Pjovimo procesų teorija

1.1. Įrankiu dilimo reiskiniai: Pag. irankių kokybės rodiklis yra jų sugebėjimas per tam tikrą laiką išlaikyti aštrią pjovimo briauną ir užtikrinti reikiamą apdirbto pav.kokybę. Įrankis pjaunančiąsias sąvybes praranda dėl šių priežasčių: 1. pjaunančiųjų briaunų ištrupėjimo; 2. pjaunančiojo pleišto plastinės deformacijos. 3; peilio darbinio paviršių išdilimo. Briaunų ištrupėjimas dažniausiai gaunamas dėl neteisingai parinktų per daug intensyvių pjovimo rėžimų, smūginio įrankio darbo pobūd-žio, terminių įtempimų, mikroplyšių, atsirandančių įrankių gamybos bei galandimo metu. Ištrupėjimas yra labai nepageidautinas, nes norint atstatyti pjaunančiąsias sav. reikia nugaląsti daug įrankinės medžiagos, o esant dideliems nuskilimams įrankį tenka brokuoti. Pas-taruoju metu daugėja įrankių su mecha-niškai tvirtinamomis plokštelėmis ir mažėja su prilituotomis, kadangi lita-vimo metu dėl terminių įtempimų gau-nami mikro įtrukimai ir tokie įrankiai greičiau skyla. Pjaunančio pleišto plasti-nė deformacija gaunama dėl įrankio perkaitimo. Tai ypač būdinga apdirbant medžiagas, turinčias blogą šiluminį laidumą. pveiksle parodyta charakteringa pjaunančiojo pleišto deformavimo forma. Teisingai eksplotuojant įrankius pag. pjaunančiųjų savybių praradimo priežąstis yra darbiniu paviršių išdili-mas. Įrankio dilimas yra sudėtingas kompleksinis reiškinys, kuris apima įvairius kontatinio pav irimo reiškinius. Dažniausiai vyrauja vienas iš šių reišknių. 1)Abrazyvinis dilimas. Šiuo atveju apdirbamos medžiagos kietosios dalelės braižo įrankio kontaktinius paviršius ir formuoja dilimo duobeles, juosteles ir t.t. Abrazyvinis dilimas vyksta sparčiau jei medžiagoje yra kietųjų metalų karbidų, nemetalinių abrazyvinių intarpų, taip pat jei pjaunama esant auglio susidarymo reiškiniui. Kietos suirusio auglio dalelės taip pat braižo įrankio paviršių. 2)Adherinis dilimas. Apdirbant medžiagas nedideliais pjovimo greičiais, kai kontaktinė temp nedidelė, kontaktas tarp apdirbamos ir įrankines medžiagos nėra ištisinis. Liečiamasi atskirais taškais, kuriuose dėl didelių lyginamujų slydimų suardomos paviršius skiriančios plėvelės. Ivyksta šaltas apdirbamos ir įrankinės medžia-gos sukibimas, susivirinimas. Kadangi paviršiai juda vienas kito atžvilgiu, su-jungimo taškuose ivyksta trūkis, isplė-šiama silpnesnė apdirbama medžiaga, todėl apdirbtas paviršius gaunamas labia šiurkštus. Padirbus ilgesnį laiką, įrankio paviršiuje pasireiškia nuovargis, atsiran-da įtrukimai ir sumikštėjusios zonos, trū-kio metu pradeda irti ir įrankio paviršius. Tai didina trintį ir skatina dar intensy-vesnį sukibimą. 3)difuzinis irimas būdingas kietlydinio įrankiams, kai pjovimo temperatūra būna 800-1000 laipsnių. Esant tokiai temp prasideda apdirbamos ir įrankinės medžiagos cheminių elementų tarpusavio sąveika. Atskiri elementai pereina iš vieno paviršiaus į kitą, sudarydami cheminius junginius, kurie paprastai būna mechaniškai neatsparūs ir sparčiai dyla. 4)Oksidinis rezimas. Būdingas kietlydinio įrankiams kai pjovimo temp viršija 900 laipsniu. Kobalto, volframo karbidas, titano karbidas reaguoja su deguonimi, susidaro minkštos dilimui neatsparios oksidų plėvelės. 