Металды кесу туралы жалпы мәліметтер
1.Металды кесу туралы жалпы мәліметтер. Пәннің мақсаты мен мәселелері. Кесіп .өңдеудің технологиялық тәсілі. Кесу элементтері.
2.Құрал жүзі мен кесіп алынатын қабаттың геометриялық және конструкциялық параметрлері. Координаталық жазықтықтар мен координаталық жазықтықтар жүйесі
3.Кесу кинематикасы. Негізгі ережелер
4. Жоңқалану процесі мен жоңқа түрлері
5. Жоңқаның шөгуі және иірмелі жоңқаның пайда болуы. Жоңқаның шөгуі.
6. Шорлану
7. Кесу күші мен жұмысы және олардың құрастырушылары
8. Жылу және кесу зонасындағы температура
9. Кесу процесінде құралдың тозуы.
10. Кесу жылдамдығы, құралдың шыдамдылығы және қоры.
11. Жүзді құрал жасауда қолданылатын аспаптық болаттар
12. .Абразивті өңдеу
13. Механикалық өңдеу кезіндегі тетік бетінің сапасы
14.
2.Құрал жүзі мен кесіп алынатын қабаттың геометриялық және конструкциялық параметрлері. Координаталық жазықтықтар мен координаталық жазықтықтар жүйесі
3.Кесу кинематикасы. Негізгі ережелер
4. Жоңқалану процесі мен жоңқа түрлері
5. Жоңқаның шөгуі және иірмелі жоңқаның пайда болуы. Жоңқаның шөгуі.
6. Шорлану
7. Кесу күші мен жұмысы және олардың құрастырушылары
8. Жылу және кесу зонасындағы температура
9. Кесу процесінде құралдың тозуы.
10. Кесу жылдамдығы, құралдың шыдамдылығы және қоры.
11. Жүзді құрал жасауда қолданылатын аспаптық болаттар
12. .Абразивті өңдеу
13. Механикалық өңдеу кезіндегі тетік бетінің сапасы
14.
Бүгінгі күні машиналардан жоғары техника-экономикалық және пайдалану сипаттамалары талап етіледі. Бұл үшін конструкторлар әрдайым технологияны кемелдендіруді, тетіктерді өңдеу мен машиналарды құрастыру сапасын жоғарылатуды, жаңа конструкциялық материалдар мен оларды өңдеудің алдыңғы қатардағы әдістерін қолдануы қажет.
Машина жасау саласының қарастыратын басты мәселелерінің бірі болып, машина тетіктері үшін дайындамаларды өңдеудің жаңа технологиялық әдістерін дайындауды ары қарай дамыту болып табылады. Машина тетіктерін жасаудың мәні, әртүрлі технологиялық тәсілдерді бірізділікпен пайдалана отырып, өңделетін дайындамаға берілген пішім мен өлшемдерді көрсетілген дәлдікпен беру. Берілген пішім мен өлшемдерді көрсетілген дәлдікпен берудің бір тәсілі болып дайындаманы механикалық кесіп өңдеу болып саналады.
Механикалық кесіп өңдеумен қатар, илемділік деформациясымен жоңқаны алмай, электрлік, химиялық, сәулелік, жарықтық, магнитті стриктерлік және басқа да энергия түрлерін пайдаланып өңдеу тәсілі кеңінен қолданылады. Кейбір жағдайларда машина тетіктерін жоғары сапамен өңдеуге аралас тәсілдерді қолданады.
Машина жасау саласының қарастыратын басты мәселелерінің бірі болып, машина тетіктері үшін дайындамаларды өңдеудің жаңа технологиялық әдістерін дайындауды ары қарай дамыту болып табылады. Машина тетіктерін жасаудың мәні, әртүрлі технологиялық тәсілдерді бірізділікпен пайдалана отырып, өңделетін дайындамаға берілген пішім мен өлшемдерді көрсетілген дәлдікпен беру. Берілген пішім мен өлшемдерді көрсетілген дәлдікпен берудің бір тәсілі болып дайындаманы механикалық кесіп өңдеу болып саналады.
Механикалық кесіп өңдеумен қатар, илемділік деформациясымен жоңқаны алмай, электрлік, химиялық, сәулелік, жарықтық, магнитті стриктерлік және басқа да энергия түрлерін пайдаланып өңдеу тәсілі кеңінен қолданылады. Кейбір жағдайларда машина тетіктерін жоғары сапамен өңдеуге аралас тәсілдерді қолданады.
1 дәріс. Металды кесу туралы жалпы мәліметтер. Пәннің мақсаты мен мәселелері. Кесіп -өңдеудің технологиялық тәсілі. Кесу элементтері. Бүгінгі күні машиналардан жоғары техника-экономикалық және пайдалану сипаттамалары талап етіледі. Бұл үшін конструкторлар әрдайым технологияны кемелдендіруді, тетіктерді өңдеу мен машиналарды құрастыру сапасын жоғарылатуды, жаңа конструкциялық материалдар мен оларды өңдеудің алдыңғы қатардағы әдістерін қолдануы қажет.
Машина жасау саласының қарастыратын басты мәселелерінің бірі болып, машина тетіктері үшін дайындамаларды өңдеудің жаңа технологиялық әдістерін дайындауды ары қарай дамыту болып табылады. Машина тетіктерін жасаудың мәні, әртүрлі технологиялық тәсілдерді бірізділікпен пайдалана отырып, өңделетін дайындамаға берілген пішім мен өлшемдерді көрсетілген дәлдікпен беру. Берілген пішім мен өлшемдерді көрсетілген дәлдікпен берудің бір тәсілі болып дайындаманы механикалық кесіп өңдеу болып саналады.
Механикалық кесіп өңдеумен қатар, илемділік деформациясымен жоңқаны алмай, электрлік, химиялық, сәулелік, жарықтық, магнитті стриктерлік және басқа да энергия түрлерін пайдаланып өңдеу тәсілі кеңінен қолданылады. Кейбір жағдайларда машина тетіктерін жоғары сапамен өңдеуге аралас тәсілдерді қолданады. Технологиялық өңдеудің әдістерінің жіктелуі сұлба бойынша 1 суретте берілген.
Механикалық әдістер
Аралас әдістер
Физика химиялық әдістер
Бетті илемдеп өзгертіп өңдеу
Білдектік өңдеу
Слесарлық өңдеу
Тартажону
Таза өңдеу операциясы
Сүргілеп қашау
Жонғыш
Бұрғы лап-кеулейжону
Жону
Ажарлау
ДАЙЫНДАМАНЫ ӨҢДЕУДІҢ ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ ӘДІСТЕРІ
Механикалық әдістер
Аралас әдістер
Физика химиялық әдістер
Бетті илемдеп өзгертіп өңдеу
Білдектік өңдеу
Слесарлық өңдеу
Тартажону
Таза өңдеу операциясы
Сүргілеп қашау
Жонғыш
Бұрғы лап-кеулейжону
Жону
Ажарлау
ДАЙЫНДАМАНЫ ӨҢДЕУДІҢ ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ ӘДІСТЕРІ
1 сурет. Өңдеудің технологиялық әдістерінің жіктелуі
Машина тетіктерін технологиялық өңдеу әдістерінің ішінде кесіп өңдеу, көптеген жылдарға машина тетіктері мен механизмдерін жоғары дәлдікпен дайындаудың негізгі тәсілі болып қалады. Металды кесіп өңдеу деп кесу құралымен, тетіктің қажетті геометриялық пішімі мен беттің кедір-бұдырына қол жеткізу үшін дайындама бетінен металл қабатын кесу процесін айтамыз. Кесіп өңдеу жоғары дәлдік пен өнімділікті қамтамасыз етеді.
Бірақ, кесу процесі өңделетін материалдардың физика-химиялық қасиеттеріне, кесу құралының сапасына, білдектің жағдайына, технологиялық жүйенің қаттылығына және т.с.с. байланысты аса күрделі құбылыстардан тұрады. Металды кесу процесіне илемділік және серпімділік деформациялары, күйреу, үйкеліс, жылудың шығуы және т.б. ілеседі. Кесу процесінің жоғары өнімділігі мен тиімділігін, сонымен қатар дұрыс және үнемді есептеуін, металл кескіш білдектерді, құралдар мен айлабұйымдарды құрастыру және пайдалануға қажетті, кесу процесіне ілеспе заңдылықтар мен құбылыстарды терең білу қажет.
2 сурет. Кесу жүйесіндегі геометриялық параметрлер
Пәнді зерделеу мақсаты - материалдарды кесу процесін басқарудағы машықтарға болашақ инженер-механиктерді дағдыландыру, жоңқаның пайда болу процесіне ілеспе физика-химиялық, механикалық және басқа құбылыстар жайында жалпы көріністі беру, өңдеу сапасына қойылатын талаптар мен шарттарға байланысты процестің функционалдық параметрлерінің өзгеруінің негізгі заңдылықтарымен таныстыру.
Пәнді зерделеудің мәселелері -түрлі өңдеу әдістерінің кесу режимдерін есептеуді үйрету, операцияларға кесу процесін және технологиялық процесті түгел тиімділеу, автоматтандырылған өндірістегі кесу процесі мен кесу құралының сенімділігін қамтамасыз ету.
Кесудің кинематикалық элементтері мен сипаттамалары. Кесу құралы дайындамадан өңдеуге қалдырылған әдіпті (өңделетін бетте, берілген қасиеттерге қол жеткізу мақсатымен дайындама бетінен алынатын материал қабаты) алып тастау үшін, құрал мен дайындамаға нақты бағыттар мен жылдамдықты қозғалыстар жіберіледі. Құрал мен дайындамаға жеткізілетін қозғалыстың бұрыштық және сызықтық жылдамдықтары қатынасына байланысты, түрлі өңдеу әдістері пайда болады. Дайындама немесе құралға жеткізілетін қозғалыстың бірі - кесу қозғалысы, ал екіншісі - беріс қозғалысы.
Кесу қозғалысы деп, кесілетін қабаттың жоңқаға айналу процесін жүзеге асыруға қажетті қозғалысты айтамыз. Беріліс қозғалысы - металл қабатының бөлінуін бүкіл өңделетін бетке таратуға арналған, жылдамдығы кесу қозғалысының жылдамдығынан кем кесу құралы, немесе дайындаманың түзу үдемелі, немесе айналмалы қозғалысы.
Кесу қозғалысының (бас) ерекше белгісі, беріс қозғалысының жылдамдығынан едәуір басым. Бұл қозғалыстар 3 суретте көрсетілген. Суретте көрініп тұрғандай, бұл қозғалыстардың құралға немесе дайындамаға келгеніне қатысты және олардың жылдамдықтарының қатынасына байланысты өңдеудің екі түрін аламыз (а-токарлық; б-сургілеу).
3- сурет. Кесу кезіндегі дайындамадағы қозғалыстар мен беттер
Кесудің негізгі қозғалысы (D) - кесу процесінде ең үлкен жылдамдықпен өтетін, дайындаманың немесе кесу құралының түзу сызықтық үдемелі немесе айналмалы қозғалысы. Бас қозғалыстың жылдамдығы ( ммин, мс) - кесу жиегінің қарастырылып отырған нүктесінің немесе дайындаманың кесудің бас қозғалысындағы жылдамдығы.
