Реферат: Анализ процесса формообразования и расчет параметров режимов резания

Рисунок 1.10. Термопары:

а – искусственная; б – полуискусственная; 1 и 2 – проводники; 3 – электроизоляция (слюда); 4 – прибор для регистрации термо-Э.Д.С.

При шлифовании вся механическая мощность микрорезания преобразуется в тепловую, так как лишь незначительная часть мощности переходит в скрытую энергию изменений кристаллической решетки обрабатываемого материала. Наибольшее количество теплоты (до 80%) переходит в обрабатываемую деталь и наименьшая теряется в результате излучения.

С увеличением нагрузки на зерно в зоне его работы выделяется большее количество теплоты в единицу времени и это обеспечивает рост температуры. Нагрузка на зерно появляется при увеличении окружной скорости детали и подач. Отдельные параметры (скорость резания и др.) оказывают сложное влияние на тепловые явления при шлифовании. Например, при увеличении скорости резания толщина срезаемого слоя снижается, но растет число тепловых импульсов при одновременном сокращении времени их действия и изменении условий трения шлифующих зерен по обрабатываемому материалу. В результате взаимодействия всех этих факторов, с увеличением скорости резания, температура шлифуемой детали повышается.

Температура при шлифовании снижается как при уменьшении мощности источников теплообразования, так и при повышении интенсивности теплоотвода. Для этой цели имеются основные пути: 1) технологические – выбор оптимальной схемы шлифования, характеристик шлифовального круга, режимов обработки, рациональных СОЖ и др.; 2) конструктивные – применение эффективных конструкций кругов для конкретных условий обработки, совершенствование установок для очистки и охлаждения СОЖ и др.

Для отвода тепла из зоны шлифования в основном применяются СОЖ.

1.9 Характер изнашивания и стойкость инструмента.

Износ рабочей поверхности круга при шлифовании является сложным физико-химическим и механическим процессом, протекание которого зависит от всех условий обработки: характеристики круга, свойств обрабатываемого материала, режима резания и др.

В зависимости от свойств шлифовальных кругов и условий обработки круги могут работать с самозатачиванием и с затуплением.

Затупление круга наступает в результате обламывания невыгодно расположенных шлифующих зерен, последовательного их расщепления и образования площадок износа, когда зерна теряют свои режущие свойства.

Самозатачивание круга заключается в том, что по мере затупления шлифующих зерен возросшее сопротивление резания вырывает зерна из связки, которая выкрашивается; в работу вступают новые зерна, в результате чего рабочая поверхность круга непрерывно обновляется.

В начальный период работы круга на вершинах зерен образуются площадки износа, которые непрерывно возрастают и обеспечивают влияние условий, действующих на зерна, чему соответствует усилие разрушения зерна и связки.

Рисунок 1.11. Основные виды износа шлифовального круга.

В зависимости от условий шлифования различают следующие основные виды износа (рис. 1.11):

1. истирание режущих элементов шлифующих зерен с образованием на них площадок с большей или меньшей шероховатостью (рис. 1.11, а);

2. микроразрушение зерен с отделением от них небольших частиц (рис. 1.11, б);

3. разрушение зерен с отделением от них небольших частиц, соизмеримых с размером зерна (рис. 1.11, в);

4. полное вырывание зерен из связки (рис. 1.11, г);

5. разрушение в результате протекания химических реакций в зоне контакта зерна с обрабатываемым материалом при высоких температурах, развивающихся в зоне шлифования (рис. 1.11, д);

6. забивание промежутков между зернами стружкой и продуктами износа (рис. 1.11, е).

Момент удаления зерна с рабочей поверхности круга определяется степенью износа зерна, динамикой процесса и прочностными свойствами связки. В ряде случаев в износа шлифующих зерен превалирующим является хрупкий износ, что связано с природой зерна.

При высоких температурах шлифования, снижающих твердость материала шлифующих зерен, процесс износа зерен является интенсивным. Процесс адгезионного износа характеризуется кратерами, образующимися на поверхности зерна, свидетельствующих об отрыве или срезе его отдельных частиц.

Интенсивность износа шлифующих зерен резко возрастает при наличии химического сродства между зерном и обрабатываемым материалом. Для железоуглеродистых сплавов предпосылками к диффузионному износу являются высокие температуры в зоне шлифования, легкость растворения углерода в железе, перепад концентрации углерода между шлифующим зерном и обрабатываемым металлом и контакт их ювенильных поверхностей. Износ кругов существенно влияет на точность и качество поверхностного слоя шлифуемых деталей.

1.10 Качество обработанной поверхности.

Для надежной работы большое значение имеет шероховатость обработанной поверхности, характеризуемая величиной ее микронеровностей, и качество поверхностного слоя, характеризуемого его состоянием.

Формирование микрогеометрии поверхности и качества поверхностного слоя является сложным физическим процессом с активным химическим взаимодействием всех материалов, находящихся в зоне обработки. В этом случае многое является результатом копирования траекторий массового перемещения шлифующих зерен круга относительно обрабатываемой детали.

В результате действия шлифующих зерен на поверхностный слой детали наносится огромное число микроцарапин, формирующих микропрофиль.