5)plastinis pavirsiniu sluoksniu irimas. Būdingas kietlydiniams, kai pjovimo temp viršija 1000 laipsnių. Įkaitus kontaktiniams paviršiams dėl didelių lyginamųjų spaudimų judant apdirbamai medžiagai, prasideda labiausiai įkaitusių paviršiaus sluoksnelių plastinis tekėjimas. Susiformuoja sriegio pavidalo grioveliai, kurie kopijuojami ant apdirbto paviršiaus. Realaus pjovimo sąlygomis vyksta visi išvardinti reiškiniai, tačiau kaip minėta vienas ar du iš jų yra vyraujantys. Eksperimentiškai nustatyta, kad egsistuoja temp., prie kurios suminis irimas yra mažiausias h-nudilimo dydis θ-temp. θopt-optimali temp. taip pat nustatyta, kad optimali temp yra tokia, prie kurios apdirbamos ir įrankines medžiagos kietumo santykis yra didžiausias. Θopt→HVpl/HVk→max. 2. Įrankių dilimo dėsningumai, pastovumas ir leistinas pjovimo greitis. Vykstant įrankio paviršių dilimui, pjaunantysis pleištas keičia savo formą. Priekiniame paviršiuje susiformuoja dilimo duobutė, užpakaliniame dilimo jostelė h-nudilusios juostelės plotis; hp-duobutės gylis; lp - duobutės plotis. Išdilimui viršijus tam tikras ribas, pagal tam tikrą mažiausio pasipriešinimo paviršių τ, paprastai vyksta skilimas. Dilimo priklausomybė nuo laiko yra charakteringas pobūdis, būdingas daugeliui irimo procesų. Priklausomybėje yra 3 stadijos: I - pradinio dilimo stadija. Joje nudyla paviršiuose esantys nelygumai, susiformuoja dilimo paviršiai, reikalaujantys mažiausiu energetinių sąnaudų tarpusavio judesiui atlikti; II - normalaus dilimo stadija. Tai pag. eksploatavimo stadija, kurioje dilimo dydis beveik tiesiai proporcingas laikui. Šioje stadijoje vyksta tolygus, nuoseklus paviršinių defektų kaupimas; III - katastrofinio dilimo stadija. Šioje stadijoje paviršiaus pažeidimų dydis ir tankis pasiekia tokią reikšmę, kad prasideda spartus paviršiaus dilimas. Išplečiami stambūs įrankinės medžiagos blokai, didėja trintis, dilimas dar labiau suintensyvėja. Eksploatuoti įrankius III stadijoje nerekomenduojama. Vadovaujantis šia kreive yra suformuoti įrankio pastovumo kriterijai. 1) leistino nudilimo kriterijus. Daugybes eksperimentų pagrindu nustatyta, leistini nudilimo dydžiai ivairiems įrankiams ir apdirbimo būdams, kurie užtikrina, kad dilimas nepereis į katastrofinio dilimo stadiją. Rekomenduojami nudilimo dydžiai ir laikas, kuris atitinka šį nudilimą ir vad patvarumo laikotarpiu, duodami žynynuose, pvz. tekinant konstrukcinius plienus kietlydinio įrankiu leistinas užpakalinio paviršiaus nudilimas yra 0.8-1 mm, tekinant nerudijantį plieną leistinas nudilimas h=0.5-0.6 mm. 2) technologinis kriterijus. Jis netiesiogiai siejamas su leistinu nudilimo kriterijumi. Apdirbimo metu stebima apdirbto paviršiaus kokybė, dažniausiai šiurktštumas. Staigiai pablogėjus šiurkštumui skaitoma, kad prasidėjo katastrofinio dilimo stadija, įrankis prarado patvarumą. Technologinis kriterijus dažniausiai yra taikomas baigiamiesiems apdirbimo būdams. Apdirbimo procesuose labai svarbus patvarumo ryšys su pjovimo greičiu. Siekiant didesnio našumo racionalu naudoti didesnius pjovimo greičius, tačiau pjovimo greitį riboja įrankio patvarumas. 