www.wikidata.uk-ua.nina.az

Оброблюваність матеріалів різанням Обро блюваність матеріа лів рі занням англ machinability технологічні властивості мат

Оброблюваність матеріалів різанням

Обро́блюваність матеріа́лів рі́занням (англ. machinability) — технологічні властивості матеріалів, що характеризують їх здатність піддаватись різанню.

Загальна характеристика Редагувати

Оброблюваність матеріалів різанням оцінюється за низкою технологічних показників, а саме:

  • допустимою швидкістю різання VT при заданому періоді стійкості T інструменту;
  • силами різання, що виникають у процесі оброблення;
  • шорсткістю обробленої поверхні;
  • типом стружки, що утворюється та умовами її відведення.

Залежно від характеру операції ті або інші показники стають визначальними.

Наприклад, за умов чорнового оброблення крім максимально можливої продуктивності велике значення мають сили різання і споживана потужність. При чистовій обробці визначальними є шорсткість обробленої поверхні, температурні деформації і напрям сходження стружки. При роботі автоматичного обладнання на перший план виступає проблема дроблення стружки та зручності її відведення від зони різання.

Однак за будь-яких умов, найважливішим показником оброблюваності матеріалу різанням є значення допустимих швидкостей різання, оскільки цей показник найбільшою мірою визначає продуктивність операції та собівартість обробки. Тому під оброблюваністю матеріалів різанням (у вузькому розумінні) розуміють саме допустиму швидкість різання при заданому періоді стійкості інструменту. Вважають, що кращу оброблюваність має той матеріал, який за інших рівних умов допускає вищу швидкість різання.

Очевидно, що цей показник залежить і від матеріалу інструменту а також виду операції обробки. У зв'язку з цим в умовах виробництва оброблюваність матеріалу часто оцінюють на операціях, які є лімітуючими при виготовленні з нього деталей. Такими операціями найчастіше є: свердління, нарізання різі, зубооброблення. У лабораторних умовах оброблюваність матеріалів оцінюється найчастіше у процесі точіння чи фрезерування.

Кількісне оцінювання оброблюваності Редагувати

Кількісною оцінкою оброблюваності служить коефіцієнт оброблюваності Ko, що визначається відношенням швидкості різання, допустимої при обробці даного матеріалу, до допустимої швидкості різання деякого еталонного матеріалу. Як еталонний матеріал для сталей використовується сталь 45, коефіцієнт оброблюваності якої взято за одиницю; для чавунів — сірий чавун СЧ20. Якщо коефіцієнт оброблюваності є більшим за одиницю, то даний матеріал має кращу оброблюваність від еталонного, а якщо менший — то гіршу.

Методи визначення оброблюваності Редагувати

На практиці оброблюваність матеріалів різанням оцінюється за результатами досліджень на стійкість різального інструменту, проведених або за класичним методом, або за прискореними методами.

Класичний метод Редагувати

Класичний метод досліджень стійкості використовується не тільки для оцінки оброблюваності матеріалів різанням, але і для оцінки властивостей інструментальних матеріалів, змащувально-охолоджувальних рідин, геометрії інструменту та інших параметрів, які впливають на стійкість різального інструменту. Цей метод покладено в основу міжнародного стандарту ISO 3685:1993

В основі цього методу лежить знаходження залежності . Для порівняння оброблюваності двох матеріалів A і B знаходять для них залежність між періодом стійкості і швидкістю різання:

Задавшись періодом стійкості Т = 60 хв, визначають відповідні йому швидкості різання та і коефіцієнт Ko відносної оброблюваності як відношення отриманих швидкостей.

Класичний метод є найточнішим і найоб'єктивнішим, однак він є трудомістким і затратним. У зв'язку з цим розробляють прискорені методи випробувань на стійкість.

