Материала интенсивность

Трение между стружкой и передней поверхностью инструмента и между его главной задней поверхностью и поверхностью резания заготовки вызывает износ режущего инструмента. В условиях сухого и полусухого трения преобладает абразивное изнашивание инструмента. Высокие температуры и контактные давления вызывают следующие виды изнашивания: окислительное — разрушение поверхностных оксидных пленок; адгезионное — вырывания частиц материала инструмента стружкой или материалом заготовки вследствие их молекулярного сцепления; термическое — структурные превращения в материале инструмента.

Под стойкостью инструмента Т понимают суммарное время (мин) его работы между переточками на определенном режиме резания. Стойкость токарных резцов, режущая часть которых изготовлена из разных инструментальных материалов, составляет 30— 90 мин. Стойкость инструмента зависит от физико-механических свойств материала инструмента и заготовки, режима резания, геометрии инструмента и условий обработки. Наибольшее влияние на стойкость оказывает скорость резания.

Элементы режима резания назначают в определенной последовательности. Сначала назначают глубину резания. При этом стремятся весь припуск на обработку срезать за один рабочий ход инструмента. Если по технологическим причинам необходимо делать два рабочих хода, то при первом ходе снимают —80 % припуска, при втором (чистовом) —-20 % припуска. Затем выбирают величину подачи. Рекомендуют назначать наибольшую допустимую величину подачи, учитывая требования точности и допустимой шероховатости обработанной поверхности, а также мощность станка, режущие свойства материала инструмента, жесткость и динамическую характеристику системы СПИД. Наконец, определяют скорость резания, исходя

Высокие прочностные свойства необходимы, чтобы инструмент обладал сопротивляемостью соответствующим деформациям в процессе резания, а достаточная вязкость материала инструмента позволяла воспринимать ударную динамическую нагрузку, возникающую при обработке заготовок из хрупких материалов и заготовок с прерывистой поверхностью. Инструментальные материалы должны иметь высокую красностойкость, т. е. сохранять большую твердость при высоких температурах нагрева. Важнейшей характеристикой материала рабочей части инструмента является износостойкость. Чем выше износостойкость, тем медленнее изнашивается инструмент. Это значит, что разброс размеров деталей, последовательно обработанных одним и тем же инструментом, будет минимальным.

Стойкость режущего инструмента различная в зависимости от типа обрабатываемого материала и материала инструмента. Незначительный износ наблюдается при обработке термопластов без наполнителя. При обработке реактопластов особенно со стеклянными и другими подобными наполнителями, стойкость режущего инструмента значительно снижается. Заготовки из термопластов (органического стекла, полистирола, фторопласта и т. д.) можно обрабатывать режущими инструментами из углеродистых и быстрорежущих сталей. Материалы, оказывающие абразивное действие, обрабатывают инструментами, оснащенными твердым сплавом, алмазом, эльбором.

Для достижения наиболее полного использования оборудования и наибольшей производительности труда необходимо помимо использования всех технических возможностей станка, инструмента и приспособлений сосредоточить особое внимание на рациональной организации рабочего места, которая должна обеспечить непрерывность работы станка, т. е. должны быть устранены всякого рода задержки и потери времени из-за лишних движений и хождения, из-за несвоевременной подачи материала, инструмента, приспособлений, несвоевременного ремонта, неудачной планировки рабочего места и т. п.

где VT — скорость резания при выбранном периоде стойкости режущего инструмента, равном Т [мин]; t — глубина резания в мм; s — подача в мм/об; xv и у„ — показатели степени соответственно при глубине резания и подаче; С„ — постоянная величина, зависящая от ряда факторов: материала инструмента, обрабатываемого материала, вида обработки (наружное точение, растачивание, подрезание и т. д.), характера обработки (черновая, чистовая, наличия охлаждения и др. При выборе другого периода стойкости 7\, отличного от Т, скорость резания i>r, , соответствующая периоду стойкости T^, может быть пересчитана по уравнению