1-greitapjoviam plienui, 2-kietlydiniam. Netolygumas 2-kreiveje aiškinamas auglio susidarymo reiškiniu. Ryšys tarp greičio ir patvarumo 1-ajai kreivei ir 2-ajai kreivei monotonineje kreivės dalyje išreiškiams Teiloro lygtimi: V1T1m=V2T2m=…VnTnm=const. T-patvarumo laikotarpis, m - santykinis patvarumo rodiklis. Teiloro lygties pagrindu yra sudaroma formulė leistinam pjovimo greičiui apskaičiuoti V=A/Tm. A-koeficientas, ivertinantis pastovių pjovimo procesų parametrų įtaką. Tekinimui: Koef Cv ir pastovus laipsnio rodikliai m, xv, yv priklauso nuo apdirbamos ir įrankinės medžiagos savybių ir randami žynynuose. Leistinu pjovimo greičiu vad greitis, kuris prie pasirinktų pjovimo sąlygų išlaiko reikalingą įrankio patvarumą. Kv-pataisos koeficientu sandauga, pvz. tekinimui: Kv=Kmv∙Knv∙Kuv∙Kφv∙Kov∙Kqv∙Knv. Sandaugos nariai įvertina nukrypimus nuo sąlygų, prie kurių buvo sudaryta formulė, pvz. koeficientas Kmv-įvertina apdirbamos medžiagos sąvybių pasikeitimą. Apdirbant plienus formulė buvo sudaryta, kada σv=750 MPa. Jeigu apdirbam tokią medžiagą, koeficientas Kmv=1. Jei σv≠750, reikia naudoti pataisos koef. 3. Įrankių dilimas, patvarumas ir leistinas pjovimo greitis kituose apdirbimo buduose: 3.1 Drožimas: Drožimo peiliu dilimas yra analogiškas tekinimo peiliams. Panašiai randama ir leistinas pjovimo greitis, tačiau įvertinamos dinaminis peilio darbo pobūdis, kadangi kiekvieno įsgilinimo metu peilis patiria smūgį . 3.2 Gręžimas, gilinimas, plėtimas: Priklausomai nuo darbo sąlygų grąžtui yra būdingi 4 dilimo atvejai: 1)vyrauja priekinio paviršiaus dilimas hp ir užpakalinio paviršiaus hu, šis atvejis būdingas apdirbant konstrukcinius plienus. 2)vyrauja kampučių dilimas hk. Šis atvejis būdingas apdirbant ketų ir kitas trapias medžiagas. 3)vyrauja juostelės dilimas hj. Šis atvejis būdingas apdirbant minkštas tąsias medžiagas. 4)Vyrauja skersės dilimas hsk. Dažniausiai pasitaiko grąžtams, turintiems didesnę skersę, taip pat jeigu grąžtas nekokybiškai termiškai apdirbtas, t.y. per minkštas. Grąžto patvarumo laikotarpis nustatomas pagal intensyviausiai dylantį grąžto elementą. Leistini nudilimo dydžiai duodami žynynuose. Labiausiai nepageidautini yra juostelės ir kampučių dilimai., kadangi norint atstatyti pjaunančiąsias sav tenka nugaląsti nemažą grąžto ilgį. Skersės dilimą labai padidina ašinės apkrovos, todėl grąžtams, turintiems didesnę skesrsę ji dažniausiai nugalandinama. Grąžtas yra palyginti nebrangus įrankis, todėl patvarumo laikotarpiai priimami palyginus nedideli. Greitapjovio plieno grąžtams 15-45 min. Leistinas pjovimo greitis: Cv ir laipsnio rodikliai priklauso nuo apdirbamos ir įrankines medžiagos; D-grąžto skersmuo; T-įrankio patvarumo laikotarpis; S – pastūma; Kv-pataisos koef sandauga. Pakartotinai gręžiant: . Gilinimui: būdingi tie patys dilimo atvejai kaip ir