4 сурет. Еркін кесудегі кесілім
Беріс қозғалысының жылдамдығы (беріс жылдамдығы) - кесу жиегінің қарастырылып отырған нүктесінің беріс қозғалысындағы жылдамдығы (D). Беріс (S) - кесу жиегінің қарастырылып отырған нүктесінің немесе дайындаманың осы нүктенің траекториясымен бойлай өткен арақашықтықтың, сәйкес цикл санына немесе кесу кезіндегі басқа қозғалыстың циклының анықталған үлесіне қатынасы. Қозғалыстың циклы деп кесу құралы немесе дайындаманың толық айналымын, жүрісін немесе қосарланған жүрісін айтамыз. Цикл үлесі деп кесу құралының тістерінің бұрыштық адымына сәйкес айналым бөлігін түсінеміз. Қайтара-үдемелі қозғалыс кезіндегі бір жақты қозғалысты жүріс дейміз. Беріс белгіленуі мен өлшемі: S- ммоб.; S- ммзуб.; S- ммход.; S- мм2ход.; S - мммин. Кесудің принциптік сұлбасында кесудің негізгі қозғалысы мен беріліс қозғалысынан басқа жанама қозғалыс, нәтижелі қозғалыс және кесу жолы да көрсетіледі.
Жанама қозғалыс (D) - жылдамдығы кесудің негізгі қозғалысының жылдамдығынан кем, кесу жиегінің дайындамамен түйісетін бөлімдерін алмастыруға арналған, кесу жиегіне жанамалай бағытталған, кесу құралының түзу сызықтық үдемелі немесе айналмалы қозғалысы. Жанама қозғалыстың жылдамдығы - кесу жиегінің қарастырылып отырған нүктесінің жылдамдығы немесе дайындаманың жанама қозғалысындағы жылдамдығы.
Кесудің нәтижелі қозғалысы (D) - кесудің негізгі қозғалысы, беріліс қозғалысы және жанама қозғалыстары кіретін, кесу құралының дайындамаға қатысты қозғалыс жиынтығы. Нәтижелі қозғалыс жылдамдығы () -нәтижелі қозғалыстағы кесу жиегінің қарастырылып отырған нүктесінің жылдамдығы.
Кесу жолы (l) - кесу жиегінің қарастырылып отырған нүктесінің дайындамамен түйіскен кезде, қарастырылып отырған уақыт аралығындағы, кесудің нәтижелі қозғалысында осы нүктенің траекториясын бойлай өлшеген арақашықтық жиынтығы.
Кесу түрлері. Жұмысқа қатысушы жүздердің санына, алынған қабат кесу жиегінің бойымен қалай ағуына байланысты кесу түрлері еркін, еріксіз және ротациялық(айналу) деп бөлінеді. Кесудің бұл түрлері 5 суретте көрсетілген.
а) б) в)
2 дәріс. Құрал жүзі мен кесіп алынатын қабаттың геометриялық және конструкциялық параметрлері. Координаталық жазықтықтар мен координаталық жазықтықтар жүйесі. Кесу құралдарын жасау технологиясында қолданылатын, қайрау тәсілдерінде, бет пен құрал жүзін тексеруде, сонымен қатар құралды пайдаланғанда анықтаған геометриялық параметрлерді, тікбұрышты үшжаққа қатынасты бағыттау тиімдірек.
Құралдың геометриялық параметрлерін (бұрыштарын) анықтауда, тікбұрышты үшжақ құрайтын бірнеше координаталық жазықтықтар мен координаталық жазықтықтар жүйесін ажыратады. Қандай координаталық жазықтықтар жүйесін қолдану керектігі кесу құралын қалай - геометриялық дене ретінде немесе еңбек құралы ретінде қарастыруға байланысты анықталады (6 сур.). Бұл жерде D- негізгі кесу қозғалысы; D - беріліс қозғалысы; P- құралдық негізгі жазықтық; P- статикалық негізгі жазықтық; P- кинематикалық негізгі жазықтық; P, P, P - құралдық, статикалық, кинематикалық кесу жазықтығы; P,P, P- құралдық, статикалық, кинематикалық негізгі қиюшы жазықтықтары.
6 сурет. Координаталық жазықтықтар жүйесі
Құралды жасауда және параметрлерін тексеруде құралдық координаталар жүйесін қолданамыз.
Құралдық координаталар жүйесі - басы жүздің төбесінде, база ретінде алынған кесу құралының геометриялық элементтеріне қатысты бағытталғын тікбұрышты координаталар жүйесі.
Статикалық координаталар жүйесі - басы кесу жиегінің қарастырып отырған нүктесінде, негізгі кесу қозғалысының жылдамдығының бағытына қатысты бағытталған тікбұрышты координаталар жүйесі. Статикалық координаталар жүйесі кесу процесіндегі жүздің бұрышын жуықтап есептеу үшін және осы бұрыштардың құралды білдекке орнықтырған соң болатын өзгерістерін есепке алу үшін қолданылады.
Кинематикалық координаталар жүйесі - басы кесу жиегінің қарастырып отырған нүктесінде, кесудің нәтижелегіш қозғалысының жылдамдығының бағытына қатысты бағытталған тікбұрышты координаталар жүйесі.
Негізгі жазықтық (P) - кесу жиегінің қарастырып отырған нүктесі арқылы, осы нүктедегі негізгі немесе нәтижелегіш кесу қозғалысының жылдамдығы бағытына перпендикуляр координаталық жазықтық. Құралдық координаталар жүйесінде кесудің негізгі қозғалысының бағыты: қимасы тікбұрышты жону және сүргілеу кескіштерде конструкторлық орнықтыру базасына перпендикуляр; қашау кескіштерде - базаға параллель; ості құралдар мен жонғыштарда - құралдың айналма қозғалысы траекториясына жанама; тартажонғыш пен тісқашауыш - оське параллель алынады. Негізгі жазықтықтарды құралдық (P), статикалық (P), кинематикалық (P) деп ажыратамыз. Бұл негізгі жазықтықтар - сәйкес координаталар жүйелерінің негізгі жазықтықтары.
Кесу жазықтығы (P) - қарастырылып отырған нүктеде кесу жиегіне жанама және негізгі жазықтыққа перпендикуляр координаталық жазықтық. Әрбір координата жүйесінде сәйкес негізгі қиюшы жазықтықтыр болады, атап айтқанда P, P, P.
Негізгі қиюшы жазықтық (P) - негізгі жазықтық пен кесу жазықтығының қиылысу сызығына перпендикуляр координаталық жазықтық. Әрбір координата жүйесінде сәйкес негізгі қиюшы жазықтықтыр болады, атап айтқанда P,P, P.
Нормальды қиюшы жазықтық (P) - қарастырылып отырған нүктеде кесу жиегіне перпендикуляр жазықтық.
Жүздің элементтері. Барлық кесу құралдарының, өңдеуге қалдырылған әдіпті кесу процесін жүзеге асыру үшін, қосылатын бөліктері (жүз) болады. Кесу құралы дайындамадан металл қабатын кесіп алып тастау үшін, оның жүзі анықталған жазықтықтармен кескінделуі керек. Осы жазықтықтар мен геометриялық параметрлерді ең көп тараған құрал - токарлық өтім кескішті мысал ретінде қарастырайық, 7 сурет.
Жүздің алдыңғы беті (1) - кесу процесінде кесілетін қабат пен жоңқамен түйісетін құрал жүзінің беті. Жүздің артқы беті (3,5) - кесу процесінде дайындама бетімен түйісетін құрал жүзінің беті. Кесу жиегі (2,6) - жүздің алдыңғы және артқы беттерінің қиылысуымен жасалған құрал жүзінің жиегі. Негізгі кесу жиегі (6) - кесілетін қабаттың үлкен жағын құратын кесу жиегінің бөлігі. Көмекші кесу жиегі (2) - - кесілетін қабаттың кіші жағын құратын кесу жиегінің бөлігі. Негізгі артқы бет (5) - негізгі кесу жиегіне жабысатын құрал жүзінің артқы беті. Көмекші артқы бет (3) - көмекші кесу жиегіне жабысатын құрал жүзінің артқы беті. Жүздің төбесі (4) - негізгі және көмекші кесу жиектерінің қиылысқан жеріндегі кесу жиегінің бөлігі. Кесу жиегінің дөңгелектену радиусы (ρ) - нормальды қиюшы жазықтықпен қиылған, кесу жиегінің қисықтық радиусы.
а) кескіш элементтері б) кесілетін қабаттың бұрыштары мен параметрлері
7 сурет. Кескіш пен кесілетін қабаттың беттері мен геометриялық параметрлері
Геометриялық параметрлер (бұрыштар). Құралдың геометриялық параметрлерін барлық координаталық жазықтықтар жүйесінде қарастырады. Біз геометриялық параметрлерді координаталық жазықтықтар жүйесіне қарамай қарастырып, анықтама береміз. Алдыңғы бұрыш () - жүздің алдыңғы беті мен негізгі жазықтық арасындағы қиюшы жазықтықтағы бұрыш. Әртүрлі факторлар әсеріне қатысты алдыңғы бұрыш мәні оң, теріс және нөлге тең болады. Алдыңғы бұрыш () - жүздің артқы беті мен кесу жазықтығы арасындағы қиюшы жазықтықтағы бұрыш. Өңдеу жағдайына қарай артқы бұрыш мәні көбіне 6...12° тең болады. Үшкірлену бұрышы () - жүздің артқы және алдыңғы беттерінің арасындағы қиюшы жазықтықтағы бұрыш. Негізгі кесуші жиектің көлбеу бұрышы () - кесу жиегі мен негізгі жазықтық ортасындағы кесу жазықтығындағы бұрыш. Алдыңғы бұрыш () сияқты, кесу жиегінің көлбеу бұрышының мәні оң, теріс және нольге тең болады және жоңқаның түсу бағытын анықтайды. Пландағы бұрыш () - кесу және жұмыс жазықтықтары арасындағы негізгі жазықтықтағы бұрыш. Пландағы негізгі бұрыш () және пландағы көмекші бұрыш () болып бөлінеді. Бұл бұрыштар, кесуші жиектердің негізгі және жұмыс жазықтықтарындағы проекциялары арасындағы бұрыштар ретінде қарастырылады. Кескіш төбесіндегі бұрыш () - негізгі және көмекші кесу жиектерінің проекциялары арасындағы негізгі жазықтықтағы бұрыш.
а) түзу б) теңбүйірлі в) кері
8 сурет. Кесілетін қабат пішімдері
Кесілетін қабат параметрлері. Өңдеу кезінде құралдың кесуші жүзі дайындама бетінен нақты бір пішім мен өлшемдегі материал қабатын алып тастайды. 7 суретте токарлық өтім кескішімен өңдеудің қарапайым жағдайы кескінделген. Мұндай өңдеуде алынатын қабат, кесудің негізгі қозғалысы жылдамдығының векторына перпендикуляр жазықтықпен қақ жарылады. Дайындаманың бір айналымында кескіш I орыннан II орынға беріліс S шамасына жылжиды. Алынатын қабатты қию нәтижесінде биіктігі a және қалыңдығы b параллелограмм аламыз, осы өлшемдер алынатын қабат параметрлері болып келеді: a - алынатын қабаттың қалыңдығы, ал b - оның ені. Алынатын қабаттың қалыңдығы деп, дайындаманың бір айналымында кесу бетінің шектес қалпы арасындағы нормаль бойынша өлшенген қабат өлшемін айтамыз. Алынатын қабаттың ені деп, қабат қалыңдығына нормаль бағытында өлшенген қабат өлшемін айтамыз. a ені мен b қалыңдығын алынатын қабаттың физикалық өлшемдері деп айтамыз.
Алынатын қабаттың физикалық өлшемдері мен кесу режимдерінің элементтері (t, S) арасында геометриялық байланыс бар. Алынатын қабаттың ауданы f=a·b= S·t түрінде анықталады. Алынатын қабаттың және кесу режимдері элементтерінің арасындағы байланыс пландағы негізгі бұрыш арқылы анықталады (5 сурет).
T = b · sin және S = S · t = a · b
3 дәріс. Кесу кинематикасы. Негізгі ережелер. Кинематика (kinematos -қозғалыс) - дене қозғалысын геометриялық жағынан ғана қарастыратын, механика тарауы. Қозғалысты шақыратын физикалық күштер мен себептерге тәуелсіз қозғалыстың суреттемесін береді.
