно-револьверного станка.
курсовая работа [828,5 K], добавлен 24.11.2012Метод хрупких тензочувствительных покрытий как способ экспериментальных исследований полей деформаций и напряжений на поверхности деталей, узлов конструкций или их моделей, условия применения. Тензочувствительность хрупкого покрытия, образование трещин.
контрольная работа [154,3 K], добавлен 18.08.2014Правила обработки деталей резанием – удаление с заготовки с помощью режущего инструмента припуска, последовательно приближая ее форму и размеры к требуемым, превращая ее в готовое изделие. Управление качеством поверхности химико-термической обработкой.
контрольная работа [22,7 K], добавлен 23.10.2010Изучение методов измерения шероховатости поверхности. Анализ преимуществ и недостатков метода светового сечения и теневой проекции профиля. Оценка влияния шероховатости, волнистости и отклонений формы поверхностей деталей на их функциональные свойства.
курсовая работа [426,6 K], добавлен 03.10.2015Описание способов обработки стали, определение ее твердости и шероховатости обработанной поверхности. Назначение длины заготовки, выбор режущего инструмента и технологического процесса обработки детали. Описание режимов резания и управляющей программы.
курсовая работа [6,0 M], добавлен 03.01.2012Анализ формы точности, шероховатости, размеров материала и обработки детали, а также характера нагружения. Определение технологического маршрута обработки поверхности детали в зависимости от точности размеров и шероховатости поверхностей детали.
курсовая работа [594,7 K], добавлен 25.09.2012Изучение свойств материалов, установления величины предельных напряжений. Условный предел текучести. Механические характеристики материалов. Испытание на растяжение, сжатие, кручение, изгиб хрупких материалов статической нагрузкой. Измерение деформаций.
реферат [480,5 K], добавлен 16.10.2008Виды поверхностной лазерной обработки. Лазерное легирование, наплавка, маркировка, гравировка, характеристика процессов. Эксплуатационные показатели материалов после поверхностной обработки. Способы подачи легирующего элемента в зону воздействия.
реферат [1,2 M], добавлен 19.04.2016Сверление - процесс образования отверстий в сплошном материале режущим инструментом – сверлом. Общие сведения о кольцевом сверлении. Вырезание отверстий в листовом металле. Обработка хрупких материалов. Схема резания, обеспечивающая деление ширины.
дипломная работа [3,3 M], добавлен 27.10.2017Образование отверстий в сплошном металле сверлением, точность их обработки, набор инструмента; класс шероховатости поверхности. Режимы сверления, зенкерования, развертывания. Разработка схемы зажима детали; расчет погрешности базирования и усилия зажима.
лабораторная работа [2,3 M], добавлен 29.10.2014Проектирование и расчет протяжки шлицевой, развертки комбинированной, долбяка для обработки зубчатых колес и приспособления для обработки деталей с заданными размерами и параметрами. Определение чертежных размеров долбяка по передней поверхности.
курсовая работа [482,5 K], добавлен 24.09.2010Рассмотрение методов лазерной размерной обработки хрупких неметаллических материалов. Описание экспериментального оборудования: лазерного технологического комплекса и инструментального микроскопа БМИ-1Ц. Изучение процесса управляемого термораскалывания.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 19.04.2014Снижение массы шатуна. Анализ условия работы распылителя. Технические требования на изготовление распылителей. Биение запирающей поверхности относительно оси цилиндрической поверхности. Действия гидравлических нагрузок. Параметр шероховатости поверхности.
презентация [149,2 K], добавлен 08.12.2014Определение коэффициента использования металла и трудоемкости станочной обработки. Расчет припусков на обработку резанием. Ознакомление с особенностями схемы обработки заготовки на станке. Разработка и характеристика переходов и схем наладки инструмента.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 03.08.2017Показатели качества, физико-механические и химические свойства поверхностного слоя деталей машин. Обзор методов оценки фрактальной размерности профиля инженерной поверхности. Моделирование поверхности при решении контактных задач с учетом шероховатости.
контрольная работа [3,6 M], добавлен 23.12.2015Характеристика процесса металлообработки. Современные методы, применяемые при точении, фрезеровании и сверлении. Исследование способа динамической стабильности процесса тонкой лезвийной обработки за счет анизотропных свойств режущего инструмента.
дипломная работа [1,8 M], добавлен 26.09.2012Неровности поверхности, высотные параметры. Магнитный и визуально-измерительный метод контроля параметров профиля шероховатости. Теория светорассеяния, интегрирующая сфера и метод Тейлора. Применение мезооптических систем к анализу рассеянного излучения.
дипломная работа [481,0 K], добавлен 14.04.2013Сущность технологии литья по выплавляемым моделям. Процесс изготовления разрезных пресс-форм. Суть и назначение обработки конструкционных материалов резанием. Рабочие и вспомогательные движения в металлорежущих станках. Подготовка порошков к формованию.
реферат [76,4 K], добавлен 11.10.2013Технология сверления деталей из древесины. Требования к качеству обработанной поверхности. Принцип действия сверлильно-пазовального станка. Обоснование линейных и угловых параметров режущего инструмента. Кинематический расчет механизмов резания и подачи.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 16.05.2014