gręžimui, tačiau nėra skersės dilimo, kurios gilintuvas neturi. Leistinas pjovimo greitis randamas pagal formulę : Skirtumas tas, kad koef parenkami iš lentelių, skirtų gilinimui. Plečiant: nupjaunamas labai plonas sluoksnis, todėl vyrauja užpakalinio dantuko paviršiaus dilimas. Patvarumo kriterijumi paimamas leistinas užpakalinio paviršiaus nudilimas, taip pat gali būti naudojamas technologinis kriterijus t.y. apdirbamo paviršiaus kokybės pablogejimas. Leistinas pjovimo greitis pagal formule: koeficientai ir laipsniu rodikliai randami iš lentelių, skirtų plėtimui. 4. Frezavimas: Frezuojant galimi du dilimo atvejai: 1) vyrauja užpakalinio paviršiaus dilimas, šis atvejis būdingas kai pjaunamas nestoras sluoksnis, iki 0.1 mm. arba apdirbamos trapios medžiagos: ketus ir t.t. 2) maždaug vienodai dyla priekinis ir užpakalinis dantuko paviršius. Šis atvejis būdingas apdirbant plastiškas medžiagas, kai dantuko nupjaunamas sluoksnio storis viršija 0.1 mm. Patvarumo kriterijumi dažniausiai priimamas leistinas užpakalinio dantuko paviršiaus nudilimas. Patvarumo laikotarpis T priimamas 30÷240 min, paparastom ir pigiom frezom patvarumo laikotarpis priimamas trumpesnis. Brangesnėm ir sudėtingom - ilgesnis. Leistinas pjovimo greitis yra: D-frezos skersmuo, t-pjovimo gylis, Sz-dančio pastuma, Z-frezos dantų skaičius, B - frezuojamas plotas. 5.Pratraukimas: Pratraukiant dantukai pjauna labai mažą storį, todėl vyrauja užpakalinio paviršiaus dilimas. Leistinas nudilimas priimamas priklausomai nuo pratraukimo tipo ir sudėtingumo, pvz cilindriniams 0.2mm, išdrožiniam pratrauktuvui 0,3mm. Leistinas patvarumo laikotarpis pratrauktuvams yra palyginti didesnis, nes tai yra sudėtingi ir brangūs įrankiai, pvz plėštiniam pratraukimui. T=120 min, apvaliam T=240 min, išdrožiniam T=420 min. Leistinas pjovimo greits 6. Pasipriešinimas pjovimui ir pjovimo jėgos: Kad vyktų pjovimo procesas, įrankis turi nugalėti deformacijų ir trinities jėgų pasipriešinimą. Fp ir Fu-normalinių jėgų atstojamosios, veikiančios į priekinį ir užpakalinį paviršių. Tp ir Tu- trinities jėgų atstojamosios, veikiančios priekiniame ir užzpakaliniame įrankio paviršiuose. Praktiškai šias jėgas nustatyti labai sudėtinga, todėl nustatomos šiu jėgu atstojamosios, išdėstytos pagal kordinatines ašis, orientuotas detalės ir įrankio atžvilgiu. Pz - tangentinė pjovimo jėga. Tai didžiausia jėga, nukreipta pjovimo greičio kryptimi. Ji priešinasi pagr judesiui, detalės sukimuisi. Px- ašinė pjovimo jėga, nukreipta pastumos kryptimi, priešinasi staklių mechanizmui. Py- radialine pjovimo jėga, statmena jėgoms pz, px, nukreipta į detalės apdirbtą paviršių. Ji stengiasi atstumti įrankį nuo detalės. Apdirbant konstrukcinius plienus normaliais pjovimo rėžimais, tarp jėgų egzistuoja toks apytirkis santykis. Px,Py,Pz=(0.25-0.4):(0.4-0.5):1,0. R-sumine pjovimo jėga, praktikoj nenaudoj. Galime rasti: R=sqrt(P2x+P2y+P2z) 7.Pag.faktoriu itaka pjovimo jegoms, pjovimo jegu ir galingumo apskaiciavimas.: Pjovimo jėgų dydis priklauso nuo apdirbamos medžiagos sąvybiu, pjovimo