Білдектер кинематикасы мен кесу кинематикасы, бір-бірімен байланыста болса да, теория жағынан да, қолданбалы тәжірибе жағынан да түбегейлі ұқсамайды. Білдектің кинематикалық сұлбасы, қозғалыс көзінен немесе білдектің басқадай бір органынан, әр түрлі органдарына қозғалысты беруге қатысатын, оның бөлек элементтері мен механизмдерінің өзара байланысының шартты кескінін көрсетеді. Білдек кинематикасында, білдек механизмдерінің өзара жұмыстарының кинематикалық құрылымдарының ғылыми негізі мен жұмыстары қарастырылады. Білдек механизмдерін икемдеу арқасында кесу құралы мен өңделетін дайындамаға Бас кесу қозғалысы мен беріліс қозғалысының, кесу жылдамдығы мен беріліс жылдамдығының, қажетті сандық қатынасы пен үйлесімділігін жеткізу. Білдек кинематикасы жұмыс және бос цикл кезінде құрал мен дайындамаға білдек механизмдерінің беретін қозғалысын қарастырады.
Білдек механизмдерімен құрал мен дайындамаға жеткізілетін қозғалыстарды, көбіне X,Y,Z осьтері бар, тік бұрышты координаттар жүйесінде қараймыз. Білдектер кинематикасы механизмдердің әр түрлі қозғалыстар үйлесімін қамтамасыз етеді.:
* Жұмыс және бос қозғалысы;
* Беріліс механизмінің өшіп тұрған кезіндегі кесу жылдамдығының қозғалысы;
* Жылдамдық механизмінің жай тұрған кезіндегі беріліс қозғалысы;
* Жылдамдық пен берілістің бір уақытта қозғалуы;
Осы аталған кинематикалық мүмкіндіктердің барлығы металкесуші білдектерді тиімді және әмбебап пайдалануға қажет.
Кесу кинематикасында кесудің принципті кинематикалық сұлбаларының жіктелуі, талдау мен жинақтаудың ғылыми негізі ретінде қаралады:
* Машина тетіктерінің пішімделуінің технологиялық тәсілдері,
* Металл кесу процесінде құрал жүзінің геометриялық параметрлерінің ауысуы(түрленуі, айналуы, өзгеруі).
Кесу кинематикасы құрал жүзі дайындамамен түйіскен кезінен бастап жұмыс циклы аяқталған кезге дейін, кесу процесіндегі қозғалысты қарастырады. Кесу кезінде білдек механизмі бекітілген құрал мен дайындамаға түзусызықтық және айналмалы қозғалыс хабарлайды.
Білдектер кинематикасындағыдай, кесу кинематикасында дайындама мен құрал жүзінің қатынасты жылжуын, X,Y,Z осьтері бар, тік бұрышты координаттар жүйесінде қарастырамыз.
Нәтижелі кесу қозғалысы, бір уақытта іске келтірілетін бірнеше қозғалыстың жалғасы болып келеді: кесудің бас қозғалысы D,жылдамдығы ; көмекші қозғалыс D беріліс жылдамдығы (S) және пішімқұраушы қозғалыс (қосымша қозғалыс). Кесудің принципті кинематикалық сұлбалары көбіне екі қозғалыстың, негізгі және беріліс қозғалысының, үйлесімділігін қарастырады. Үш немесе оданда көп бір уақытта орындалатын қозғалыста, күрделі үйлесімділікте,, қосымша қозғалыс пішімқұрау түрін анықтайды, мысалы, тіс тәжін, домалату әдісімен жасау. Бір уақытта қимылдайтын бас, көмекші және қосымша қозғалыстар, бірігіп келгенде негізгі кесу жиегі нүктесінің, нәтижелі кесу қозғалысының дайындамаға қатысты жазықтықтық немесе кеңістіктік траекториясын анықтайды. Негізгі кесуші жиектің әр нүктесінің, нәтижелі қозғалысының өз траекториясы бар.
Кесу процесіне қатысқан, негізгі кесу жиегінің барлық нүктелерінің нәтижелі қозғалысы траекторияларының жиынтығымен дайындама бетінде кесу беті R пайда болады. Кесу жылдамдығының , беріліс жылдамдығы мен қосымша пішімқұраушы қозғалысының векторлық қосындысы, нәтижелі кесу қозғалысы жылдамдығының векторын көрсетеді:
= + +
Бұл жылдамдық әрқашан нәтижелі кесу қозғалысы траекториясына жанама сызығының бойымен бағытталған. Траектория беті деп, кесу жиегінің бір нүктесінің нәтижелі қозғалысының траекториясы жатқан бетті айтамыз.
Принципті кинематикалық кесу сұлбалары. Кесу кинематикасы, жұмыс циклы кезінде білдек механизмдері дайындама мен құрал жүзіне хабарлайтын бастапқы қозғалыстардың үйлесімділігін жіктейді. Бір уақытта жасалынатын қозғалыс сандары, сипаты мен бағыты жіктеу негізі болып келеді. Бастапқы қозғалыстардың үйлесімділігі принципті кинематикалық кесу сұлбаларының жүйесімен белгіленген. Нақты бір принципті кинематикалық кесу сұлбасының үйлесімді қозғалыстарының сандық қатынасы құралдың түрін, оның жұмыс жасау принципін және технологиялық тағайындалуын анықтайды.
Әр принципті сұлба шегінде, кесу кинематикасы үйлесімді қозғалыстардың жинақталған әрекеті нәтижесі ретінде қарастырады:
а) нәтижелі кесу қозғалысы жылдамдығының векторы - білдек механизмдері атқаратын, кесу, беріліс және пішімқұраушы қозғалыстарының жылдамдықтарының векторлық қосындысы;
б) нәтижелі кесу қозғалысы траекториясы мен осы траектория жатқан бет;
в) жаңа беттердің пішім құрауы - құрал жүзінің барлық нүктесінің нәтижелі кесу қозғалысы траекторияларының жиынтығы.
Кесу кинематикасы сонымен қатар құрал жүзінің кинематикалық, геометриялық параметрлерін де қарастырады. Бұл параметрлер нақты жағдайларды ескереді:
кесу беті мен құрал жүзінің артқы бетінің өзара қатынасты ауысуы;
алдыңғы бетпен жоңқа түсуінің бағыты,
кесу процесінде құрал жүзінің барлық геометриялық параметрлерінің сандық мәндерінің өзгеруі.
Жіктеу реестірінде бірнеше жүз принципті кинематикалық кесу сұлбалары бар. Осының ішінен бірнеше қарапайым сұлбалардың, кесу процесіне қатысқанын қарастырайық:
1. бір түзу сызықты негізгі қозғалыс D(сүргілеу);
2. екі түзу сызықты қозғалыс - негізгі қозғалыс D және беріліс қозғалысы D (көлбеу жазықтықты сүргілеу)
3. бір айналмалы негізгі қозғалыс D және бір түзу сызықты беріліс қозғалысы D;
4. екі айналмалы және бір түзу сызықты беріліс қозғалысы.
Принципті кинематикалық кесу сұлбалары 6 сур. көрсетілген, а- Х осі бойымен бағытталған, бір түзу сызықты қозғалыс; б- X және Z остері бойымен бағытталған, екі түзу сызықты қозғалыс; в - екі қозғалыс: Х осі бойымен бір түзу сызықты, екіншісі Х осін айналатын екі айналмалы қозғалыс; г) үш қозғалыс: Х осін айналатын екі айналмалы қозғалыс және Y осі бойымен бір түзу сызықты қозғалыс.
y
x
Dr
0
a)
y
x
Dr
0
a)
z
x
x
y
Dr
0.
0
Dr
z
Ds
a)
z
x
x
y
Dr
0.
0
Dr
z
Ds
a)
z
y
x
Ds
Dr
z
y
x
Ds
Dr
Dsk
Dr
z
x
y
0
Ds
Dsk
Dr
z
x
y
0
Ds
9 сурет. Принципті кинематикалық сұлбалар
Бір түзу сызықты қозғалысты принципті кинематикалық сұлба бойынша кесу. Кесу процесі кезінде бір түзу сызықты қозғалысты қарастыратын, принципті кинематикалық сұлба негізінде, сүргілеу жүреді. Түзу сызықты қозғалыс D сандық жағынан кесу жылдамдығымен V көрсетіледі. Білдектің беріліс механизмі құралдың әдіпті кесу жұмыстары кезінде істемей тұрады. Беріліс қозғалысы шектес екіленген жүріс аралықтарында істейді. Әрбір екіленген жүріс 1 нүктеден 1' нүктесіне жұмыс бойынша ауысуы және 1' нүктесінен 1 нүктесіне қайта ауысуынан (10 сур.) тұрады. Жұмыс жүрісінің 1-1' түзуі сүргілеуіш кескіштің негізгі кесу жиегінің 1 нүктесінің нәтижелі кесу қозғалысының траекториясы болып келеді. Нәтижелі кесу қозғалысының жылдамдығы кескіштің қозғалыс жылдамдығына V тең болады. Біз қарастырып отырған мысалда траектория жазықтығы болып, түзу сызықты 1-1' траекториясынан өтетін, жылдамдық V векторы жатқан жазықтық саналады.
10 сурет. Сүргілеуші кескіштің көп қайталанатын қайтару-үдемелі қозғалыспен өңдеу сұлбасы
Кескіштің жылдамдық векторы V=V бағытында дайындама металының қалыңдығы а және ені в болатын кесілетін қабатының кедергі күшін ол түзу сызықты траектория бойымен қозғалысында, ал үйкеліс күшін артқы беттермен жеңіп шығады.
Екі түзу сызықты қозғалысты принципті кинематикалық сұлба бойынша кесу. 11 суретте көрсетілген, бір уақытта әрекеттенетін екі түзу сызықты принципті кинематикалық кесу сұлбасы мысалында қарастырамыз. Оның бірі X осі бойымен бағытталған және негізгі кесу қозғалысы D, ал екіншісі беріліс қозғалысы D және Z осі бойымен бағытталған. Бастапқы орнынан кескіш бірқалыпты V жылдамдығымен жоғарыдан төмен қарай ауысады. Нәтижелеуші қозғалыстың жылдамдық векторы V = V + V, горизонтальға бұрышымен көлбеген, нәтижелеуші кесу қозғалысының түзу сызықты траекториясында жатады. Үйкеліс күшін азайту үшін, кескіштің артқы бетін бұрышымен қайрайды (11 сур.). - кесу процесінде дайындамадағы кесу беттері мен құралдың артқы бетіндегі қатынасты орналасуды анықтайтын, кинематикалық бұрыш. Кинематикалық артқы бұрыш әрқашанда артқы бұрыштан кем: =, бұл жерде - кесу жылдамдығының бұрышы (негізгі кесу қозғалысы мен нәтижелі кесу қозғалысының жылдамдықтарының бағыты арасындағы жұмыс жазықтығындағы бұрыш).
11 сурет. Бірдей әрекет етуші екі түзу сызықты қозғалысты қарастыратын, көлбеу жазықтықты өңдеу сұлбасы
Екі қозғалысты, түзу сызықтыжәне айналмалы қозғалысты принципті кинематикалық сұлба бойынша кесу. Бірдей әрекеттенетін екі қозғалысты, YOZ жазықтығындағы X осінің айналасындағы айналу және X осінің бойымен түзу сызықты қозғалысты (9 сур.), қарастыратын принципті кинематикалық кесу сұлбасына кесіп өңдеудің көп тараған түрлері негізделген - жону, бұрғылау, үңгілеу және ұңғылау. Бұл жағдайларда айналу қозғалысы негізгі қозғалыс болып келеді, сан жағынан кесу жылдамдығымен өрнектеледі. Егерде жылдамдықты метрминутпн алсақ, онда
V=,
бұл жерде D - негізгі кесу жиегінің қарастырылып отырған нүктесі жатқан шеңбер диаметрі, мм; n- айналу жиілігі, обмм. Түзу сызықты қозғалыс берілістің көмекші қозғалысы болып келеді және саны жағынан беріліспен өрнектеледі S, обмин.