Метод торцевого точіння Редагувати

Метод торцевого точіння полягає у проточуванні торцевої поверхні диска діаметром D = 300…350 мм від центра до периферії. У диску попередньо просвердлено отвір діаметром D0. По мірі переміщення різця до периферії диска видкість різання зростає лінійно, і при якійсь швидкості VЗ різець виходить з ладу внаслідок затуплення. Цій швидкості відповідає діаметр затуплення DЗ. Частоту обертання вибирають такою, щоб виконувалась умова D > DЗ >2D0. Після проведення точіння дисків з матеріалів A та B, знаходять швидкості затуплення V(A)З та V(B)З, за якими роблять висновок про відносну оброблюваність цих матеріалів.

Цей метод є достатньо простим і може бути застосований у виробничих умовах. Тому він знайшов застосування в металургійній промисловості при дослідженнях впливу різних добавок на оброблюваність конструкційних сталей. Однак він є не таким точним, як класичний метод і вимагає доведення різця до повного зносу та й характер зношування різця при торцевому точінні відрізняється від аналогічного при поздовжньому. Подібний метод стандартизовано у Франції як метод вхідного контролю оброблюваних матеріалів на автоматичних лініях.

Метод еквівалентної інтенсивності зношування Редагувати

Згідно з методом еквівалентної інтенсивності зношування (метод А. С. Кондратова) заготовку з матеріалу обробки при сталих значеннях глибини різання і подачі обточують одним різцем з різними швидкостями різання V1, V2, V3,…, Vn. Для кожного значення швидкості Vi фіксують інтенсивність зношування різця:

де  — приріст зносу за проміжок часу . У подвійних логарифмічних координатах будується графік залежності , тангенс кута нахилу якого до осі U відповідає показнику відносної стійкості m у формулі . Після цього визначають еквівалентну за весь період стійкості T різця інтенсивність зношування:

За графіком знаходять еквівалентну швидкість різання Ve, що відповідає еквівалентному зносу, і розраховують коефіцієнт CV. Знаючи величини CV та m для матеріалів, що випробуються, визначають швидкості різання, що відповідають періоду стійкості Т = 60 хв, і за відношенням швидкостей знаходять коефіцієнт оброблюваності Ko. Цей метод зручний тим, що не вимагає для своєї реалізації верстатів із безступінчастим регулюванням частоти обертання шпинделя і у 6-10 разів скорочує тривалість досліду.

Метод натуральної термопари Редагувати

В основі методу натуральної термопари «різець — оброблювана деталь» лежить припущення, що всі швидкості різання, які відповідають одному і тому ж періоду стійкості, відповідають одній і тій же температурі на різальній крайці. Метод є дуже простим, але не дає точних результатів, що, як правило, викликане наявністю паразитних термопар.

Метод проникнення свердла Редагувати

Суть методу проникнення свердла під дією вантажу полягає у свердлінні оброблюваного матеріалу при наперед визначених режимах різання. За основу методу береться порівняння оброблюваності еталону (сталь 45) та матеріалу, що випробовується. Найчастіше для класифікації матеріалу за оброблюваністю застосовують метод Кеснера, суть якого полягає в свердлінні отвору діаметром 10 мм при частоті обертання близько 400 об/хв на вертикально-свердлильному верстаті. При цьому подача свердла відбувається під дією постійного зусилля 50 кгс. Характеристикою оброблюваності є глибина проникнення свердла в металі за 100 обертів шпинделя верстата. Оброблюваність оцінюється коефіцієнтом, що визначається за формулою

де lx — глибина отвору у випробовуваному матеріалі;

При випробуванні тонких матеріалів 5…10 мм можна порівнювати час, за який свердлінням отримуються наскрізні отвори.

Даний метод дає наближену характеристику оброблюваності при свердлінні.

Примітки Редагувати

  1. ISO 3685:1993 Tool-life testing with single-point turning tools
  2. Бобров В. Ф. Основы теории резания металлов. — М.: Машиностроение, 1975. — 276с.
  3. ↑ Беспрозваный И. М. Основы теории резания металлов.— М.: Машгиз, 1948. — 384 с.
  4. Шиліна А. П., Осадчук А. Ю. Лабораторна робота № 1. Технологічні випробування матеріалів. Визначення оброблюваності сталей [ 26 березня 2013 у Wayback Machine.] в електронному посібнику «Технологія конструкційних матеріалів»

