Какие свойства металлов влияют на их обрабатываемость резанием

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Обрабатываемость — металл

Обрабатываемость металлов ( способность поддаваться обработке резанием) определяется комплексом физико-механических свойств обрабатываемого материала ( твердостью, вязкостью, прочностью и др.) и режущего инструмента, обусловливающих наивысшую производительность и чистоту обработанной поверхности. Последняя не всегда соответствует наивысшей производительности, иногда оба условия противоречат друг другу и вопрос обрабатываемости решается в зависимости от технологических требований, предъявляемых к изделию. [1]

Обрабатываемость металлов определяют методами, основанными на оценке изменений стойкости режущего инструмента при различных скоростях резания. Допустимую скорость резания как критерий оценки обрабатываемости применяют наиболее часто, так как скорость резания оказывает весьма существенное влияние на производительность, а следовательно, и на себестоимость обработки. Считается, что лучшую обрабатываемость имеет тот материал, который, при прочих равных условиях, допускает более высокую скорость резания. [2]

Обрабатываемость металла резанием характеризуется следующими факторами: качеством обработки — шероховатостью обработанной поверхности и точностью размеров; стойкостью инструмента; сопротивлением резанию ( скорость и сила при резании); видом стружкообразования. Практически обрабатываемость стали определяют сравнительными испытаниями путем обтачивания образцов испытуемой стали и стали 45, принимаемой за эталон. [3]

Обрабатываемость металлов характеризуется также шероховатостью обработанной поверхности ( что особенно важно при окончательных-чистовых операциях) и силами, действующими на инструмент в процессе резания. [4]

Обрабатываемость металлов характеризуется также шероховатостью обработанной поверхности ( что особенно важно при окончательных — чистовых операциях) и силами, действующими на инструмент в процессе резания. [5]

Обрабатываемость металлов резанием по ГОСТ 2625 — 44 определяется: а) скоростью резания, б) усилием резания и в) чистотой обработанной поверхности. Количественное выражение обрабатываемости зависит от: а) метода выплавки металла, б) условий проката и волочения, в) химического состава, г) структурного состояния и д) механических свойств. [7]

Обрабатываемость металлов характеризуется также чистотой обработанной поверхности ( что особенно важно при окончательных — чистовых операциях) и силами, действующими на инструмент в процессе резания. [8]

Обрабатываемость металла характеризуется его способностью подвергаться обработке резанием металлическим или абразивным инструментом. [9]

Обрабатываемость металлов резанием характеризуется их механическими свойствами: твердостью, прочностью, пластичностью и ударной вязкостью. [10]

Обрабатываемость металла резанием характеризуется: а) качеством обработки — чистотой обработанной поверхности и точностью размеров; б) стойкостью инструмента; в) сопротивлением резанию; г) видом струж-кообразования. Практически обрабатываемость стали определяют сравнительными испытаниями, путем обтачивания образцов испытуемой стали и стали марки 45 ( а 65 кГ / ммъ; 637 4 / Ин / и 2; НВ 179), принимаемой за эталон. Критерием затупления резца служит износ по задней грани, равной 1 0 мм. Обрабатываемость стали оценивают по скорости резания, соответствующей 60-минутной стойкости резцов и выражают коэффициентом по отношению к эталонной стали, скорость резания vw которой принята за единицу. [12]

Обрабатываемость металлов резанием на станках — одно из важнейших технологических Свойств, потому что подавляющее количество металлических заготовок-и прокатанных, и кованых, и литых, и штампованных, а также сварных узлов и конструкций подвергается механической обработке. [13]

Обрабатываемость металла резанием характеризуется следующими факторами: качеством обработки — шероховатостью обработанной поверхности и точностью размеров; стойкостью инструмента; сопротивлением резанию ( скорость и сила при резании); видом стружкообразования. Практически обрабатываемость стали определяют сравнительными испытаниями путем обтачивания образцов испытуемой стали и стали 45, принимаемой за эталон. [14]

Обрабатываемость металла резанием, которую оценивают скоростью затупления резца при заданных режимах резания при обеспечении достаточной чистоты обработки и выражают в процентах от обрабатываемости автоматной стали — для разных сталей и свинцовистой латуни — для разных медных сплавов. [15]

Источник

Что влияет на способность металлов подвергаться обработке резанием?