Хорошо обрабатываются точением на станках-автоматах стали со структурой пластинчатого перлита, при этом стружка легко определяется. Механические свойства горячекатаной стали: <т„ == 500^--f-750 МПа; б 22ч-14 %, а холоднотянутой (прутки диаметром до 20 мм) более высокие (а„ 600-Н-800 МПа и б =•= 7н-6 %). Стали с повышенным содержанием серы обладают большой анизотропией свойств, склонны к хрупкому разрушению и имеют пониженный предел выносливости. Улучшение обрабатываемости стали достигается и и результате мпкролегпроваппя стали РЬ, Са, 8е, Те, образующими в структуре металлические и неметаллические включения. Эти включения создают в очаге резания внутреннюю смазку — тончайший слой, препятствующий схватыванию материала инструмента с материалом обрабатываемой детали, вследствие чего легче отделяется стружка.

ментах резания создают оригинальные вещественные, энергетические и информационные структурные уровни, особенно поверхностные. Изменение вещественного расположения, энергетической структуры и информационного поля в процессе обработки материала заготовки Детали приводит к изменению комплексного свойства или комплекса свойств покрытия поверхности материала инструмента рсзиния.

Материл инструмента резания с покрытием рассматривается как сложная внутренняя система внешней технологической системы обработки резанием создающей условия Среды. Процесс резания-трения инструментом материала детали представляется как разновидность обработки поверхности материала инструмента.

няет это явление изменением физической сущности процесса изнашивания при достижении определенных значений скорости резания. При малых скоростях резания (до 35 м/мин) происходит адгезионный износ твердого сплава, при котором стойкость материала инструмента определяется его сли-паемостью с обрабатываемым материалом и способностью сопротивляться микроконтактным разрушениям. При этом с ростом скорости размер частиц, отрываемых адгезионными силами, уменьшается, так как повышение температуры резания приводит к повышению пластичности твердого сплава, и его сопротивление по отношению к адгезионному износу возрастает. В результате скорость изнашивания уменьшается (зона //).

Кривая 1 характеризует поведение (деформацию) металла под действием напряжений а, МПа, величина которых является условной (a = P/F0). До точки А деформация пропорциональна напряжению. Тангенс угла наклона прямой ОА к оси абсцисс характеризует модуль упругости материала Е = о/б (б — относительная деформация). Модуль нормальной упругости Е определяет жесткость материала, интенсивность увеличения напряжения по мере упругой деформации. Физический смысл Е сводится к тому, что он характеризует сопротивляемость металла упругой деформации, т. е. смещение атомов из положения равновесия в решетке. Модуль нормаль-

1 . Если тело имеет вид пространственной фигуры, составленной из однородных тонких прутков (т. е. имеет вид решетки или каркаса), то сила тяжести любого прямолинейного или криволинейного участка фигуры Сй=/ь<7> где q — постоянная для всей фигуры сила тяжести единицы длины материала (интенсивность силы тяжести по длине материала фигуры). После подстановки в формулы (1.61) вместо Gft его значения lhq постоянный множитель q в каждом слагаемом числителя и знаменателя вынесем за знак суммы (за скобки) и сократим. В результате получим формулы координат центров тяжести фигур в виде решетки (каркаса):

Исследования структуры материала показали, что наносимые повреждения приводят к локальной термообработке материала. Интенсивность теплового воздействия может быть оценена не только по глубине проникновения теплового потока с растрескиванием материала, но и по степени изменения формы и плотности расположения упрочняющей /-фазы (рис. 10.12). Имеет место сочетание участков материала с разряженной плотностью упрочняющей фазы, включающих в себя зоны почти полной гомогенизации материала, различной степени перегрева материала и участков с нормальной плотностью фазы. Все это указывает на различную интенсивность перегрева материала вплоть до полного растворения упрочняющей фазы в момент теплового воздействия. Глубина повреждений колеблется в пределах 0,12-0,5 мм.