Джерела Редагувати

Посилання Редагувати

  • (англ.)
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри
Дата публікації:
Obro blyuvanist materia liv ri zannyam angl machinability tehnologichni vlastivosti materialiv sho harakterizuyut yih zdatnist piddavatis rizannyu Zmist 1 Zagalna harakteristika 2 Kilkisne ocinyuvannya obroblyuvanosti 3 Metodi viznachennya obroblyuvanosti 3 1 Klasichnij metod 3 2 Metod torcevogo tochinnya 3 3 Metod ekvivalentnoyi intensivnosti znoshuvannya 3 4 Metod naturalnoyi termopari 3 5 Metod proniknennya sverdla 4 Primitki 5 Dzherela 6 PosilannyaZagalna harakteristika RedaguvatiObroblyuvanist materialiv rizannyam ocinyuyetsya za nizkoyu tehnologichnih pokaznikiv a same dopustimoyu shvidkistyu rizannya VT pri zadanomu periodi stijkosti T instrumentu silami rizannya sho vinikayut u procesi obroblennya shorstkistyu obroblenoyi poverhni tipom struzhki sho utvoryuyetsya ta umovami yiyi vidvedennya Zalezhno vid harakteru operaciyi ti abo inshi pokazniki stayut viznachalnimi Napriklad za umov chornovogo obroblennya krim maksimalno mozhlivoyi produktivnosti velike znachennya mayut sili rizannya i spozhivana potuzhnist Pri chistovij obrobci viznachalnimi ye shorstkist obroblenoyi poverhni temperaturni deformaciyi i napryam shodzhennya struzhki Pri roboti avtomatichnogo obladnannya na pershij plan vistupaye problema droblennya struzhki ta zruchnosti yiyi vidvedennya vid zoni rizannya Odnak za bud yakih umov najvazhlivishim pokaznikom obroblyuvanosti materialu rizannyam ye znachennya dopustimih shvidkostej rizannya oskilki cej pokaznik najbilshoyu miroyu viznachaye produktivnist operaciyi ta sobivartist obrobki Tomu pid obroblyuvanistyu materialiv rizannyam u vuzkomu rozuminni rozumiyut same dopustimu shvidkist rizannya pri zadanomu periodi stijkosti instrumentu Vvazhayut sho krashu obroblyuvanist maye toj material yakij za inshih rivnih umov dopuskaye vishu shvidkist rizannya Ochevidno sho cej pokaznik zalezhit i vid materialu instrumentu a takozh vidu operaciyi obrobki U zv yazku z cim v umovah virobnictva obroblyuvanist materialu chasto ocinyuyut na operaciyah yaki ye limituyuchimi pri vigotovlenni z nogo detalej Takimi operaciyami najchastishe ye sverdlinnya narizannya rizi zuboobroblennya U laboratornih umovah obroblyuvanist materialiv ocinyuyetsya najchastishe u procesi tochinnya chi frezeruvannya Kilkisne ocinyuvannya obroblyuvanosti RedaguvatiKilkisnoyu ocinkoyu obroblyuvanosti sluzhit koeficiyent obroblyuvanosti Ko sho viznachayetsya vidnoshennyam shvidkosti rizannya dopustimoyi pri obrobci danogo materialu do dopustimoyi shvidkosti rizannya deyakogo etalonnogo materialu Yak etalonnij material dlya stalej vikoristovuyetsya stal 45 koeficiyent obroblyuvanosti yakoyi vzyato za odinicyu dlya chavuniv sirij chavun SCh20 Yaksho koeficiyent obroblyuvanosti ye bilshim za odinicyu to danij material maye krashu obroblyuvanist vid etalonnogo a yaksho menshij to girshu Metodi viznachennya obroblyuvanosti RedaguvatiNa praktici obroblyuvanist materialiv rizannyam ocinyuyetsya za rezultatami doslidzhen na stijkist rizalnogo instrumentu provedenih abo za klasichnim metodom abo za priskorenimi metodami Klasichnij metod Redaguvati Klasichnij metod doslidzhen