Раздел II: обработка резанием

1. Координатные плоскости при резании

Основная плоскость – это плоскость, перпендикулярная скорости действительного главного движения;

Рабочая плоскость – это плоскость, которая содержит векторы скорости резания v и подачи s

Плоскость резания – этоплоскость, которая проводится через режущую кромку (касательно режущей кромке) и вектор скорости резания

Плоскость стружкообразования для всей стружки – это плоскость, которая проходит через перпендикуляр к режущей кромке в плоскости резания и через вектор схода стружки v_1.

Плоскость стружкообразования для элементарного участка режущей кромки – это плоскость, перпендикулярная режущей кромке

2. Схема продольного точения

обработка резцом с круговым движением резания и движением подачи вдоль оси вращения в плоскости, перпендикулярной направлению движения резания

3. Строгание. Схема строгания

способ лезвийной обработки при прямолинейном возвратно-поступательном движении резания и дискретном прямолинейном движении подачи, осуществляемом в направлении, перпендикулярном движению резания;

4. Сверление. Схема сверления

-основной способ получения глухих и сквозных цилиндрических отверстий в сплошном материале заготовки. В качестве инструмента при сверлении используется сверло, имеющее две главные режущие кромки.

5. Торцовое фрезерование. Определение и схема

обработка инструментом, которому сообщается вращательное движение резания при любых направлениях подачи в плоскости, перпендикулярной оси вращения РИС (Б,В)

а — цилиндрическое, б и в—торцовое фрезерование; 1—обработанная поверхность, 2-ось вращения фрезы, 3 — обрабатываемая поверхность, 4— стружка, 5 — заготовка, 6 — нож фрезы.

6. Фрезерование цилиндрической фрезой. Схема РИС (А)

При цилиндрическом фрезеровании резание осуществляется зубьями, рас­положенными на периферии фрезы, и обработанная поверхность 1 является плоскостью, параллельной оси враще­ния фрезы 2.

7. Параметры режима резания и сечения срезаемого слоя при фрезеровании

Глубина резания t: при черновой (предварительной) обработке на-

значают по возможности максимальную t, равную припуску на обработку

или большей части его;

Подача S: при черновой обработке выбирают максимально возмож-

ную подачу, исходя из жесткости и прочности системы СПИЗ, мощности

привода станка и т.д

Скорость резания  рассчитывают по эмпирическим формулам, ус-

тановленным для каждого вида обработки, которые имеют общий вид

Толщина срезаемого слоя- измеряется в направлении нормали к проекции главной режущей кромки;

8. Схема зоны деформации при резании

Схема зоны деформации: A – зона стружкообразования с параллельными границами; Б – застойная зона адиабатических деформаций, поперечное сечение «уса»; В и Г – зоны контактных деформаций на передней и задней поверхностях.

9. Условия непрерывности. Усадка стружки

Условие непрерывности (сплошности) несжимаемой деформируемой среды при образовании сливной стружки при плоской деформации выражается в постоянстве скорости в направлении, перпендикулярном условной плоскости сдвига.

Отношение скорости резания v к скорости стружки v₁ согласно терминологии, введенной И.А. Тиме [1], называютусадкой стружки z(а иногда – коэффициентом усадки стружки К)

10. Условие контакта стружки с резцом. Относительный сдвиг

Условие контакта инструмента со стружкой – определяет величину скорости v₂ , с которой стружка перемещается вдоль условной плоскости сдвига.

Условие контакта стружки с инструментом требует, чтобы проекции скоростей стружки и резца на нормаль к передней поверхности режущего лезвия были равны друг другу

Термин «относительный сдвиг» заимствован из линейного преобразования, называемого простым сдвигом. Простой сдвиг является плоской однородной деформацией.

 Таким образом, относительный сдвиг может характеризовать только конечные деформации материала, уже прошедшего через зону стружкообразования.

11. Тензор деформаций. Компоненты тензора деформаций.

Совокупность удлинений и сдвигов – тензор деформации – по аналогии с тензором напряжений характеризует любое деформированное состояние в данной точке и позволяет определять е в любом направлении и g в любой плоскости.