Процедура металлообработки резанием предполагает взаимодействие нескольких предметов — инструмента и болванки. Следует отметить, что металл, срезаемый с болванки, деформируется. Следовательно, удаляемый металлический слой называется стружкой. При этом и на детали, которая подвергается обработке, и на самой стружке образуются новые поверхности.

К резанию металлов предъявляется ряд требований относительно качества и точности образуемых поверхностей, производительности выполняемых работ и экономичности. Соответствовать всем вышеперечисленным аспектам непросто, ведь для этого необходимо проследить за тем, чтобы учитывались факторы, которые разделяют на следующие группы:

1. факторы, касающиеся непосредственно структуры обрабатываемого материала, то есть его физического состояния;
2. факторы, касающиеся металлорежущего инструмента (конструкционное исполнение, технические свойства);
3. факторы, которые отражают действительные условия резания.

В процессе более глубокого изучения процесса резания выявляются некоторые параметры, которые не только взаимосвязаны между собой, но и отражают физику взаимодействия инструмента и болванки, неразрывно связанную со свойствами обрабатываемого металла. Все эти параметры объединяются понятием «обрабатываемость материала резанием», обозначающим предрасположенность определенного металла подвергаться механообработке путем резания.

Параметры обрабатываемости металлов

Показатели, характеризующие обрабатываемость металлов:

• сила резания — определяется сопоставлением с аналогичным показателем эталона (стали 45), конечно, главное условие — одинаковые режимы резания;
• эффективная мощность резания — определяется сопоставлением с аналогичной величиной эталона;
• усадка стружки — единица измерения пластической деформации, которая нужна для стружкообразования и получения новых поверхностей на обрабатываемой детали;
• склонность инструмента к наростообразованию;
• качество поверхностей, образуемых в результате использования оптимальных режимов — данный показатель определяется шероховатостью и остаточным напряжением в готовой детали;
• скорость износа материала инструмента относительно скорости его износа при резании эталона;
• количество тепловой энергии, образующейся вследствие деформации при срезания слоя металла и взаимодействия поверхностей трения металлорежущего инструмента и болванки. Еще один важный параметр — способ распределения тепловой энергии между заготовкой, инструментом и стружкой;
• форма, габариты и вид стружки — эти характеристики определяют, насколько удобно стружка отводится, хранится и транспортируется, а также можно ли ее принудительно завивать или ломать;
• расход энергии, затрачиваемой на срезание определенного количества стружки.

Обрабатываемость металла с определенной структурой и химическим составом определяется твердостью, пределом прочности, относительным удлинением материала и т.д. Следует отметить, что свойства обрабатываемых металлов могут изменяться из-за неоднородности структуры.

Свойства, которыми характеризуется резание, отражают взаимосвязь физических явлений в зоне образования стружки. При этом они способны изменяться под воздействием определенных режимов резания, износа металлорежущего инструмента и пр. Следовательно, оценить обрабатываемость материалов относительно стойкости инструмента можно только в том случае, если обеспечить равные условия резания для инструментальных и обрабатываемых металлов.

Режущие свойства инструментов можно определить посредством ряда критериев:

• числом обработанных изделий, одинаковых по материалу изготовления, форме и размерам;
• длиной рабочего пути;
• площадью обработки;
• объемом металла, превратившегося в стружку;
• количеством переточек и периодом стойкости;
• общей длиной обработанных деталей.

Следует отметить, что режущие свойства инструмента зависят от многих факторов:

• от химсостава, структуры, прочностных характеристик, а также стойкости к износу и воздействию высоких температур;
• от конструкционного исполнения металлорежущего инструмента, а именно от конфигурации рабочей части, точности размеров и жесткости;
• от режимов резания, к которым относится скорость резания, подачу, глубину и пр.;
• от состояния металлообрабатывающего станка. Сюда относится жесткость агрегата, его стойкость к вибрациям и технологическая оснастка.