stijkosti vikoristovuyetsya ne tilki dlya ocinki obroblyuvanosti materialiv rizannyam ale i dlya ocinki vlastivostej instrumentalnih materialiv zmashuvalno oholodzhuvalnih ridin geometriyi instrumentu ta inshih parametriv yaki vplivayut na stijkist rizalnogo instrumentu Cej metod pokladeno v osnovu mizhnarodnogo standartu ISO 3685 1993 1 V osnovi cogo metodu lezhit znahodzhennya zalezhnosti V f T displaystyle V f T nbsp Dlya porivnyannya obroblyuvanosti dvoh materialiv A i B znahodyat dlya nih zalezhnist mizh periodom stijkosti i shvidkistyu rizannya V A C V A T m A displaystyle V A frac C V A T m A nbsp ta V B C V B T m B displaystyle V B frac C V B T m B nbsp Zadavshis periodom stijkosti T 60 hv viznachayut vidpovidni jomu shvidkosti rizannya V A 60 displaystyle V A 60 nbsp ta V B 60 displaystyle V B 60 nbsp i koeficiyent Ko vidnosnoyi obroblyuvanosti yak vidnoshennya otrimanih shvidkostej Klasichnij metod ye najtochnishim i najob yektivnishim odnak vin ye trudomistkim i zatratnim U zv yazku z cim rozroblyayut priskoreni metodi viprobuvan na stijkist Metod torcevogo tochinnya Redaguvati Metod torcevogo tochinnya polyagaye u protochuvanni torcevoyi poverhni diska diametrom D 300 350 mm vid centra do periferiyi U disku poperedno prosverdleno otvir diametrom D0 Po miri peremishennya rizcya do periferiyi diska vidkist rizannya zrostaye linijno i pri yakijs shvidkosti VZ rizec vihodit z ladu vnaslidok zatuplennya Cij shvidkosti vidpovidaye diametr zatuplennya DZ Chastotu obertannya vibirayut takoyu shob vikonuvalas umova D gt DZ gt 2D0 Pislya provedennya tochinnya diskiv z materialivAtaB znahodyat shvidkosti zatuplennyaV A ZtaV B Z za yakimi roblyat visnovok pro vidnosnu obroblyuvanist cih materialiv 2 Cej metod ye dostatno prostim i mozhe buti zastosovanij u virobnichih umovah Tomu vin znajshov zastosuvannya v metalurgijnij promislovosti pri doslidzhennyah vplivu riznih dobavok na obroblyuvanist konstrukcijnih stalej Odnak vin ye ne takim tochnim yak klasichnij metod i vimagaye dovedennya rizcya do povnogo znosu ta j harakter znoshuvannya rizcya pri torcevomu tochinni vidriznyayetsya vid analogichnogo pri pozdovzhnomu Podibnij metod standartizovano u Franciyi yak metod vhidnogo kontrolyu obroblyuvanih materialiv na avtomatichnih liniyah Metod ekvivalentnoyi intensivnosti znoshuvannya Redaguvati Zgidno z metodom ekvivalentnoyi intensivnosti znoshuvannya metod A S Kondratova zagotovku z materialu obrobki pri stalih znachennyah glibini rizannya i podachi obtochuyut odnim rizcem z riznimi shvidkostyami rizannya V1 V2 V3 Vn Dlya kozhnogo znachennya shvidkosti Vi fiksuyut intensivnist znoshuvannya rizcya U i D h i t i displaystyle U i frac Delta h i tau i nbsp de D h i displaystyle Delta h i nbsp pririst znosu za promizhok chasu t i displaystyle tau i nbsp U podvijnih logarifmichnih koordinatah buduyetsya grafik zalezhnosti U f V displaystyle U f V nbsp tangens kuta nahilu yakogo do osi U vidpovidaye pokazniku vidnosnoyi stijkosti m u formuli V C V T m displaystyle V frac C V T m nbsp Pislya cogo viznachayut ekvivalentnu za ves period stijkosti T rizcya intensivnist znoshuvannya U e D h i t i D h i T displaystyle U e frac sum Delta h i sum tau i frac sum Delta h i T nbsp Za