В общем случае тензор деформации характеризуется девятью компонентами – тремя удлинениями и шестью сдвигами:

из которых только шесть независимых, так как g_xy = g_yx, g_yz = g_zy, g_zx = g_xz.

12. Тензор скоростей деформаций

совокупность величин, характеризующая скорость деформации элементарного объёма сплошной среды:

13. Скорости деформации при резании.

14. Деформации при резании

15. Деформации при растяжении

Относительное удлинение

16. Тензор напряжений

Напряжение Tn зависит только от положения точки А и направления нормали n, то есть каждому направлению n соответствует свое напряжение Tn

Напряжение является мерой внутренних сил, возникающих в теле под влиянием внешних воздействий (нагрузок, изменения температуры и др.).

Соответствие напряжений Tn любому направлению n устанавливается на

основе принципа равновесия с помощью тензора напряжений

17. Влияние деформации на предел текучести. Теория течения.

Простое нагружение, теория течения

18. Влияние скорости деформации на предел текучести.

19. Влияние температуры на предел текучести

21. Удельные касательные силы и предел текучести при резании

22. Сопротивление материалов большим пластическим деформациям при деформировании в адиабатических условиях

23. Удельная работа при деформировании в адиабатических условиях

24. Предел текучести при деформировании в адиабатических условиях (кривая течения)

25. Влияние локализации деформаций на предел текучести

- условие локализации деформаций

26.Связь физических и технологических составляющих силы резания

1)

Угол трения

Угол действия

2)

27. Удельные силы по Мерчанту

Угол трения

Угол действия

28. Удельные силы при постоянных касательных напряжениях

29. Схема сил при свободном прямоугольном точении

30. Схема сил при несвободном прямоугольном точении

31. Схема сил при свободном косоугольном точении

32. Схема сил при при торцовом фрезеровании

33. Схема приращений сил при фрезеровании цилиндрическими фрезами

34. Температура деформации при резании

35. Тепловые потоки в инструмент и в стружку

Уравнение теплопроводности

36. Температурное поле полуограниченного стержня при граничных условиях второго рода

37. Температура полуплоскости от равномерно распределенного быстродвижущегося источника тепла

38. Температура передней поверхности инструмента

39. Температура задней поверхности инструмента

40.Укажите геометрические параметры, использующиеся для характеристики износа режущего лезвия по задним поверхностям:

радиальный износ, ширина фаски износа;

41.Укажите геометрические параметры, использующиеся для характеристики износа режущего лезвия по передней поверхности:

изменение переднего угла, глубины лунки износа

42. Интенсивность изнашивания режущего лезвия по задней поверхности определяется как:производная от ширины фаски износа по пути резания;

43.В качестве характеристик износостойкости режущих инструментов используют:

44. В чем заключаются и от каких факторов зависят пластические деформации инструментального материала?

в изменении формы режущего лезвия под воздействием контактных напряжений и температур, в округлении режущей кромки под действием нормальных напряжений при отсутствии застойной зоны

45. В чем заключается и от каких факторов зависит адгезионное изнашивание режущего инструмента?

в возникновении и разрушении межмолекулярных связей при контакте чистых поверхностей инструментального и обрабатываемого материалов при высоких нормальных давлениях и температурах;

46. В чем заключается и от каких факторов зависит диффузионное растворение инструментального материала в обрабатываемом (диффузионное изнашивание режущего инструмента)?

В проникновении атомов одного металла (материала) в кристаллическую решетку другого металла через контактную поверхность при высоких температурах и давлениях;

47. В чем заключается и от каких факторов зависит абразивное изнашивание режущего инструмента?