Каждый из вышеперечисленных критериев оказывает непосредственное влияние на функционирование металлорежущего инструмента, поэтому постоянную количественную оценку его режущих свойств можно гарантировать лишь при соблюдении всех факторов, что в реальных условиях производства невозможно.

Источник

Обрабатываемость материалов резанием и режущие свойства инструментов

Установки для автоматической сварки продольных швов обечаек — в наличии на складе!
Высокая производительность, удобство, простота в управлении и надежность в эксплуатации.

Сварочные экраны и защитные шторки — в наличии на складе!
Защита от излучения при сварке и резке. Большой выбор.
Доставка по всей России!

Процесс обработки материалов резанием заключается во взаимодействии двух тел — обрабатываемой заготовки и режущего инструмента. При этом поверхностный слой материала, срезаемый с обрабатываемой заготовки, подвергается сильному пластическому деформированию, в результате чего срезаемый слой в частично или полностью разрушенном состоянии удаляется с заготовки в виде срезанной стружки. На заготовке и на срезаемой стружке в процессе резания непрерывно возникают новые поверхности.

К резанию материалов как к технологическому способу обработки заготовок деталей машин предъявляются следующие основные требования:

• высокое качество и точность обработанных поверхностей;
• высокая производительность труда;
• экономичность.

Выполнение этих требований зависит от комплекса одновременно действующих факторов, которые можно разделить на три основные группы.

К первой группе относятся факторы, связанные с физической природой и структурным состоянием материала обрабатываемой заготовки.

Вторая группа факторов определяется свойствами материала режущей части инструмента, его конструкцией и качеством изготовления.

В третью группу входят факторы, отражающие реальные условия протекания процесса резания.

При изучении процесса резания был установлен ряд взаимосвязанных параметров и характеристик, отражающих различные физические явления, происходящие в процессе взаимодействия режущего инструмента с обрабатываемой заготовкой, и на протекание которых влияют свойства материала, подвергаемого обработке резанием.

Эти параметры и характеристики объединены общим термином обрабатываемость материала резанием, под которым понимается свойство материалов подвергаться обработке резанием. Основные показатели обрабатываемости могут иметь как сравнительный, так и абсолютный характер.

К числу показателей, определяющих сущность обрабатываемости материала резанием, относятся:

• сила резания (момент вращения) обрабатываемого материала, определяемая по сравнению с силой резания эталонного материала (для металлов — это обычно сталь 45) и измеренная при равных режимах резания;
• эффективная мощность, затрачиваемая на резание, по сравнению с эффективной мощностью резания эталонного материала;
• усадка стружки (продольная и поперечная) как мера пластической деформации, необходимой для ее срезания и образования новых поверхностей на заготовке;
• наличие или отсутствие склонности к образованию нароста на поверхности инструмента при равных условиях резания, а также форма нароста;
• качество поверхностей, обработанных резанием при равных и оптимальных режимах, оцениваемое шероховатостью (Шероховатость поверхности — это совокупность неровностей поверхности с относительно малыми шагами, образующих ее рельеф) и остаточным напряжением (Остаточные напряжения — это сохраняющиеся во времени внутренние напряжения, основной причиной возникновения которых является неоднородность деформации в разных точках тела вследствие неравномерности температур или пластических деформаций) в поверхностных слоях изготовленной детали;
• скорость изнашивания инструментального материала по сравнению со скоростью его изнашивания при резании эталонного материала;
• теплота, выделяющаяся при деформации материала срезаемого слоя и при взаимодействии трущихся поверхностей инструмента и заготовки, а также распределение этой теплоты между стружкой, обрабатываемым материалом и инструментом;
• вид, форма и размеры срезанной стружки, определяющие удобство ее отвода, хранения и транспортировки, возможность принудительной завивки и ломания стружки, а также безопасность труда рабочего-станочника;
• энергозатраты на срезание единицы массы стружки.

Количественные оценки перечисленных показателей обрабатываемости конструкционного материала данного химического состава и структурного состояния определяются в зависимости от его твердости, предела прочности и относительного удлинения, коэффициента трения в паре с инструментальным материалом, свойства изнашивать лезвия инструмента, теплопроводности и т.д. В реальных производственных условиях перечисленные свойства материалов из-за отклонений в химическом составе и неоднородности структуры не являются постоянными.

