Влияние температуры и различных факторов на точность обработки

 

В процессе резания звенья технологической системы нагреваются, что приводит к возникновению температурных погрешностей. Так, вследствие нагрева инструмента удлиняется его режущая часть. Вершина лезвия нагревается значительно быстрее, чем остальная часть резца, поэтому температура в разных точках резца различна, что приводит к температурным деформациям.

Температурное воздействие

При работе станка возникает теплота из-за трения в узлах, вследстние чего частично нагреваются детали станка, прилегающие к местам выделения теплоты. Ввиду больших масс частей станка происходят медленные температурные деформации.

На точность обработки влияют температурные деформации, на правленные по нормали к обрабатываемой поверхности. У токарно-винторезного станка вследствие трения в подшипниках и зубчатых передачах нагревается главным образом передняя бабка. Задняя бабка, суппорт и станина нагреваются незначительно, и их температурные деформации несущественно влияют на точность обработки.

В процессе резания нагревается также обрабатываемая заготовка; при равномерном нагреве изменяются ее размеры при неизменности формы; при неравномерном нагреве изменяется также и форма заготовки. Температура нагрева обрабатываемой заготовки зависит от количества теплоты, поступающей в заготовку, ее массы, удельной теплоемкости материала заготовки, режима резания. Чем больше масса обрабатываемой заготовки, тем меньше она подвержена температурным деформациям.

Чистовая обработка заготовки, проводимая сразу после черновой, может привести к уменьшению размеров заготовки против заданных, так как нагрев при обработке со снятием больших припусков и после дующее охлаждение приводят к температурным деформациям. Наи большие температурные деформации возникают при обработке с большими припусками тонкостенных заготовок.

Температурные деформации звеньев технологической системы за висят также от длительности непрерывной работы станка и периодичности включений, причем при изменении режима температурные деформации быстро возрастают, а затем растут медленно, до наступления температурного равновесия. В дальнейшем температурные деформации остаются неизменными.

Износ инструмента

На точность обработки большое влияние оказывает также размерный износ режущей кромки инструмента в направлении нормали к обрабатываемой поверхности, износ зависит от пути, пройденного инструментом, т. е. пути резания. Зная стойкость инструмента Т(мин), можно определить путь резания lр (м), соответствующий этой стойкости: Lp=vT, где v - скорость резания, м/мин.

Характеристикой интенсивности размерного износа является от носительный износ и0 (мкм), т. е. размерный износ и, отнесенный к 1000 м пути резания:

и0= 1000u/lp.

Относительный износ сложным образом зависит от скорости ре зания. В зоне низких скоростей (<50 м/мин) относительный износ чрезвычайно велик (>150 мкм); при возрастании скорости резания относительный износ уменьшается, достигая минимума при определен ном оптимальном значении (?50 м/мин). Дальнейшее возрастание скорости резания приводит к увеличению относительного износа.

Толщина и ширина стружки меньше влияют на относительный износ, чем скорость резания, однако увеличение подачи и глубины ре зания приводит к некоторому повышению относительного износа (~20%). Из геометрических параметров резца наибольшее влияние на размерный износ оказывает задний угол а, увеличение которого с 8 до 15 градусов при больших скоростях резания вызывает уменьшение относительного износа на 30%. Наряду с этим относительный износ зависит от механических свойств обрабатываемого материала: чем выше твердость, тем ниже оптимальная скорость резания и тем выше относи тельный износ.

Следует иметь в виду, что в начале работы резец изнашивается значительно интенсивнее, чем в дальнейшем; интенсивность изнашивания зависит от качества заточки и доводки резца. Начальный износ, например, при точении можно учесть прибавляя к пути резания /р длину lн=500...1500 м в зависимости от качества доводки режущей кромки. Тогда размерный износ (мкм), соответствующий пути резания lр, может быть определен по следующей формуле:

u = [(lр + lн)/1000]u0.

При обработке заготовок из материала с внутренними напряжения ми погрешность возникает при последовательном снятии напряженных слоев в процессе резания.

Похожие материалы