в царапании инструментального материала твердыми частицами, содержащимися в обрабатываемом материале

48. Что означает термин «обрабатываемость материалов резанием» (в узком смысле):

соотношения между скоростями резания, соответствующими фиксированной стойкости инструмента при обработке различных материалов, Установление зависимостей допускаемой скорости от прочностных характеристик, параметров сечения срезаемого слоя или подачи и глубины резания, от геометрических параметров инструмента и прочее

49. Уравнение Тейлора имеет вид:

или ;

50. Какие цели достигаются черновой лезвийной обработкой заготовок:

удаление излишнего припуска или дефектного поверхностного слоя материала, образующегося при получении заготовки методами литья, давления, сварки или после термообработки, уменьшение допуска на обработанную поверхность

51.Для черновой лезвийной обработки сталей применяют инструментальные материалы, имеющие следующие обозначения или марки:

Т5К10, Р30–Р40

52. Для чистовой лезвийной обработки сталей применяют следующие инструментальные материалы:

Инструменты с износостойкими покрытиями, Р01–Р10, Т15К6–Т30К4;

53. При лезвийной обработке жаропрочных сплавов на никелевой основе применяют следующие инструментальные материалы:

ВК10–ОМ, ВК10–ХОМ

54. Назовите приемлемые критерии для назначения скорости резания:

шероховатость обработанной поверхности

55. С какой целью уменьшают задние углы, округляют режущие кромки или предварительно притупляют задние поверхности режущего лезвия?

чтобы предотвратить поломку режущего лезвия при врезании или выходе инструмента.

56. Что такое угол контакта при фрезеровании, в какой плоскости и как его измеряют?

57. Глубина врезания при фрезеровании

характеризует величину врезания режущей кромки, измеренную перпендикулярно рабочей плоскости

58. Толщина срезаемого слоя (действительная )

измеряется в направлении нормали к проекции главной режущей кромки;

59. Примерно во сколько раз скорость деформации при резании больше, чем при растяжении?

60. Запишите формулы для вычисления температуры деформации при образовании сливной стружки:

61. Основное допущение метода быстродвижущихся источников тепла состоит в том, что:

1. При больших значениях критерия Ре влиянием перетоков тепла в направлении, перпендикулярном скорости движения источника, на температуру, возникающую на поверхности полуплоскости, можно пренебречь.

2. влиянием перетоков тепла в направлении движения источника, на температуру, возникающую на поверхности полуплоскости, можно пренебречь*

3. при больших значения мощности теплового источника перетоками тепла вдоль границы полуплоскости можно пренебречь

62. Изобразите схему распределения плотности теплового потока на задней поверхности при резании:

63. Укажите характеристики износостойкости инструмента:

- путь резания L^* .

- Время работы инструмента до достижения одного из критериев затупления. Это время называют стойкостью Т 

Т = L^* / v.

- В качестве характеристики износостойкости применяют также площадь обработанной поверхности F^* = L^*S = vST

64. Укажите основные механизмы изнашивания инструмента, характеризующиеся различной природой физических явлений:

65. От каких факторов зависит интенсивность изнашивания режущего лезвия?

Абразивный износ обусловлен наличием в материале заготовки твердых частиц. Интенсивность абразивного изнашивания может возрасти при окислении инструментального материала

Геометрия износа. Режущие инструменты изнашиваются по задним и передним поверхностям. Изнашивание задних и передней поверхностей происходит одновременно. По мере изнашивания инструмента на его задних поверхностях возникает и увеличивается фаска износа

66. Что такое минимальная целесообразная скорость резания? По каким признакам ее можно определить?:

минимальная целесообразная скорость v₀, при которой достигаются минимальная средняя интенсивность изнашивания и, соответственно, максимальный путь резания L^*_max :

L^* = vT = max при T=T(v).

В координатах с логарифмическими шкалами соответствующие максимальному пути резания минимальная целесообразная скорость резания v₀ истойкость T₀ определяются точкой касания прямой линии с углом наклона 135° к графику T=T(v)

67. С учетом каких факторов назначают минимальную и максимальную глубину резания при черновой обработке?

68. Изобразите схему деформации при образовании сливной стружки в зоне стружкообразования с параллельными границами:

69. Физические составляющие силы резания – это:

касательные силы в условной плоскости сдвига и на передней поверхности в плоскости стружкообразования;

70. Изобразите схему свободного прямоугольного точения:

71. Изобразите схему несвободного прямоугольного продольного точения:

72. Изобразите схему свободного косоугольного продольного точения: