Металдарды кесу теориясы туралы мәліметтер
Кесу — материалдарды өңдеудің байырғы тәселдерінің бірі.
Металдарды кесу — дайындаманы немесе алдын ала өңделген бөлшекті бұйымға берілген пішінді, өлшемдер, бұдырлық беру және беттің белгіленген сапасын қамтамасыз ету үшін әдіпті кетіру мақсатында жоңқасын алып тастап өңдеу.
Кесіп өңдеуге қайрау, бұрғылау, фрезерлеу, тегістеу, жаймалау, қашау, тарту және т.б. тәсілдер жатады. Кесу процесін зерделеу үшін физикалық әдістер қолданылады, қатты денелер физикасы ғылыми ұғымы пайдаланылады, ал оны ғылыми сипаттауға кесу теориясы қызмет етеді.
Кесу теориясында жоңқаның түзілу процесінің ортақ заңдылықтары мен кесу процесімен қабат жүретін бірқатар құбылыстар (жоңқаның шөгуі, қақ түзілу, өңделген бөлшектің беткі қабатын тойтару, жылу бөлу, діріл) қарастырылады; инструментке әсер ететін күштердің схемалары, олардың кесу процесіне ықпалы зерделенеді;
инструменттердің тозу проблемалары, олардың төзімділігін арттыру жолдары, инструменттер геометриясының кесу процесіне, сондай-ақ кесу режимдерінің кесу күштеріне және инструменттің беріктігіне әсері зерттеледі;
майлау-салқындату технологиялық орталарын (МСТО) таңдау қағидалары, МСТО кесу аймағына жеткізу тәсілдері және т.б. көрсетіледі.
Металды кесу процесінің мәні қажетті пішіндегі, өлшемдегі бөлшекті және беттің бұдырлығын алу мақсатында дайындамадан жоңқа түріндегі әдіптің қабатын алып тастауда. Кесу процесі физикалық-химиялық табиғаты бар бірқатар құбылыстармен қабат жүретін серпінді пластикалық деформацияларға негізделген. Осы құбылыстарды қарастырайық.
Жоңқаның түзілу процесі. Кесу процесінде кесетін инструменттің алдыңғы бетінің дайындама металына көрсететін күшінің әсерімен кесілуі тиіс металдың қабаты деформацияланады. Серпінді пластикалық деформациялар өзінің шекті мәндеріне жеткен сәтте жоңқаның бірінші, сонсоң екінші, үшінші және т.б. элементтері ығысады (сынады).
Кескіштің алдындағы аймақты кернелген-деформацияланған күйдегі дене түрінде қарастыруға болады (2.1-сурет). Алынатын жоңқаның түрі өңделетін металдың механикалық қасиеттеріне (қаттылығы, тұтқырлығы, сынғыштығы және т.б.), сондай-ақ кесу жағдайларына (кесу жылдамдығы мен тереңдігі, кескішті беру, геометриясы және т.б.) қарай саналуан болуы мүмкін (сатылы, элементті, иірмелі және жарықшалы).
1 сурет. Металды инструментпен кескенде дайындамада пайда болатын кернелген деформацияланған күйдің аймағы:
1 — дайындама; 2 — дайындама металының пластикалық деформациялау аймағы; 3 — инструмент
2. сурет. Жоңқа түрлері
Элементті және сатылы жоңқалар қаттылығы орташа болатты, алюминийлі және оның қорытпаларын орта жылдамдықпен кесіп өңдегенде түзіледі және кескіштің жағынан тегіс және ішкі жағынан кетілген таспаны білдіреді (2 а, б сурет). Иірмелі жоңқа жұмсақ болатты, мысты, қорғасында, қалайыны жоғары жалдамдықпен кескенде кесіп өңдеуге тән. Түзілген жоңқа шиыршық (2в сурет) немесе ұзын (көбіне шатасқан) таспа (2. г сурет) түріне ие болады. Жарықшалы жоңқа аз пластикалық материалдарды (шойын, қола) кескенде түзіледі және жекелеген кесіктерден (2. д сурет) құралады.
Жоңқаның шөгуі. Жоңқаның түзілу процесін ертеректе сипаттағанда жоңқаның әр элементі кесетін инструменттің алдыңғы беті түсіретін күштің әсерінен деформацияланатыны, атап айтқанда жаншылатыны атап көрсетілген болады, соның салдарынан жоңқаның ұзындығы әркез оның өзі кесіп алынған беттің бөлігінің ұзындығынан аз болады. Бұл жоңқаның шөгуі деп аталатын құбылыс шөгу коэффициентімен сипатталады.
мұнда L0 — өңделген беттің ұзындығы, мм; L — жоңқаның ұзындығы, мм. K шамасы әркез бірліктен (K = 1,1... 10,0) көп болады. K мәні көп болған сайын, жоңқаның деформациялану дәрежесі көп, яғни металдың сынуға кедергісі азайған сайын оның өңделгіштігі де жақсарады. Шөгу коэффициентінің шамасы кесу параметрлерінің қатарына байланысты болады. Мәселен, кескіштің алдыңғы бұрышы ұлғайғанда шөгу коэффициенті азаяды, ал кесілетін жиектің дөңгелену радиусы ұлғайғанда ұлғаяды. Кесіндінің қалыңдығы ұлғайғанда шөгу коэффициенті азаяды және т.т.
Шор түзілу. Түзілгеннен кейін жоңқа кесетін инструменттің алдыңғы бетімен төмен түседі және жоңқаның және инструменттің түйіскен алаңшасында үйкеліс пайда болады және материалдардың температурасы көтеріледі. Үйкеліс күші мен көтеріңкі температураның нәтижесінде инструменттің алдыңғы бетіне жабысқан металл дөңесі түрінде пластикалық деформациясының қосымша аймағы пайда болады. Мұндай дөңес шор (2.3 сурет), ал құбылыс шор түзілу деп аталады. Шордағы металл қатты деформацияланған, нығыздалған, жоғары қаттылыққа ие, өйткене қыздыру және әрі қарай салқындыту барысында ол термиялық өңдеуге – шынықтыруға ұшырайды. Шыңдалған металл тек қатты ғана емес, сонымен бірге сынғыш келеді. Сондықтан шор кескіште ұзақ уақыт ұсталмайды, ол ауық-ауық сынады. Сынғыш шордың ұшып кеткен кесіктері бөлшектің өңделіп қойған бетін сызаттайды.
3 сурет. Алдыңғы беттегі шорлы кескіш: 1 — өңделетін дайындама; 2 — шор; 3 — кескіш; 4 — дайындаманың бетіне жабысқан шордың бөлшегі; Dr — негізгі жүрістің бағыты
Шор түзілудің кесіп өңдеу процесіне әсері екі жақты болады. Шор кесетін инструменттің геометриясын өзгертеді: шорлы бөлікте кескіште болған оң бұрыштың орнына теріс алдыңғы бұрыш түзіледі. Шордың есебінен кесетін жиек сақталады, өйткені шор кесудің бүкіл жүктемесін өзіне алады. Бұл ретте кескіштің алдыңғы және артқы беттерінің тозуы азаяды, яғни шор оларды қажалудан қорғайды. Сонымен бір мезгілде өңдеудің дәлдігі нашарлайды, өйткені шордың салдарынан кесілетін қабаттың қалыңдығы ұдайы өзгереді. Одан бөлек, бөлшектің өңделген бетіндегі ұсақ тегіссіздіктің биіктігі ұлғаяды, өйткені шордың ұшып кететін кесіктері бетке әсер ете отырып, онда жаншылма түзеді немесе бөлшекке жабысады.
Достарыңызбен бөлісу: |