Бірдей әрекеттенетін негізгі және көмекші қозғалыстың нәтижелі траекториясы кесудің нәтижелі қозғалысының бұрамалы траекториясы болып келеді. Оның көтерілу бұрышы кесу жылдамдығы мен беріліспен келесі тәуелділікпен байланыста:
tg (1)
Құралдардың негізгі кесу жиегі нүктелерінің, нәтижелі кесу қозғалысының бұрама траекторияларының беттері болып диаметрі D болатын цилиндрлік беттер (12 сур.). Нәтижелі кесу қозғалысы жылдамдығының векторы V, бұрама бетке жанама болып келетін жұмыс жазықтығында P жатыр. Негізгі кесу жиегінің әр түрлі нүктелері дайындаманың айналу осінен әр түрлі қашықтықта жатқандықтан, (1) теңдеуге сай негізгі кесу жиегі нүктелерінде Vвекторы әр түрлі мән мен көтерілу бұрышына ие.
12 сурет. Цилиндрлік беттерді бұрама траектория бойынша өңдеу сұлбасы
4 дәріс. Жоңқалану процесі мен жоңқа түрлері. Жоңқалану процесі мен деформация зоналарын зерделеудің эксперименттік әдістері. Жоңқалану процесін, өлшемдерін және деформация зонасының пішімін зерделеу кезінде әр түрлі эксперименттік әдістерді қолданамыз.
Көзбен шолып бақылау әдісі. Еркін кесуге түсетін үлгінің бүйір бетін жылтыратады және бетіне үлкен тор салынады. Аз жылдамдықпен кесу кезінде, үлгінің жылтыратылған бетіндегі тордың бұрмалануынан, көмескіленуінен және шытынуынандеформация зонасының өлшемі мен пішімі туралы жорамалдауға және кесіп алатын қабаттың біртіндеп жоңқаға айналғаны туралы сырттай түсінік құруға болады. Бұл әдіс өте кішкентай 0,2...0,6 ммин аспайтын жылдамдықпен кесу кезінде қолдануға жарамды және жоңқалану процесіне сапалық түсініктеме береді.
Жылдамдықты кино түсіру әдісі. Егер үлгінің бүйір бетін және кесілген жоңқаны, жиілігі секундына 10000 кадр түсіретін жоғарыжиілікті кинокамерамен суретке түсірсе, қарстырылып отырған әдістің мүмкіндігі кеңейеді. Жоғары түсіру жылдамдығы, тәжірибеде қолданылатын кесу жылдамдықтарындағы жоңқалану процесінің ерекшеліктерін айқындайды.
Бөлгіш тор әдісі. Үлгінің бүйір бетіне квадрат тор немесе а х а = 0,05 х 0,15 мм өлшемді дәл шеңберлер жүйесін түсіреміз. Бөлгіш тор әр түрлі тәсілмен түсіріледі. Ең қарапайым және дәл тәсіл ПТМ -3 аспабында немесе әмбебап микроскопта алмасты индикатормен тырнау. Жоңқаның түбіндегі бөлгіш тордың өзгерген қуыстарының өлшемін құралды микроскоппен өлшейміз. Илемділіктің математикалық теориясын қолданып, бөлгіш тордың өзгерген өлшемдері бойынша, жоңқалану процесін сандық сипаттайтын параметрлерін, деформация зонасының пішімі мен өлшемін, деформация зонасының әр түрлі нүктелеріндегі деформация қарқындылығын анықтауға болады.
23 сурет. Деформацияланудан кейінгі үш негізгі түр
Металлографикалық әдіс. Кесуді лезде тоқтату айлабұйымымен алынған жоңқа түбірін кесіп алып, оның бүйір беттерін мұқият жалтыратып, сонан соң сәйкес реактивпен (ерітіндімен) химсыдырулайды. Алынған жоңқа түбірінің микрошлифін 25...200 рет үлкейтіп көрсететін микроскоппен қарап, микрофотосын жасайды. Жоңқа құрылымының және деформация зонасының өзгеруі, деформацияға түспеген материалдың құрылымымен салыстырғанда, деформация текстурасының бағыты деформация зонасының шекарасын белгілеуге және онда болып жатқан деформациялық процестер жайында жорамалдауға мүмкіндік береді.
14 сурет. Жоңқа элементіндегі бөлгіш тордың өзгеруі
Механикалық және рентгенографикалық әдістері. Бұл әдістер өңделген беттің астында жатқан, беткі қабаттың жағдайын зерделеуге қолданылады. Давиденко Н.Н. жасаған механикалық әдіс, кристалдық түйіршік размерінен үлкен дене жағында теңесетін, бірінші тұрғыдағы кернеуді анықтау үшін қолданылады. Рентгенографикалық әдіс көмегімен, кристал түйіршігінің ішіндегі екінші тұрғыдағы кернеуді, илемділік деформациясы салдарынан болған түйіршіктің майдалану дәрежесі мен текстура құрылуын зерделейді. Қалдық кернеу шамасы туралы рентгенограмманың интерференциялық сақиналарының жуылуы мен жылжуы бойынша, түйіршіктердің майдалану дәрежесі туралы - интерференциялық сақиналарды құрайтын нүктелердің үлкейуі бойынша, ал деформация текстурасының сипаты туралы -интерференциялық сақиналардың қалыңдауы бойынша жорамалдайды.
Кесу кезіндегі жоңқалану. Кесу кезіндегі алынатын қабаттың жоңқаға айналуы материалдың илемділік деформациясы процесінің бір түріне жатады. Илемділік деформациясының негізгі белгісі болып дененің сырт күштері әрекеттерінен тұтастығы бұзылмай, пішімінің қайтымсыз болып өзгеруі саналады. Дене көлемінің өзгерген жағдайын үш негізгі түрге бөледі: керілу, қысу және ығысу. Алынатын қабаттың жоңқаға айналу процесіне ығысу деформациясы жақын. Ығысу деформациясы - негізгі үш өстің біреуінің бойында деформация жоқ, екінші өстің бойында қысқару, үшінші өстің бойында соған тең ұзару деформациясы. Ығысу деформациясы таза ығысу және қарапайым ығысу болып бөлінеді. Таза ығысу кезінде бір өс бойымен бірқалыпты қысқару және оған перпендикуляр басқа өс бойымен бірқалыпты ұзару болады. АВСД квадраты дене көлемі өзгеріссіз, бірқалыпты күйінде конгруэнтті А, В, С, Д ромбқа айналады. Қарапайым ығысуда деформация дененің барлық нүктелерінің бір өске, денедегі нүктенің осы өспен арақашықтығына пропорционалды қашықтықта параллель бағытпен, екінші өс бағытында ығысуда. Қарапайым ығысу нәтижесінде АВСД квадраты, табаны мен биіктігі бастапқы квадраттың өлшеміндей тең шамалы параллелограммға айналады (15сур.).
а) б) в)
15 сурет. Ығысу деформациясы, таза және қарапайым ығысу (а-ығысу деформациясы, б-таза ығысу, в-қарапайым ығысу)
Жоңқа дегеніміз, дайындамадан кесу құралымен кесіліп тасталатын металл. Жоңқалану процесі, серпімділік, илемділік деформациялары мен материалдың қирауы пайда болатын күрделі физикалық процестердің бірі болып келеді. Процесс үлкен үйкеліспен, жылудың шығуымен, шорланумен, шиыршықталу және жоңқаның шөгуімен, деформациядан соң металдың беріктелуімен және кескіш құралдың тозуымен қосталады. Металл кесу туралы ғылымның негізгі мәселелері - кесу процесінің физикалық болмысын және оларға еретін құбылыстардың себептері мен заңдылықтарын анықтау. Бұл мәселелердің дұрыс шешілуі, кесу процесін оңтайлы басқаруды, оны өнімді және тиімді етуге, өңделген беттердің сапасын жоғарылатуға мүмкіндік береді. Ең үлкен ығысу кернеулер бағытымен, сырғанау жазықтығы бетімен бір қабаттың екінші қабатқа қатысты ығысуы илемділік өзгеру болады. Ығысу бөлек кристалл түйіршіктері бөлшектері мен түйіршіктердің арасында болады. Ығысу нәтижесінде түйіршік формасы, олардың размерлері және өзара орналасуы өзгереді. Илемділік өзгеру процесі үлкен жылу бөлінуі мен металл қасиеттерінің өзгеруімен сипатталады.
Жоңқалану процесі кесілетін қабаттың серпімді-илемділік өзгеру (қысу) процесі болып көрінеді. Металды кесу процесін келесі сұлбамен көрсетуге болады (16 сур.).
Құралдың кескіш сынасы ені а болатын түйісу алаңы арқылы, қалыңдығы в кесілетін қабатқа әсер етеді. Құралдың алдыңғы бетінің алынатын қабатқа қысым көрсетуші шоғырланған R күшті жоңқалану күші дейміз. ОК сызығымен өңделетін материалдың кесу бетінен төмен орналасқан, қысатын және созатын кернеулер аумағын шектейтін, бейтарап желісі көрсетілген. Бейтарап желісінің оң жағында созу, ал сол жағында қысу кернеу аумағы орналасқан.
16 сурет. Кесілетін қабаттың жоңқаға айналу кезіндегі бірінші және екінші деформациялардың зоналары
Құралдың алдыңғы бетінде бірінші деформация зонасы (I). Бірінші деформация зонасы ОАВСД төбесі құрал жүзінде орналасқан сына пішімдес. Оның төменгі шегі ОА ойыс және кесу бетінің жалғасын кесіп өтеді. Зонаның жоғарғы шегі ОВ дөңес және оның ұзындығы ОА сызығының ұзындығынан 2...4 есе кіші. АВ сызығы алдыңғы кесу бетін жоңқаның бос жағымен біртіндеп түйіседі. ОА сызығынан солға қарай металдың кесілетін қабатының бұзылмағын түйіршіктері, ал оңға қарай материалдың жоңқаға тиісті түйіршіктері жатыр. Құралға байланысты V жылдамдығымен жылжи отырып кесілетін қабаттың түйіршігі, F нүктесінде өзгере бастайды және өз қозғалысының траекториясымен өткенде, деформация дәрежесі өсе бастайды. Түйіршік деформациясы Q нүктесінде аяқталады да , түйіршік жоңқаның түсу жылдамдығына тең, V жылдамдығына қол жеткізеді.
Көптеген эксперименттер көрсеткендей, еркін кесу кезінде де жоңқаның ені кесілетін қабаттың енімен салыстырғанда аз ғана үлкейеді, ал еркін емес кесу кезінде жоңқа енінің үлкеюі одан да аз. Сондықтанда, жоңқалану зонасындағы өзгеру жалпақ болады және кесілетін қабаткесу процесінде ығысу деформациясына ұшырайды. Осының негізінде ОА сызығы, ығыстырушы кернеулердің , материалдың ығысуы аққыштық шегіне тең ығысу жазықтығы болып келеді: = . Барлық I зона осындай беттерден тұрады. ОВ сызығы, соңғы ығыстырушы деформация іске асатын бет болады, ығыстырушы кернеулердің , кесілетін қабаттың материал жоңқасына айналу нәтижесінде, беріктелген аққыштық шегіне тең : = .