grafikom U f V displaystyle U f V nbsp znahodyat ekvivalentnu shvidkist rizannya Ve sho vidpovidaye ekvivalentnomu znosu i rozrahovuyut koeficiyent CV Znayuchi velichini CV ta m dlya materialiv sho viprobuyutsya viznachayut shvidkosti rizannya sho vidpovidayut periodu stijkosti T 60 hv i za vidnoshennyam shvidkostej znahodyat koeficiyent obroblyuvanosti Ko Cej metod zruchnij tim sho ne vimagaye dlya svoyeyi realizaciyi verstativ iz bezstupinchastim regulyuvannyam chastoti obertannya shpindelya i u 6 10 raziv skorochuye trivalist doslidu Metod naturalnoyi termopari Redaguvati V osnovi metodu naturalnoyi termopari rizec obroblyuvana detal lezhit pripushennya sho vsi shvidkosti rizannya yaki vidpovidayut odnomu i tomu zh periodu stijkosti vidpovidayut odnij i tij zhe temperaturi na rizalnij krajci 3 Metod ye duzhe prostim ale ne daye tochnih rezultativ sho yak pravilo viklikane nayavnistyu parazitnih termopar Metod proniknennya sverdla Redaguvati Sut metodu proniknennya sverdla pid diyeyu vantazhu polyagaye u sverdlinni obroblyuvanogo materialu pri napered viznachenih rezhimah rizannya 3 Za osnovu metodu beretsya porivnyannya obroblyuvanosti etalonu stal 45 ta materialu sho viprobovuyetsya Najchastishe dlya klasifikaciyi materialu za obroblyuvanistyu zastosovuyut metod Kesnera 4 sut yakogo polyagaye v sverdlinni otvoru diametrom 10 mm pri chastoti obertannya blizko 400 ob hv na vertikalno sverdlilnomu verstati Pri comu podacha sverdla vidbuvayetsya pid diyeyu postijnogo zusillya 50 kgs Harakteristikoyu obroblyuvanosti ye glibina proniknennya sverdla v metali za 100 obertiv shpindelya verstata Obroblyuvanist ocinyuyetsya koeficiyentom sho viznachayetsya za formuloyu K p l x l 4 5 100 displaystyle K p frac l x l 4 5 cdot 100 nbsp de lx glibina otvoru u viprobovuvanomu materiali l45 glibina otvoru v etalonnomu materiali Pri viprobuvanni tonkih materialiv 5 10 mm mozhna porivnyuvati chas za yakij sverdlinnyam otrimuyutsya naskrizni otvori Danij metod daye nablizhenu harakteristiku obroblyuvanosti pri sverdlinni Primitki Redaguvati ISO 3685 1993 Tool life testing with single point turning tools Bobrov V F Osnovy teorii rezaniya metallov M Mashinostroenie 1975 276s a b Besprozvanyj I M Osnovy teorii rezaniya metallov M Mashgiz 1948 384 s Shilina A P Osadchuk A Yu Laboratorna robota 1 Tehnologichni viprobuvannya materialiv Viznachennya obroblyuvanosti stalej Arhivovano 26 bereznya 2013 u Wayback Machine v elektronnomu posibniku Tehnologiya konstrukcijnih materialiv Dzherela RedaguvatiB Mills A H Redford The ISO Machinability Test Arhivovano 5 bereznya 2016 u Wayback Machine Machinability of Engineering Materials 1983 P 124 130 Mazur M P Milko V V Gerasimchuk O F Rozrobka priskorenogo metodu viznachennya obroblyuvanosti materialiv rizannyam na bazi metodu A S Kondratova Arhivovano 18 lipnya 2019 u Wayback Machine Trudy Odesskogo politehnicheskogo universiteta 2004 vyp 2 22 S 1 4 Jan Duplak T VC Dependence for Cutting Ceramic in Standard ISO 3685 Manufacturing and industrial engineering 2010 4 P 58 62 Posilannya RedaguvatiMachinability ratings from an industry publication angl Otrimano z https uk wikipedia org w index php title Obroblyuvanist materialiv rizannyam amp oldid 34911192