rėžimų, įrankio geometriniu parametrų, tepimo-aušinimo sąlygų. Medžiagos įtaka pasireiškia per jos mechanines sąvybes. Kuo medžiaga stipresnė ir kietesnė tuo didesnis jos pasipriešinimas ir tuo didesnės pjovimo jėgos. Didėjant pjovimo greičiui bendra tendensija yra pjovimo jegu mažėjimas. Kadangi didėjant greičiui didėja išsiskiriančios šilumos kiekis, beto mažėja trintis. Grafike 1-kreivė, trapiom medžiagom, 2-palstiškom. Netolygumas 2-uoju atveju gaunamas dėl auglio susidarymo reiškinio. Didėjant pastumai ir pjovimo gyliui, didėja nupjaunamo sluoksnio skerspjuvis bei jo pasipriešinimas deformacijai. Todėl pjovimo jėgos didėja. Pz1=Cpz1txpz; pz2=Cpz2SypZ; Pz3=Cpz3Vnpz; kaip ir visuose atvejuose koeficientai Cpz ir laipsnio rodikliai priklauso nuo apdirbamos ir įrankinės medžiagos sąvybių. Didėjant pjovimo kampui δ bukesnis peilis sunkiau įsiskverbia į apdirbamą medžiagą, didėja deformacijos ir pjovimo jėgos. Naudojant tepimo-aušinimo skysčius pjovimo jėgos mažėja, kadangi mažėja trintis, be to skysčiai palengvina deformacijos procesą. Ištyrus pagr faktorių įtaką pjovimo jėgoms buvo sudarytos empyrinės formulės jėgų apskaičiavimui: Px=Cpx ∙tXpx∙SYpx∙Vnpx∙Kpx.; Py=Cpy∙tXpy∙SYpy∙Vnpy∙Kpy.; Pz=Cpz ∙tXpz∙SYpz∙Vnpz∙Kpz; Kp-pataisos koeficientų sandauga. Koeficientai ir laipsnio rodikliai randami žynynuose. 8. Pasipriešinimas pjovimui. Pjovimo jėgos momentas ir galingumas gręžiant, gilinant ir plečiant: Kad vyktų pjovimas, grąžtas turi nugalėti ašinę kryptimi veikiančią jėgą ir pasipriešinimo momentą. Grąžtui suteikiama jėga turi būti didesne ar lygi P≥2Px+Psk+Pj; Pj=0.03P; 2Px=0.4P; Psk=0.57P. Panašiai yra ir su momentais: M≥Mpz+Msk+Mj. Mpz=0.8M; Msk=0.08M; Mj=0.12M. Jėgos Py nukreiptos priesiškai ir teoriškai turėtų atsisverti, tačiau dėl galandinimo netikslumų, arba netolygaus pjovimo briaunų dilimo šių jėgų pusiausvyra dažnai pažeidžiama, todėl gaunamas grąžto ir gręžimo skylės ašies įslinkimas. Ašinės jėgos ir momento apskaičiavimui naudojamos eksperimentų pagrindu sudarytos empyrinės formulės: 1 gręžiant ištisinėje medžiagoje: P=CpDqpSypKp; M=CmDqmSymKm. 2. gręžiant pakartotinai, kai didinamas skylės skersmuo: P=CpDqptxpSypKp; M=CmDqmtxmSymKm. Koef C ir laipsnio rodikliai priklauso nuo apdirbamos ir įrankines medžiagos sąvybių ir randami žynynuose. D - grąžto skersmuo, t-pjovimo gylis, K - pataisos koef sandauga, S-pastuma. Pjovimo momento galingumas randamas: Np=Mn/975000 [Kw]. N-įrankio sukimosi dažnis. Staklių galingumas Nst=Np/η. 9.Gilinimas: Gilinant veikia tos pačios pasipriešinimo dedamosios, kaip ir gręžiant, išskyrus pasipriešinimą dėl skersės, kurios gilintuvas neturi. Ašinė jėga ir momentas apskaičiuojami pagal formules: P=CpDqptxpSypKp; M=CmDqmtxmSymKm; koeficientai ir laipsnio rodikliai parenkami iš lentelių, skirtų gilinimui. Galingumas randamas: Np=Mn/975000 [Kw]; Sst=Np/η. 10.Pletimas: Plečiant veikia tos pačios pasipriešinimo jšgos kaip ir gilinant, tačiau plečiant nupjaunamas labai mažas sluoksnis, todėl ašinė jėga ir momentas yra maži ir paprastai neskaičiuojami. 11.Pasipriesinimas pjovimui.Pjovimo jegos ir galingumas frezuojant: Pjovimo briauną veikia 3 jegos: Frezuojant pagal empirinę formulę paprastai yra apskaiciuojama tik tangentine jėga . Jėgos Px ir Py praktiškai nenaudojamos, jei reiktų rasti, tai galėtume padaryti pagal jų santykį su jėga Pz. Šie santykiai įvairiems frezų tipams duodami žynynose. Jėgos Pv ir Ph yra naud. skaičiuojant detaliu tvirtinimo įtaisus. Jos taip pat randamos pagal santyki su jėga Pz, pvz. Cilindrine freza frezuojant prieš pastumą taip kaip parodyta brėžinyje. Ph=(1-1.2)Pz; Pv=(0.2-0.3)Pz; Frezuojant pagal pastumą Ph=(0.8-0.9)Pz; Pv=(0.75-0.8)Pz. Galingumas randamas pagal tą pačią formulę kaip ir tekinant Np=Pz∙V/61200 [Kw]; Nst=Np/η. 12.Pasipriesinimas pjovimui ir pjovimo jegos pratraukiant Kiekvieną pratrauktuvo dantuką, dalivaujantį pjovime veikia visos trys pjovimo dedamosios Jeigu pratauktuvas yra simetrinis pjovimo jėgos Py atsveria, jeigu nesimetrinis šias jėgas atsveria pratrauktuvo nukreipimo elementai. Jėgos Px yra tik įstrižadančiams pratrauktuvams. Šiems pratrauktuvams jėgas Px atsveria ar kompensuoja pratrauktuvo tvirtimo įtaisas, todėl pratraukiant yra skaičiuojama tik viena traukimo jėga, kurią sudaro visu pjaunanciųjų jėgų suma. Pz=p∑b. p-lyginamoji pjovimo jėga, reikalinga 1 mm ilgio sluoksneliui nupjauti. Šios jėgos reikšmės įvairioms medžiagoms duodamos žynynuose. ∑b-visu dantukų pjaunamas ilgis. .b-vieno dantuko pjovimo ilgis. Zl-pjaunančių dantukų skaičius, pratrauktuvo judesio kryptimi. Zl=l/tz. kur l-apdirbamo paviršiaus ilgis, Tz - žingsnis tarp pratrauktuvo dantų, Zc - pjaunačių dantuku skaičius skerspjūvyje. 13.Apdirbto pavirsiaus kokybe: Apdirbimo metu suformuojamas paviršius ir paviršinio sluoksnio mechaninės savybės. Absoliučiai tiksliai pagaminti detalės paviršius yra neįmanoma. Visuomet gaunami nukrypimai nuo teorinio profilio. Jie yra įvertinami sąntykiu L/H. Kur L paviršiaus ilgis, H nukrypimas nuo teorinio profilio skersine kryptimi. Pagal šį santykį skiriama: 1. makro geometriniai nukrypimai, kada L/H>1000. Šie nukrypimai pagrindinai įvertina detalės tikslumą. Apdirbant cilindrinius velenėlius charakteringais nukrypimais buna: kūgiškumas I, statiniškumas II, įgaubtumas III, ašies išlinkimas IV. Šiu nukrypimų priežąstimi dažniausiai būna nepakankamas detalės įrankio tvirtinimo elementų standumas, įrankio dilimas, temperatūrinės deformacijos. 2. banguotumas 50≤L/H≤1000 Šie nukrypimai gaunami dėl periodinio pjovimo jėgos ar standumo kitimo pastūmos kyptimi. 3. mikro geometriniai nukrypimai arba pavirsiaus siurkstumas L/H

Daugiau informacijos...

★ Klientai rekomenduoja

Šį rašto darbą rekomenduoja mūsų klientai. Ką tai reiškia?

Mūsų svetainėje pateikiama dešimtys tūkstančių skirtingų rašto darbų, kuriuos įkėlė daugybė moksleivių ir studentų su skirtingais gabumais. Būtent šis rašto darbas yra patikrintas specialistų ir rekomenduojamas kitų klientų, kurie po atsisiuntimo įvertino šį mokslo darbą teigiamai. Todėl galite būti tikri, kad šis pasirinkimas geriausias!