Кроме того, характеристики процесса резания, отражающие взаимосвязанные физические явления в зоне стружкообразования, изменяются в зависимости от режимов резания, прогрессирующего износа инструмента и т. п. На основании этого сопоставление количественных оценок обрабатываемости, например по стойкости инструмента (Под стойкостью режущих инструментов понимается продолжительность (в минутах) непосредственного резания от переточки до переточки при установленном допустимом износе), допустимо лишь при соблюдении равных условий резания, типичных для сравниваемых групп обрабатываемых и инструментальных материалов.

Под режущими свойствами инструментов понимается их способность обрабатывать различные материалы резанием. При оценке режущих свойств инструментов используются следующие показатели:

• количество однотипных обработанных ими заготовок;
• длина относительного рабочего пути инструмента и заготовки;
• площадь обработанной поверхности;
• объем материала, срезанного с обработанных заготовок;
• период стойкости инструмента и число его переточек;
• суммарная длина всех обработанных заготовок.

Режущие свойства инструмента являются функцией комплекса факторов, к числу которых относятся:

• свойства инструментального материала, включающие в себя химический состав (марка материала), структурное состояние, твердость, пределы прочности на растяжение, изгиб и сжатие, температуростойкость (красностойкость), износостойкость;
• конструкция инструментов — оптимальная форма режущей части, жесткость, точность изготовления;
• режимы резания — скорость резания, подача и глубина резания, СОЖ (смазочно-охлаждающая жидкость), принятый критерий износа;
• состояние металлорежущего станка — жесткость станка и технологической оснастки, виброустойчивость (Виброустойчивостью станка называется способность противостоять вибрациям, стремящимся вывести его из состояния динамического равновесия).

Все перечисленные факторы влияют на результат работы режущего инструмента, и поэтому его режущие свойства могут иметь постоянную количественную оценку лишь при постоянстве всего комплекса факторов, что выполнимо только в лабораторных условиях. В реальных производственных условиях перечисленные факторы неодинаковы.

Источник

Обрабатываемость металлов

Термин «обрабатываемость металлов», фигурирующий в большом числе книг, статей и дискуссий, может быть принят как характеризующий свойство или качество материала, которое может быть четко установлено и измерено для определения способности материала подвергаться резанию. Фактически не существует таких четких условий резания, которые бы однозначно соответствовали этому термину. Тем, кто занимается механической обработкой на практике, значение этого термина ясно, и для них обрабатываемость материала заготовки может быть выражена количеством деталей, производимых за час, стоимостью механической обработки деталей и качеством обработанной поверхности.

Проблемы возникают вследствие того, что на практике приходится иметь дело с различными критериями обрабатываемости при выполнении различных операций. Материал может иметь хорошую обрабатываемость по одному критерию и плохую по другому, или при выполнении различных операций, или при изменении условий резания или инструментальных материалов.

В данной главе эта сложная ситуация рассматривается с точки зрения поведения большого числа металлов и сплавов основной группы в процессе механической обработки, исходя из их состава, структуры, термической обработки и свойств. Обрабатываемость материала может быть оценена одним или несколькими следующими критериями.

1. Стойкостью инструмента. Количество материала, снятого инструментом при стандартных режимах резания до тех пор, пока качество работы инструмента становится неприемлемым или не произойдет износ инструмента на стандартную величину.

2. Предельной скоростью съема металла. Максимальная скорость, с которой материал может быть обработан при стандартной минимальной стойкости инструмента.

3. Силами резания. Силы, действующие на инструмент (измеренные динамометром при определенных режимах), или потребляемая мощность.

4. Шероховатостью поверхности. Шероховатость поверхности, достигаемая при определенных режимах резания.

5. Формой стружки. На форму стружки влияет процесс деформирования при стандартных режимах резания.

Насколько это возможно, все указанные критерии обрабатываемости принимаются во внимание при рассмотрении каждой группы обрабатываемых материалов. Вначале рассматриваются металлы и сплавы, имеющие наилучшую обрабатываемость.

Источник