Технология резания материалов - Дипломная работа

Насыщенность современной техники комплексом взаимосвязанных автоматизированных агрегатов и систем требует безотказной работы всех деталей и узлов в течение заданного ресурса. В решении этой важной задачи большую роль играет повышение качества продукции машиностроительных предприятий путем непрерывного совершенствования технологии механической обработки деталей машин. Среди процессов, присущих механической обработке, важное место принадлежит тепловым явлениям. Тепловые процессы протекают во всех без исключения элементах технологической системы (металлорежущем станке, инструменте, трущихся парах, обрабатываемой детали и т. д.). Тепловые процессы оказывают существенное влияние на уровень нагрева элементов технологической системы, на контактные явления трущихся пар, на качество поверхностного слоя (появление шлифовочных дефектов - прижогов, трещин и др.)» на наростообразование и эффективность протекания адгезионных и диффузионных процессов в зоне шлифования.Выделение теплоты при снятии стружки (формула 1.1) объясняется тем, что в теплоту преобразуется механическая работа, затраченная на срезание стружки [1]: , Дж, (1.1) где Адеф, Атпп, Атзп - работа, затрачиваемая соответственно на упругую и пластическую деформации срезаемого слоя, на преодоление сил трения по передней и задней поверхностям, Дж. Практически в теплоту (формула 1.5) переходит вся работа резания (больше, чем 99,5%).Следовательно, количество тепла, выделяемое при резании, составляет: , Дж , (1.5) Она главным образом выделяется вследствие работы, затраченной на пластическую деформацию, и уходит в основном со стружкой, а частично остается в инструменте. Теплота от трения по передней поверхности III и задней IV поверхности зуба инструмента идет соответственно в переднюю и заднюю его поверхности в стружку II и деталь I. Зная количество тепла, выделяемое в процессе резания и распространяемое между стружкой, деталью и инструментом можно записать тепловой баланс (формула 1.6) при резании: , Дж, (1.6) где - соответственно теплота, переходящая в стружку, инструмент, деталь и окружающую среду, Дж.Оценивая влияние какого-либо фактора на температуру резания, необходимо учитывать изменение условий подвода и отвода тепла в этой зоне.При увеличении скорости резания возрастает количество тепла в зоне резания, а также температура нагрева детали (формула 1.14), стружки и инструмента. Но рост температуры в зоне резания отстает от роста скорости резания. Кривые можно заменить отдельными прямыми и получить простые зависимости: , °С, (1.14) где - коэффициент, учитывающий влияние на температуру резания всех остальных факторов, кроме скорости резания;С увеличением ширины среза b прямо пропорционально растет сила, работа резания и количество выделяемой теплоты. Во столько же раз увеличивается и длина активной части режущего лезвия (рисунок 1.5), а соответственно и отвод тепла. Экспериментальным путем установлена зависимость [1] (формула 1.15): ,°С, (1.15) где - коэффициент, учитывающий влияние на температуру резания всех остальных факторов, кроме ширины среза;На силы резания, а значит, и на работу резания и количество тепла, а также на условия теплоотвода оказывают влияние физико-механические свойства обрабатываемого материала. На температуру резания они влияют в такой же степени, как и на силу резания Pz , то есть имеется тенденция к увеличению при повышении прочности, твердости и пластичности обрабатываемого материала.Однако при этом ухудшаются условия отвода тепла, потому что уменьшается величина угла заострения ?, то есть массивность головки резца. С увеличением ? выше оптимального значения уменьшается массивность головки резца, ухудшаются условия отвода тепла (рисунок 1.6) [2].1437880С их помощью можно определить количество выделяемой теплоты и его распределение между стружкой, деталью и инструментом; температуру контактных площадок инструмента; температурные поля в зоне деформации и режущем клине инструмента. В научно-исследовательских работах и в инженерной практике используются как контактные, так и бесконтактные методы измерения температуры.Основные методы и средства измерения температуры представлены в таблице 1.1. При помощи этих термопар можно измерить местную температуру в резце, изделии, деталях металлорежущего станка, а также построить температурное поле как внутри этих элементов, в том числе и на их поверхности. Используя пластинки неодинаковой толщины и располагая отверстия в различных точках передней и задней поверхностей, можно по результатам измерений построить температурное поле в резце. С помощью этих термопар можно установить распределение температуры не только внутри резца, но и на его передней поверхности. Естественная термопара [4].В методе естественной термопары элементами термопары служат деталь и инструмент, которые, будучи разнородными металлами, в процессе резания имеют сильно нагретый контакт, являющийся спаем этой термопары.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Физические причины нагрева при резании

1.2 Влияние различных факторов на температуру при резании

1.2.1 Влияние скорости резания

1.2.2 Влияние элементов среза

1.2.3 Влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала на температуру

1.2.4 Влияние геометрических параметров инструмента на температуру

1.3 Способы определения температуры

1.3.1 Термопары различного конструктивного исполнения

1.3.2 Термопреобразователи сопротивления

1.3.3 Термоиндикаторы

1.3.4 Волоконнооптические термопреобразователи

1.3.5 Кварцевые термопреобразователи

1.3.6 Транзисторные термопреобразователи

1.3.7 Метод бесконтактного измерения температур

2. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Разработка конструкции измерительной оснастки

2.1.1 Конструкция резца

2.1.2 Конструкция специального корпуса

2.2 Выбор термопары и ее характеристики

2.3 Расчет деталей оснастки на прочность

2.3.1 Расчет силы резания

2.3.2 Допускаемая сила для работы на станке УТ16

2.3.3 Проверка на прочность корпуса резца

2.3.4 Расчет болтового соединения

2.3.5 Действующие на прижим усилия

2.3.6 Расчет крепления твердосплавной пластинки

3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

3.1 Разработка технологического процесса изготовления детали

3.1.1 Описание конструкции и назначения детали

3.1.2 Технологический контроль чертежа детали

3.1.3 Анализ технологичности конструкции детали

3.1.4 Выбор способа изготовления и формы детали

3.1.5 Разработка маршрута обработки детали

3.1.6 Расчет припуска на обработку

3.1.7 Выбор оборудования

3.1.8 Выбор режущего инструмента

3.1.9 Выбор приспособлений

3.1.10 Выбор режимов резания

3.1.11 Техническое нормирование операции

3.2 Разработка технологии сборки измерительного устройства

3.2.1 План сборки детали

3.3 Технология настройки и тарировки

3.3.1 Технология настройки

3.3.2 Тарировка прибора

4. ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАТЬ. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ РЕЖИМА РЕЗАНИЯ НА ТЕМПЕРАТУРУ

4.1 Оборудование, применяемое при исследовании

4.2 Исследование влияния на температуру скорости резания

4.3 Исследование влияния глубины резания на температуру токарной обработки

4.4 Влияние на температуру подачи токарного станка

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