деле, анализ кривой интенсивности отказов деталей позволяет судить о ,наличии «старения» материала (интенсивность , отказов увеличивается со временем), о случайной природе 0т-казов (интенсивность отказов постоянна) или о недостаточной первоначальной прочности детали (интенсивность отказов имеет большую величину в начале эксплуатации);.

Исследования воздействия лазерного излучения на различные материалы [37, 78, 177] определили необходимые плотности мощности для отдельных видов технологических операций. При плотностях мощности приблизительно до 106 Вт/см2 происходит интенсивный локальный разогрев материала, с которым связаны технологические операции сварки и термообработки, и при этом не происходит разрушения обрабатываемого материала. Интенсивность нагрева зависит от соотношения глубины проникновения излучения в материал 8 и толщины прогретого путем теплопроводности слоя ]/kt, где k —• температуропроводность материала; t—длительность воздействия лазерного излучения. Для металлов, где 8 < Ykt, источник тепла всегда можно считать поверхностным. При обработке неметаллических материалов это условие не выполняется.

Для осуществления той или иной системы со взвешенным материалом (псевдоожиженным слоем, взвешенным слоем и т. д.) важное значение имеют расположение мест подачи и отвода взвешивающей среды и материала, наличие и расположение решетки, ограничивающей движение материала, интенсивность подачи материала и среды. Лапидус и Элдж'ин [Л. 692] приводят примерную классификацию вертикальных систем со взвешенным материалом: «свободных» и с «механическим сдерживанием» материала (restrained). Свободные системы — те, где поток материала не сдерживается никакими специальными устройствами внутри трубы (колонны), а регулируется извне подачей материала (при достаточной для взвешивания подаче текучей среды). Системы с механическим сдерживанием материала— те, где путь частиц в трубе ограничен решетками, а расход материала через систему регулируется в месте его выхода. По взаимному направлению движения материала и текучего различают, как обычно, прямоточные и противоточные системы, по направлению движения материала — системы с восходящим и нисходящим перемещением его.

ция). Модуль упругости Е определяет жесткость материала, интенсивность увеличения напряжения по мере упругой деформации. Физический смысл Е сводится к тому, что он характеризует сопротивляемость металла упругой деформации, т. е. смещение атомов из положения равновесия в решетке. Модуль упругости практически не зависит от структуры металла и определяется силами межатомной связи. Все другие механические свойства являются структурно чувствительными и изменяются в зависимости от структуры {обработки) в широких пределах.

Шифр (код) материала Интенсивность изнашивания (мкг/Дж) при температуре, "С

Шифр (КОД) материала Интенсивность изнашивания (мкг/Дж) при температуре, °С

Проведены длительные наблюдения сигналов акустической эмиссии (АЭ) на участке кольцевого газопровода в месте его пересечения с автодорогой и водным каналом. АЭ-сигналы от трех пар датчиков записывали на магнитную ленту и анализировали в лабораторных условиях. В результате наблюдения значимого превышения уровня акустической эмиссии над шумовым аппаратурным фоном не установлено. Зависимости скорости счета и суммарного счета импульсов АЭ от времени при обработке записи с уровнем дискриминации, уменьшенным втрое по сравнению с рабочим, показывают, что в этом случае наибольшая скорость счета достигает 40 имп/с, что свидетельствует о существовании медленно протекающих процессов повреждения материала, интенсивность которых, однако, невелика по сравнению со значениями, соответствующими критическому состоянию.

Таким образом, в зависимости от типа материала интенсивность накопления повреждений на разных стадиях нагружения различна (рис. 4.13). Для упрочняющегося материала АД-33 характерно большое накопление повреждений в начале нагружения (кривая 7), в то время как для разупрочняющейся стали сильно накапливаются повреждения на стадии окончательного разрушения (N/Np ^> 0,7) — кривая 3. Интенсивность накопления повреждений для циклически стабилизирующейся стали 22к сравнительно равномерно увеличивается с ростом числа циклов нагружения (кривая 2).