Егерде құралдың алдыңғы беті мен жоңқаның түйіспе беті арасында үйкеліс болмаса, онда кесілетін қабат түйіршігінің өзгеруі бітер еді. Айтылған беттер арасында барлық уақытта үйкеліс бар, сондықтан жоңқаның түйіспе беттеріне жақын жердегі түйіршіктер, бірінші деформация зонасынан шыққаннан кейін де өзгеруін тоқтатпайды. Осылай II екінші деформация зонасы, ОСД сызығы мен алдыңғы бетпен шектелген зона пайда болады. Екінші деформация зонасының ОД ені, жуықтап алсақ түйісу алаңының енінің жартысына С2 тең, ал ең үлкен биіктігі Δорташа есеппен алғанда жоңқа қалыңдығының а 0,1 құрайды. Зорев Н.Н. көрсеткендей, кесілетін қабат түйіршігі, екінші деформация зонасын өткенде, қатты өзгереді: II зонадағы деформация дәрежесі , жоңқаның орта деформациясынан 20 есе, немесе оданда көп есе үлкен.
Екінші деформация зонасының размері мен материал түйіршігінің деформация дәрежесі алдыңғы беттегі үйкеліс қарқындылығымен анықталады. Алдыңғы беттегі үйкеліс азайған сайын, екінші деформация зонасы мен деформация қарқындылығы азаяды. Кесілетін қабаттың қалыңдығы азайған, алдыңғы бұрыш ұлғайған және майлайтын сұйықтардың жақсысын қолданған сайын, II зона өлшемі кішірейе береді. Бұл жағдайда жоңқа түйіршіктерінің деформация дәрежесі оның қалыңдығы бойымен бірдей.
Бірінші және екінші деформация зоналарындағы болып жатқан күрделі физикалық құбылыстар, олардың сандық суреттемелерін қарапайым математикалық әдістермен беруге жол бермейді. Сондықтан инженерлік есептеулерде жоңқаланудың дәл моделін, оның қарапайым моделімен ауыстырамыз. Өндіріс жағдайында қолданылатын құралдың алдыңғы бұрышында, кесілетін қабаттың қалыңдығында, кесу жылдамдықтарында бірінші деформация зонасының FQ ұзындығы кішірейеді. Кесу бетіне ° бұрышымен көлбеу жатқан, ОЕ сызығына жақындап, ОА және ОВ шекаралары жылжиды. Ығысу деформациялары, қалыңдығы ΔХ болатын өте жұқа қабатта жиналады деп ойлауға мүмкіншілік береді, ал сырғу беттерінің жинағын, ығысудың шартты жазықтығы (УПС) деп аталатын, бір ғана ОЕ жазықтығымен алмастыруға болады.
Тәжірибе жүзінде өзгермелі жағдайда жалпақ болып келгендіктен, жоңқалану процесі қарапайым ығысу заңдылықтарына бағынады. Бұл жағдайды эксперименттік тексеру дәлелдейді.
Бірақта оның үлесі, қарапайым ығысу деформациясымен салыстырғанда үлкен емес. Сондықтан да, инженерлік есептеулер кезінде қарапайым ығысудың өзгерген жағдайын алып, тек бір ғана ығысу жазықтығы бар қарапайым модельді қолдануға болады.
Артқы беттердің кесу бетімен үйкелісті жоғарылата отырып, кесу жиегінің артқы жағында құралдың артқы бетімен өңделген бет Δшамасына көтеріледі. Δшамасын серпімді орнына келуден соң деп атаймыз және Δпараметрлері өңделетін материалдың серіппелі қасиеттерімен анықталады. Материалдың серпімділігі үлкейген сайын Δшамасы жоғарылайды.
Сұлбадан көріп отырғандай, ОА сызығы өңделетін материалға кесу бетінің сызығын Δ шамасына төмен түседі. Осының салдарынан өңделген тетіктің беткі қабаты өзінің физика-математикалық көрсеткіштері бойынша негізгі материалдан өзгеше. Беткі қабатта қалып қалған кернеулер пайда бола бастайды және оның микроқаттылығы, құрылымы, фазалық және химиялық құрамдары өзгереді.
Жоңқа түрлері. Илемді және мортты материалдарды қандай болмасын жағдайда кесу кезінде, созылу кернеулерімен байланысты жоңқаның төрт түрі пайда болады: иірмелі, буын тәрізді, элементті және жарықшақ. Элементті жоңқа- бір бірімен байланыстағы емес, немесе жай байланыстағы, бірдей пішімдегі бөлек-бөлек элементтерден тұрады (сур.12).
Опырылу беті деп, пайда болған жоңқа элементін, кесілетін қабаттан бөлетін mn шекарасын айтамыз. Ол кесу процесінде кесілетін қабаттың қиратылуы болатын бет. буын тәрізді жоңқаның бөлек-бөлек бөлінуі болмайды(17,б сур.). Опырылу(ығысу) беті тек қана белгіленеді де, жоңқасы бар қалыңдығын теспейді. Жоңқа арасындағы байланыс үзілмеген бөлек буындардан 1 тұрады.
Иірмелі жоңқаның негізгі нышаны оның тегістілігі (17,в сур.) (үзілмейтіндігі). Тегіс 2 бет(түйіспелі), жоңқаның 1 еркін бетінің ұсақ-кертпелері бар. Жарықшақ жоңқа пайда болғанда ұсақ металл шаңы ілесіп отырады. Жарықшақ жоңқаның бөлек-бөлек бір бірімен байланысы жоқ, әртүрлі өлшемді және пішімді кесектерден(17,г сур.) тұрады. Жоңқаның түрі көбіне өңделетін материалдың тегі мен механикалық қасиеттеріне байланысты. Жоңқа түріне кесу құралының геометриялық параметрлерінен алдыңғы бұрышы ° мен кесу жиегінің көлбеу бұрышы ° әсер етеді.
17 сурет. Материалды өңдеу кезіндегі жоңқа түрлері
Илемді материалды өңдеуде ° және ° бұрыштарының әсерлері бірдей: олар ұлғайған сайын элементті жоңқа буындығы, сонан соң иірмеліге айналып отырады. Мортты материалды кесуде ° үлкен мәнінде жарықшақ жоңқа пайда болады, ° кеміген сайын элементтіге айналады. ұлғайған сайын біртіндеп элементті жоңқаға айналады.
Жоңқа тұрпатына беріліс пен кесу жылдамдығы да әсер етеді. Кесу тереңдігі жоңқа тұрпатына әсер етпейді. Илемді материалды өңдеуде берілістің ұлғайуы иірмелі жоңқаның элементтіге айналуына әкеледі. Морт материалды кесу кезінде берілістің ұлғайуы элементтінің жарықшақ жоңқаға айналдырады. Жоңқа тұрпатына кесу жылдамдығы күрделі әсер етеді.
Көміртекті және қоспаланған конструкциялық болатты кесу кезінде, кесу жылдамдығы өскен сайын жоңқа басында буынды, сонан соң иірмелі болады. Бірақ кейбір ыстыққа берік болат пен титан қорытпаларын өңдеуде кесу υ өсуі иірмеліні элементтікке әкеледі. Бұл құбылыстардың физикалық себептері бүгінгі күні әлі толығымен тексерілген жоқ. Морт материалды өңдеуде, кесу жылдамдығының өсуі жарықшақ жоңқаның элементті жоңқаға айналуымен кейбір элементтерінің, өлшемдерінің кішірейуі мен арасындағы байланыстың берік болуына әкеледі. Бүгінгі күні көбірек иірмелі жоңқалау процесі зерттелген. Элементті жоңқаның пайда болуы илемді және мортты материалды өңдеу процесі қажетті дәрежеде зерттелмеген.
5 дәріс. Жоңқаның шөгуі және иірмелі жоңқаның пайда болуы. Жоңқаның шөгуі. Кесілетін қабаттың жоңқаға айналуында жоңқа ұзындығы, қалыңдығы және ені бойынша өлшемдері, жоңқа пайда болатын, кесілетін кесілетін қабат өлшемдерінен өзгеше болады.
Кесілетін қабаттың ұзындығы L, қалыңдығы a, ені b болғанда, жоңқа ұзындығы L, қалыңдығы а, ені b болады, бұл жерде L L, аa, b b. Жоңқа өлшемдерінің өзгеру дәрежесі, кесілетін қабатпен салыстырғанда пішімнің өзгеруінің үш коэффициентімен сипатталады. Шөгу немесе қысқару коэффициенті K, қалыңдау коэффициенті K және кеңейту коэффициенті K; K=L L; K= аa; K= b b. Коэффициенттер жоңқа өлшемдерінің, сәйкес кесілетін қабат өлшемдерінен үлкен немесе кіші екендігін көрсетеді. Жоңқа көлемі кесілетін қабаттың көлеміне L·а· b = L· а · b тең болғандықтан L L= аa · b b немесе K= K· K.
Иірмел жоңқаның жалғыз ғана шартты ығысу жазықтығында пайда болуы. 18 суретте кесілетін қабаттың жалғыз шартты ығысу жазықтығында жоңқаға айналу сұлбасы көрсетілген. mn шартты ығысу жазықтығына жанасып жатқан қалыңдығы а қабаттағы, биіктігі ∆х, mnpq параллелограммды ажыратамыз. Кесу бетіне шартты ығысу жазықтығы көлбеу жатқан бұрышы ығысу бұрышы деп аталады. Кескіш құрал ∆L қашықтыққа mnpq параллелограммның бүйір жақ бойымен I жағдайдан II жағдайға қозғалсын. Осы қозғалыс нәтижесінде кесілетін қабаттың кесу бетінде жатқан q нүктесі, алдыңғы бетте жатқан q нүктесінде болады. Ал, алдындағы кесу бетінде жатқан p нүктесі, жоңқаның бос бетінде жатқан p нүктесінде болады. Осылайша, mnpq параллелограммы, mn табаны бойымен ∆S мәніне жылжи отырып, mnpq параллелограмына айналады. Ақиқат, mnpq параллелограммы енді кесілетін қабатқа жатпайды, құралдың ∆L қашықтыққа орын ауыстыру нәтижесінде пайда болған жоңқада жатады.
Кесілетін қабат пен жоңқа размері Жоңқа шөгуінің есептеу коэффициентін анықтауға
арналған сұлба
18 сурет. Жоңқаның шөгуі
Материал қабатының шартты ығысу бетімен ығысуы неліктен және бұл ығысу қай уақытта басталады.
19 сурет. Кесу жылдамдығының жоңқаның шөгу коэффициентіне Кл
Құралдың алдыңғы беті кесілетін қабатқа N күшімен әсер етеді. Бұл күш үйкеліс күшін ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Машина жасау саласының қарастыратын басты мәселелерінің бірі болып, машина тетіктері үшін дайындамаларды өңдеудің жаңа технологиялық әдістерін дайындауды ары қарай дамыту болып табылады. Машина тетіктерін жасаудың мәні, әртүрлі технологиялық тәсілдерді бірізділікпен пайдалана отырып, өңделетін дайындамаға берілген пішім мен өлшемдерді көрсетілген дәлдікпен беру. Берілген пішім мен өлшемдерді көрсетілген дәлдікпен берудің бір тәсілі болып дайындаманы механикалық кесіп өңдеу болып саналады.
Механикалық кесіп өңдеумен қатар, илемділік деформациясымен жоңқаны алмай, электрлік, химиялық, сәулелік, жарықтық, магнитті стриктерлік және басқа да энергия түрлерін пайдаланып өңдеу тәсілі кеңінен қолданылады. Кейбір жағдайларда машина тетіктерін жоғары сапамен өңдеуге аралас тәсілдерді қолданады. Технологиялық өңдеудің әдістерінің жіктелуі сұлба бойынша 1 суретте берілген.
Механикалық әдістер
Аралас әдістер
Физика химиялық әдістер
Бетті илемдеп өзгертіп өңдеу
Білдектік өңдеу
Слесарлық өңдеу
Тартажону
Таза өңдеу операциясы
Сүргілеп қашау
Жонғыш
Бұрғы лап-кеулейжону
Жону
Ажарлау
ДАЙЫНДАМАНЫ ӨҢДЕУДІҢ ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ ӘДІСТЕРІ
Механикалық әдістер
Аралас әдістер
Физика химиялық әдістер
Бетті илемдеп өзгертіп өңдеу
Білдектік өңдеу
Слесарлық өңдеу
Тартажону
Таза өңдеу операциясы
Сүргілеп қашау
Жонғыш
Бұрғы лап-кеулейжону
Жону
Ажарлау
ДАЙЫНДАМАНЫ ӨҢДЕУДІҢ ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ ӘДІСТЕРІ
1 сурет. Өңдеудің технологиялық әдістерінің жіктелуі
Машина тетіктерін технологиялық өңдеу әдістерінің ішінде кесіп өңдеу, көптеген жылдарға машина тетіктері мен механизмдерін жоғары дәлдікпен дайындаудың негізгі тәсілі болып қалады. Металды кесіп өңдеу деп кесу құралымен, тетіктің қажетті геометриялық пішімі мен беттің кедір-бұдырына қол жеткізу үшін дайындама бетінен металл қабатын кесу процесін айтамыз. Кесіп өңдеу жоғары дәлдік пен өнімділікті қамтамасыз етеді.
Бірақ, кесу процесі өңделетін материалдардың физика-химиялық қасиеттеріне, кесу құралының сапасына, білдектің жағдайына, технологиялық жүйенің қаттылығына және т.с.с. байланысты аса күрделі құбылыстардан тұрады. Металды кесу процесіне илемділік және серпімділік деформациялары, күйреу, үйкеліс, жылудың шығуы және т.б. ілеседі. Кесу процесінің жоғары өнімділігі мен тиімділігін, сонымен қатар дұрыс және үнемді есептеуін, металл кескіш білдектерді, құралдар мен айлабұйымдарды құрастыру және пайдалануға қажетті, кесу процесіне ілеспе заңдылықтар мен құбылыстарды терең білу қажет.
2 сурет. Кесу жүйесіндегі геометриялық параметрлер
Пәнді зерделеу мақсаты - материалдарды кесу процесін басқарудағы машықтарға болашақ инженер-механиктерді дағдыландыру, жоңқаның пайда болу процесіне ілеспе физика-химиялық, механикалық және басқа құбылыстар жайында жалпы көріністі беру, өңдеу сапасына қойылатын талаптар мен шарттарға байланысты процестің функционалдық параметрлерінің өзгеруінің негізгі заңдылықтарымен таныстыру.
Пәнді зерделеудің мәселелері -түрлі өңдеу әдістерінің кесу режимдерін есептеуді үйрету, операцияларға кесу процесін және технологиялық процесті түгел тиімділеу, автоматтандырылған өндірістегі кесу процесі мен кесу құралының сенімділігін қамтамасыз ету.
Кесудің кинематикалық элементтері мен сипаттамалары. Кесу құралы дайындамадан өңдеуге қалдырылған әдіпті (өңделетін бетте, берілген қасиеттерге қол жеткізу мақсатымен дайындама бетінен алынатын материал қабаты) алып тастау үшін, құрал мен дайындамаға нақты бағыттар мен жылдамдықты қозғалыстар жіберіледі. Құрал мен дайындамаға жеткізілетін қозғалыстың бұрыштық және сызықтық жылдамдықтары қатынасына байланысты, түрлі өңдеу әдістері пайда болады. Дайындама немесе құралға жеткізілетін қозғалыстың бірі - кесу қозғалысы, ал екіншісі - беріс қозғалысы.
Кесу қозғалысы деп, кесілетін қабаттың жоңқаға айналу процесін жүзеге асыруға қажетті қозғалысты айтамыз. Беріліс қозғалысы - металл қабатының бөлінуін бүкіл өңделетін бетке таратуға арналған, жылдамдығы кесу қозғалысының жылдамдығынан кем кесу құралы, немесе дайындаманың түзу үдемелі, немесе айналмалы қозғалысы.
Кесу қозғалысының (бас) ерекше белгісі, беріс қозғалысының жылдамдығынан едәуір басым. Бұл қозғалыстар 3 суретте көрсетілген. Суретте көрініп тұрғандай, бұл қозғалыстардың құралға немесе дайындамаға келгеніне қатысты және олардың жылдамдықтарының қатынасына байланысты өңдеудің екі түрін аламыз (а-токарлық; б-сургілеу).
3- сурет. Кесу кезіндегі дайындамадағы қозғалыстар мен беттер
Кесудің негізгі қозғалысы (D) - кесу процесінде ең үлкен жылдамдықпен өтетін, дайындаманың немесе кесу құралының түзу сызықтық үдемелі немесе айналмалы қозғалысы. Бас қозғалыстың жылдамдығы ( ммин, мс) - кесу жиегінің қарастырылып отырған нүктесінің немесе дайындаманың кесудің бас қозғалысындағы жылдамдығы.
4 сурет. Еркін кесудегі кесілім
Беріс қозғалысының жылдамдығы (беріс жылдамдығы) - кесу жиегінің қарастырылып отырған нүктесінің беріс қозғалысындағы жылдамдығы (D). Беріс (S) - кесу жиегінің қарастырылып отырған нүктесінің немесе дайындаманың осы нүктенің траекториясымен бойлай өткен арақашықтықтың, сәйкес цикл санына немесе кесу кезіндегі басқа қозғалыстың циклының анықталған үлесіне қатынасы. Қозғалыстың циклы деп кесу құралы немесе дайындаманың толық айналымын, жүрісін немесе қосарланған жүрісін айтамыз. Цикл үлесі деп кесу құралының тістерінің бұрыштық адымына сәйкес айналым бөлігін түсінеміз. Қайтара-үдемелі қозғалыс кезіндегі бір жақты қозғалысты жүріс дейміз. Беріс белгіленуі мен өлшемі: S- ммоб.; S- ммзуб.; S- ммход.; S- мм2ход.; S - мммин. Кесудің принциптік сұлбасында кесудің негізгі қозғалысы мен беріліс қозғалысынан басқа жанама қозғалыс, нәтижелі қозғалыс және кесу жолы да көрсетіледі.
Жанама қозғалыс (D) - жылдамдығы кесудің негізгі қозғалысының жылдамдығынан кем, кесу жиегінің дайындамамен түйісетін бөлімдерін алмастыруға арналған, кесу жиегіне жанамалай бағытталған, кесу құралының түзу сызықтық үдемелі немесе айналмалы қозғалысы. Жанама қозғалыстың жылдамдығы - кесу жиегінің қарастырылып отырған нүктесінің жылдамдығы немесе дайындаманың жанама қозғалысындағы жылдамдығы.
Кесудің нәтижелі қозғалысы (D) - кесудің негізгі қозғалысы, беріліс қозғалысы және жанама қозғалыстары кіретін, кесу құралының дайындамаға қатысты қозғалыс жиынтығы. Нәтижелі қозғалыс жылдамдығы () -нәтижелі қозғалыстағы кесу жиегінің қарастырылып отырған нүктесінің жылдамдығы.
Кесу жолы (l) - кесу жиегінің қарастырылып отырған нүктесінің дайындамамен түйіскен кезде, қарастырылып отырған уақыт аралығындағы, кесудің нәтижелі қозғалысында осы нүктенің траекториясын бойлай өлшеген арақашықтық жиынтығы.
Кесу түрлері. Жұмысқа қатысушы жүздердің санына, алынған қабат кесу жиегінің бойымен қалай ағуына байланысты кесу түрлері еркін, еріксіз және ротациялық(айналу) деп бөлінеді. Кесудің бұл түрлері 5 суретте көрсетілген.
а) б) в)
2 дәріс. Құрал жүзі мен кесіп алынатын қабаттың геометриялық және конструкциялық параметрлері. Координаталық жазықтықтар мен координаталық жазықтықтар жүйесі. Кесу құралдарын жасау технологиясында қолданылатын, қайрау тәсілдерінде, бет пен құрал жүзін тексеруде, сонымен қатар құралды пайдаланғанда анықтаған геометриялық параметрлерді, тікбұрышты үшжаққа қатынасты бағыттау тиімдірек.
Құралдың геометриялық параметрлерін (бұрыштарын) анықтауда, тікбұрышты үшжақ құрайтын бірнеше координаталық жазықтықтар мен координаталық жазықтықтар жүйесін ажыратады. Қандай координаталық жазықтықтар жүйесін қолдану керектігі кесу құралын қалай - геометриялық дене ретінде немесе еңбек құралы ретінде қарастыруға байланысты анықталады (6 сур.). Бұл жерде D- негізгі кесу қозғалысы; D - беріліс қозғалысы; P- құралдық негізгі жазықтық; P- статикалық негізгі жазықтық; P- кинематикалық негізгі жазықтық; P, P, P - құралдық, статикалық, кинематикалық кесу жазықтығы; P,P, P- құралдық, статикалық, кинематикалық негізгі қиюшы жазықтықтары.
6 сурет. Координаталық жазықтықтар жүйесі
Құралды жасауда және параметрлерін тексеруде құралдық координаталар жүйесін қолданамыз.
Құралдық координаталар жүйесі - басы жүздің төбесінде, база ретінде алынған кесу құралының геометриялық элементтеріне қатысты бағытталғын тікбұрышты координаталар жүйесі.
Статикалық координаталар жүйесі - басы кесу жиегінің қарастырып отырған нүктесінде, негізгі кесу қозғалысының жылдамдығының бағытына қатысты бағытталған тікбұрышты координаталар жүйесі. Статикалық координаталар жүйесі кесу процесіндегі жүздің бұрышын жуықтап есептеу үшін және осы бұрыштардың құралды білдекке орнықтырған соң болатын өзгерістерін есепке алу үшін қолданылады.
Кинематикалық координаталар жүйесі - басы кесу жиегінің қарастырып отырған нүктесінде, кесудің нәтижелегіш қозғалысының жылдамдығының бағытына қатысты бағытталған тікбұрышты координаталар жүйесі.
Негізгі жазықтық (P) - кесу жиегінің қарастырып отырған нүктесі арқылы, осы нүктедегі негізгі немесе нәтижелегіш кесу қозғалысының жылдамдығы бағытына перпендикуляр координаталық жазықтық. Құралдық координаталар жүйесінде кесудің негізгі қозғалысының бағыты: қимасы тікбұрышты жону және сүргілеу кескіштерде конструкторлық орнықтыру базасына перпендикуляр; қашау кескіштерде - базаға параллель; ості құралдар мен жонғыштарда - құралдың айналма қозғалысы траекториясына жанама; тартажонғыш пен тісқашауыш - оське параллель алынады. Негізгі жазықтықтарды құралдық (P), статикалық (P), кинематикалық (P) деп ажыратамыз. Бұл негізгі жазықтықтар - сәйкес координаталар жүйелерінің негізгі жазықтықтары.
Кесу жазықтығы (P) - қарастырылып отырған нүктеде кесу жиегіне жанама және негізгі жазықтыққа перпендикуляр координаталық жазықтық. Әрбір координата жүйесінде сәйкес негізгі қиюшы жазықтықтыр болады, атап айтқанда P, P, P.
Негізгі қиюшы жазықтық (P) - негізгі жазықтық пен кесу жазықтығының қиылысу сызығына перпендикуляр координаталық жазықтық. Әрбір координата жүйесінде сәйкес негізгі қиюшы жазықтықтыр болады, атап айтқанда P,P, P.
Нормальды қиюшы жазықтық (P) - қарастырылып отырған нүктеде кесу жиегіне перпендикуляр жазықтық.
Жүздің элементтері. Барлық кесу құралдарының, өңдеуге қалдырылған әдіпті кесу процесін жүзеге асыру үшін, қосылатын бөліктері (жүз) болады. Кесу құралы дайындамадан металл қабатын кесіп алып тастау үшін, оның жүзі анықталған жазықтықтармен кескінделуі керек. Осы жазықтықтар мен геометриялық параметрлерді ең көп тараған құрал - токарлық өтім кескішті мысал ретінде қарастырайық, 7 сурет.
Жүздің алдыңғы беті (1) - кесу процесінде кесілетін қабат пен жоңқамен түйісетін құрал жүзінің беті. Жүздің артқы беті (3,5) - кесу процесінде дайындама бетімен түйісетін құрал жүзінің беті. Кесу жиегі (2,6) - жүздің алдыңғы және артқы беттерінің қиылысуымен жасалған құрал жүзінің жиегі. Негізгі кесу жиегі (6) - кесілетін қабаттың үлкен жағын құратын кесу жиегінің бөлігі. Көмекші кесу жиегі (2) - - кесілетін қабаттың кіші жағын құратын кесу жиегінің бөлігі. Негізгі артқы бет (5) - негізгі кесу жиегіне жабысатын құрал жүзінің артқы беті. Көмекші артқы бет (3) - көмекші кесу жиегіне жабысатын құрал жүзінің артқы беті. Жүздің төбесі (4) - негізгі және көмекші кесу жиектерінің қиылысқан жеріндегі кесу жиегінің бөлігі. Кесу жиегінің дөңгелектену радиусы (ρ) - нормальды қиюшы жазықтықпен қиылған, кесу жиегінің қисықтық радиусы.
а) кескіш элементтері б) кесілетін қабаттың бұрыштары мен параметрлері
7 сурет. Кескіш пен кесілетін қабаттың беттері мен геометриялық параметрлері
Геометриялық параметрлер (бұрыштар). Құралдың геометриялық параметрлерін барлық координаталық жазықтықтар жүйесінде қарастырады. Біз геометриялық параметрлерді координаталық жазықтықтар жүйесіне қарамай қарастырып, анықтама береміз. Алдыңғы бұрыш () - жүздің алдыңғы беті мен негізгі жазықтық арасындағы қиюшы жазықтықтағы бұрыш. Әртүрлі факторлар әсеріне қатысты алдыңғы бұрыш мәні оң, теріс және нөлге тең болады. Алдыңғы бұрыш () - жүздің артқы беті мен кесу жазықтығы арасындағы қиюшы жазықтықтағы бұрыш. Өңдеу жағдайына қарай артқы бұрыш мәні көбіне 6...12° тең болады. Үшкірлену бұрышы () - жүздің артқы және алдыңғы беттерінің арасындағы қиюшы жазықтықтағы бұрыш. Негізгі кесуші жиектің көлбеу бұрышы () - кесу жиегі мен негізгі жазықтық ортасындағы кесу жазықтығындағы бұрыш. Алдыңғы бұрыш () сияқты, кесу жиегінің көлбеу бұрышының мәні оң, теріс және нольге тең болады және жоңқаның түсу бағытын анықтайды. Пландағы бұрыш () - кесу және жұмыс жазықтықтары арасындағы негізгі жазықтықтағы бұрыш. Пландағы негізгі бұрыш () және пландағы көмекші бұрыш () болып бөлінеді. Бұл бұрыштар, кесуші жиектердің негізгі және жұмыс жазықтықтарындағы проекциялары арасындағы бұрыштар ретінде қарастырылады. Кескіш төбесіндегі бұрыш () - негізгі және көмекші кесу жиектерінің проекциялары арасындағы негізгі жазықтықтағы бұрыш.
а) түзу б) теңбүйірлі в) кері
8 сурет. Кесілетін қабат пішімдері
Кесілетін қабат параметрлері. Өңдеу кезінде құралдың кесуші жүзі дайындама бетінен нақты бір пішім мен өлшемдегі материал қабатын алып тастайды. 7 суретте токарлық өтім кескішімен өңдеудің қарапайым жағдайы кескінделген. Мұндай өңдеуде алынатын қабат, кесудің негізгі қозғалысы жылдамдығының векторына перпендикуляр жазықтықпен қақ жарылады. Дайындаманың бір айналымында кескіш I орыннан II орынға беріліс S шамасына жылжиды. Алынатын қабатты қию нәтижесінде биіктігі a және қалыңдығы b параллелограмм аламыз, осы өлшемдер алынатын қабат параметрлері болып келеді: a - алынатын қабаттың қалыңдығы, ал b - оның ені. Алынатын қабаттың қалыңдығы деп, дайындаманың бір айналымында кесу бетінің шектес қалпы арасындағы нормаль бойынша өлшенген қабат өлшемін айтамыз. Алынатын қабаттың ені деп, қабат қалыңдығына нормаль бағытында өлшенген қабат өлшемін айтамыз. a ені мен b қалыңдығын алынатын қабаттың физикалық өлшемдері деп айтамыз.
Алынатын қабаттың физикалық өлшемдері мен кесу режимдерінің элементтері (t, S) арасында геометриялық байланыс бар. Алынатын қабаттың ауданы f=a·b= S·t түрінде анықталады. Алынатын қабаттың және кесу режимдері элементтерінің арасындағы байланыс пландағы негізгі бұрыш арқылы анықталады (5 сурет).
T = b · sin және S = S · t = a · b
3 дәріс. Кесу кинематикасы. Негізгі ережелер. Кинематика (kinematos -қозғалыс) - дене қозғалысын геометриялық жағынан ғана қарастыратын, механика тарауы. Қозғалысты шақыратын физикалық күштер мен себептерге тәуелсіз қозғалыстың суреттемесін береді.
Білдектер кинематикасы мен кесу кинематикасы, бір-бірімен байланыста болса да, теория жағынан да, қолданбалы тәжірибе жағынан да түбегейлі ұқсамайды. Білдектің кинематикалық сұлбасы, қозғалыс көзінен немесе білдектің басқадай бір органынан, әр түрлі органдарына қозғалысты беруге қатысатын, оның бөлек элементтері мен механизмдерінің өзара байланысының шартты кескінін көрсетеді. Білдек кинематикасында, білдек механизмдерінің өзара жұмыстарының кинематикалық құрылымдарының ғылыми негізі мен жұмыстары қарастырылады. Білдек механизмдерін икемдеу арқасында кесу құралы мен өңделетін дайындамаға Бас кесу қозғалысы мен беріліс қозғалысының, кесу жылдамдығы мен беріліс жылдамдығының, қажетті сандық қатынасы пен үйлесімділігін жеткізу. Білдек кинематикасы жұмыс және бос цикл кезінде құрал мен дайындамаға білдек механизмдерінің беретін қозғалысын қарастырады.
Білдек механизмдерімен құрал мен дайындамаға жеткізілетін қозғалыстарды, көбіне X,Y,Z осьтері бар, тік бұрышты координаттар жүйесінде қараймыз. Білдектер кинематикасы механизмдердің әр түрлі қозғалыстар үйлесімін қамтамасыз етеді.:
* Жұмыс және бос қозғалысы;
* Беріліс механизмінің өшіп тұрған кезіндегі кесу жылдамдығының қозғалысы;
* Жылдамдық механизмінің жай тұрған кезіндегі беріліс қозғалысы;
* Жылдамдық пен берілістің бір уақытта қозғалуы;
Осы аталған кинематикалық мүмкіндіктердің барлығы металкесуші білдектерді тиімді және әмбебап пайдалануға қажет.
Кесу кинематикасында кесудің принципті кинематикалық сұлбаларының жіктелуі, талдау мен жинақтаудың ғылыми негізі ретінде қаралады:
* Машина тетіктерінің пішімделуінің технологиялық тәсілдері,
* Металл кесу процесінде құрал жүзінің геометриялық параметрлерінің ауысуы(түрленуі, айналуы, өзгеруі).
Кесу кинематикасы құрал жүзі дайындамамен түйіскен кезінен бастап жұмыс циклы аяқталған кезге дейін, кесу процесіндегі қозғалысты қарастырады. Кесу кезінде білдек механизмі бекітілген құрал мен дайындамаға түзусызықтық және айналмалы қозғалыс хабарлайды.
Білдектер кинематикасындағыдай, кесу кинематикасында дайындама мен құрал жүзінің қатынасты жылжуын, X,Y,Z осьтері бар, тік бұрышты координаттар жүйесінде қарастырамыз.
Нәтижелі кесу қозғалысы, бір уақытта іске келтірілетін бірнеше қозғалыстың жалғасы болып келеді: кесудің бас қозғалысы D,жылдамдығы ; көмекші қозғалыс D беріліс жылдамдығы (S) және пішімқұраушы қозғалыс (қосымша қозғалыс). Кесудің принципті кинематикалық сұлбалары көбіне екі қозғалыстың, негізгі және беріліс қозғалысының, үйлесімділігін қарастырады. Үш немесе оданда көп бір уақытта орындалатын қозғалыста, күрделі үйлесімділікте,, қосымша қозғалыс пішімқұрау түрін анықтайды, мысалы, тіс тәжін, домалату әдісімен жасау. Бір уақытта қимылдайтын бас, көмекші және қосымша қозғалыстар, бірігіп келгенде негізгі кесу жиегі нүктесінің, нәтижелі кесу қозғалысының дайындамаға қатысты жазықтықтық немесе кеңістіктік траекториясын анықтайды. Негізгі кесуші жиектің әр нүктесінің, нәтижелі қозғалысының өз траекториясы бар.
Кесу процесіне қатысқан, негізгі кесу жиегінің барлық нүктелерінің нәтижелі қозғалысы траекторияларының жиынтығымен дайындама бетінде кесу беті R пайда болады. Кесу жылдамдығының , беріліс жылдамдығы мен қосымша пішімқұраушы қозғалысының векторлық қосындысы, нәтижелі кесу қозғалысы жылдамдығының векторын көрсетеді:
= + +
Бұл жылдамдық әрқашан нәтижелі кесу қозғалысы траекториясына жанама сызығының бойымен бағытталған. Траектория беті деп, кесу жиегінің бір нүктесінің нәтижелі қозғалысының траекториясы жатқан бетті айтамыз.
Принципті кинематикалық кесу сұлбалары. Кесу кинематикасы, жұмыс циклы кезінде білдек механизмдері дайындама мен құрал жүзіне хабарлайтын бастапқы қозғалыстардың үйлесімділігін жіктейді. Бір уақытта жасалынатын қозғалыс сандары, сипаты мен бағыты жіктеу негізі болып келеді. Бастапқы қозғалыстардың үйлесімділігі принципті кинематикалық кесу сұлбаларының жүйесімен белгіленген. Нақты бір принципті кинематикалық кесу сұлбасының үйлесімді қозғалыстарының сандық қатынасы құралдың түрін, оның жұмыс жасау принципін және технологиялық тағайындалуын анықтайды.
Әр принципті сұлба шегінде, кесу кинематикасы үйлесімді қозғалыстардың жинақталған әрекеті нәтижесі ретінде қарастырады:
а) нәтижелі кесу қозғалысы жылдамдығының векторы - білдек механизмдері атқаратын, кесу, беріліс және пішімқұраушы қозғалыстарының жылдамдықтарының векторлық қосындысы;
б) нәтижелі кесу қозғалысы траекториясы мен осы траектория жатқан бет;
в) жаңа беттердің пішім құрауы - құрал жүзінің барлық нүктесінің нәтижелі кесу қозғалысы траекторияларының жиынтығы.
Кесу кинематикасы сонымен қатар құрал жүзінің кинематикалық, геометриялық параметрлерін де қарастырады. Бұл параметрлер нақты жағдайларды ескереді:
кесу беті мен құрал жүзінің артқы бетінің өзара қатынасты ауысуы;
алдыңғы бетпен жоңқа түсуінің бағыты,
кесу процесінде құрал жүзінің барлық геометриялық параметрлерінің сандық мәндерінің өзгеруі.
Жіктеу реестірінде бірнеше жүз принципті кинематикалық кесу сұлбалары бар. Осының ішінен бірнеше қарапайым сұлбалардың, кесу процесіне қатысқанын қарастырайық:
1. бір түзу сызықты негізгі қозғалыс D(сүргілеу);
2. екі түзу сызықты қозғалыс - негізгі қозғалыс D және беріліс қозғалысы D (көлбеу жазықтықты сүргілеу)
3. бір айналмалы негізгі қозғалыс D және бір түзу сызықты беріліс қозғалысы D;
4. екі айналмалы және бір түзу сызықты беріліс қозғалысы.
Принципті кинематикалық кесу сұлбалары 6 сур. көрсетілген, а- Х осі бойымен бағытталған, бір түзу сызықты қозғалыс; б- X және Z остері бойымен бағытталған, екі түзу сызықты қозғалыс; в - екі қозғалыс: Х осі бойымен бір түзу сызықты, екіншісі Х осін айналатын екі айналмалы қозғалыс; г) үш қозғалыс: Х осін айналатын екі айналмалы қозғалыс және Y осі бойымен бір түзу сызықты қозғалыс.
y
x
Dr
0
a)
y
x
Dr
0
a)
z
x
x
y
Dr
0.
0
Dr
z
Ds
a)
z
x
x
y
Dr
0.
0
Dr
z
Ds
a)
z
y
x
Ds
Dr
z
y
x
Ds
Dr
Dsk
Dr
z
x
y
0
Ds
Dsk
Dr
z
x
y
0
Ds
9 сурет. Принципті кинематикалық сұлбалар
Бір түзу сызықты қозғалысты принципті кинематикалық сұлба бойынша кесу. Кесу процесі кезінде бір түзу сызықты қозғалысты қарастыратын, принципті кинематикалық сұлба негізінде, сүргілеу жүреді. Түзу сызықты қозғалыс D сандық жағынан кесу жылдамдығымен V көрсетіледі. Білдектің беріліс механизмі құралдың әдіпті кесу жұмыстары кезінде істемей тұрады. Беріліс қозғалысы шектес екіленген жүріс аралықтарында істейді. Әрбір екіленген жүріс 1 нүктеден 1' нүктесіне жұмыс бойынша ауысуы және 1' нүктесінен 1 нүктесіне қайта ауысуынан (10 сур.) тұрады. Жұмыс жүрісінің 1-1' түзуі сүргілеуіш кескіштің негізгі кесу жиегінің 1 нүктесінің нәтижелі кесу қозғалысының траекториясы болып келеді. Нәтижелі кесу қозғалысының жылдамдығы кескіштің қозғалыс жылдамдығына V тең болады. Біз қарастырып отырған мысалда траектория жазықтығы болып, түзу сызықты 1-1' траекториясынан өтетін, жылдамдық V векторы жатқан жазықтық саналады.
10 сурет. Сүргілеуші кескіштің көп қайталанатын қайтару-үдемелі қозғалыспен өңдеу сұлбасы
Кескіштің жылдамдық векторы V=V бағытында дайындама металының қалыңдығы а және ені в болатын кесілетін қабатының кедергі күшін ол түзу сызықты траектория бойымен қозғалысында, ал үйкеліс күшін артқы беттермен жеңіп шығады.
Екі түзу сызықты қозғалысты принципті кинематикалық сұлба бойынша кесу. 11 суретте көрсетілген, бір уақытта әрекеттенетін екі түзу сызықты принципті кинематикалық кесу сұлбасы мысалында қарастырамыз. Оның бірі X осі бойымен бағытталған және негізгі кесу қозғалысы D, ал екіншісі беріліс қозғалысы D және Z осі бойымен бағытталған. Бастапқы орнынан кескіш бірқалыпты V жылдамдығымен жоғарыдан төмен қарай ауысады. Нәтижелеуші қозғалыстың жылдамдық векторы V = V + V, горизонтальға бұрышымен көлбеген, нәтижелеуші кесу қозғалысының түзу сызықты траекториясында жатады. Үйкеліс күшін азайту үшін, кескіштің артқы бетін бұрышымен қайрайды (11 сур.). - кесу процесінде дайындамадағы кесу беттері мен құралдың артқы бетіндегі қатынасты орналасуды анықтайтын, кинематикалық бұрыш. Кинематикалық артқы бұрыш әрқашанда артқы бұрыштан кем: =, бұл жерде - кесу жылдамдығының бұрышы (негізгі кесу қозғалысы мен нәтижелі кесу қозғалысының жылдамдықтарының бағыты арасындағы жұмыс жазықтығындағы бұрыш).
11 сурет. Бірдей әрекет етуші екі түзу сызықты қозғалысты қарастыратын, көлбеу жазықтықты өңдеу сұлбасы
Екі қозғалысты, түзу сызықтыжәне айналмалы қозғалысты принципті кинематикалық сұлба бойынша кесу. Бірдей әрекеттенетін екі қозғалысты, YOZ жазықтығындағы X осінің айналасындағы айналу және X осінің бойымен түзу сызықты қозғалысты (9 сур.), қарастыратын принципті кинематикалық кесу сұлбасына кесіп өңдеудің көп тараған түрлері негізделген - жону, бұрғылау, үңгілеу және ұңғылау. Бұл жағдайларда айналу қозғалысы негізгі қозғалыс болып келеді, сан жағынан кесу жылдамдығымен өрнектеледі. Егерде жылдамдықты метрминутпн алсақ, онда
V=,
бұл жерде D - негізгі кесу жиегінің қарастырылып отырған нүктесі жатқан шеңбер диаметрі, мм; n- айналу жиілігі, обмм. Түзу сызықты қозғалыс берілістің көмекші қозғалысы болып келеді және саны жағынан беріліспен өрнектеледі S, обмин.
Бірдей әрекеттенетін негізгі және көмекші қозғалыстың нәтижелі траекториясы кесудің нәтижелі қозғалысының бұрамалы траекториясы болып келеді. Оның көтерілу бұрышы кесу жылдамдығы мен беріліспен келесі тәуелділікпен байланыста:
tg (1)
Құралдардың негізгі кесу жиегі нүктелерінің, нәтижелі кесу қозғалысының бұрама траекторияларының беттері болып диаметрі D болатын цилиндрлік беттер (12 сур.). Нәтижелі кесу қозғалысы жылдамдығының векторы V, бұрама бетке жанама болып келетін жұмыс жазықтығында P жатыр. Негізгі кесу жиегінің әр түрлі нүктелері дайындаманың айналу осінен әр түрлі қашықтықта жатқандықтан, (1) теңдеуге сай негізгі кесу жиегі нүктелерінде Vвекторы әр түрлі мән мен көтерілу бұрышына ие.
12 сурет. Цилиндрлік беттерді бұрама траектория бойынша өңдеу сұлбасы
4 дәріс. Жоңқалану процесі мен жоңқа түрлері. Жоңқалану процесі мен деформация зоналарын зерделеудің эксперименттік әдістері. Жоңқалану процесін, өлшемдерін және деформация зонасының пішімін зерделеу кезінде әр түрлі эксперименттік әдістерді қолданамыз.
Көзбен шолып бақылау әдісі. Еркін кесуге түсетін үлгінің бүйір бетін жылтыратады және бетіне үлкен тор салынады. Аз жылдамдықпен кесу кезінде, үлгінің жылтыратылған бетіндегі тордың бұрмалануынан, көмескіленуінен және шытынуынандеформация зонасының өлшемі мен пішімі туралы жорамалдауға және кесіп алатын қабаттың біртіндеп жоңқаға айналғаны туралы сырттай түсінік құруға болады. Бұл әдіс өте кішкентай 0,2...0,6 ммин аспайтын жылдамдықпен кесу кезінде қолдануға жарамды және жоңқалану процесіне сапалық түсініктеме береді.
Жылдамдықты кино түсіру әдісі. Егер үлгінің бүйір бетін және кесілген жоңқаны, жиілігі секундына 10000 кадр түсіретін жоғарыжиілікті кинокамерамен суретке түсірсе, қарстырылып отырған әдістің мүмкіндігі кеңейеді. Жоғары түсіру жылдамдығы, тәжірибеде қолданылатын кесу жылдамдықтарындағы жоңқалану процесінің ерекшеліктерін айқындайды.
Бөлгіш тор әдісі. Үлгінің бүйір бетіне квадрат тор немесе а х а = 0,05 х 0,15 мм өлшемді дәл шеңберлер жүйесін түсіреміз. Бөлгіш тор әр түрлі тәсілмен түсіріледі. Ең қарапайым және дәл тәсіл ПТМ -3 аспабында немесе әмбебап микроскопта алмасты индикатормен тырнау. Жоңқаның түбіндегі бөлгіш тордың өзгерген қуыстарының өлшемін құралды микроскоппен өлшейміз. Илемділіктің математикалық теориясын қолданып, бөлгіш тордың өзгерген өлшемдері бойынша, жоңқалану процесін сандық сипаттайтын параметрлерін, деформация зонасының пішімі мен өлшемін, деформация зонасының әр түрлі нүктелеріндегі деформация қарқындылығын анықтауға болады.
23 сурет. Деформацияланудан кейінгі үш негізгі түр
Металлографикалық әдіс. Кесуді лезде тоқтату айлабұйымымен алынған жоңқа түбірін кесіп алып, оның бүйір беттерін мұқият жалтыратып, сонан соң сәйкес реактивпен (ерітіндімен) химсыдырулайды. Алынған жоңқа түбірінің микрошлифін 25...200 рет үлкейтіп көрсететін микроскоппен қарап, микрофотосын жасайды. Жоңқа құрылымының және деформация зонасының өзгеруі, деформацияға түспеген материалдың құрылымымен салыстырғанда, деформация текстурасының бағыты деформация зонасының шекарасын белгілеуге және онда болып жатқан деформациялық процестер жайында жорамалдауға мүмкіндік береді.
14 сурет. Жоңқа элементіндегі бөлгіш тордың өзгеруі
Механикалық және рентгенографикалық әдістері. Бұл әдістер өңделген беттің астында жатқан, беткі қабаттың жағдайын зерделеуге қолданылады. Давиденко Н.Н. жасаған механикалық әдіс, кристалдық түйіршік размерінен үлкен дене жағында теңесетін, бірінші тұрғыдағы кернеуді анықтау үшін қолданылады. Рентгенографикалық әдіс көмегімен, кристал түйіршігінің ішіндегі екінші тұрғыдағы кернеуді, илемділік деформациясы салдарынан болған түйіршіктің майдалану дәрежесі мен текстура құрылуын зерделейді. Қалдық кернеу шамасы туралы рентгенограмманың интерференциялық сақиналарының жуылуы мен жылжуы бойынша, түйіршіктердің майдалану дәрежесі туралы - интерференциялық сақиналарды құрайтын нүктелердің үлкейуі бойынша, ал деформация текстурасының сипаты туралы -интерференциялық сақиналардың қалыңдауы бойынша жорамалдайды.
Кесу кезіндегі жоңқалану. Кесу кезіндегі алынатын қабаттың жоңқаға айналуы материалдың илемділік деформациясы процесінің бір түріне жатады. Илемділік деформациясының негізгі белгісі болып дененің сырт күштері әрекеттерінен тұтастығы бұзылмай, пішімінің қайтымсыз болып өзгеруі саналады. Дене көлемінің өзгерген жағдайын үш негізгі түрге бөледі: керілу, қысу және ығысу. Алынатын қабаттың жоңқаға айналу процесіне ығысу деформациясы жақын. Ығысу деформациясы - негізгі үш өстің біреуінің бойында деформация жоқ, екінші өстің бойында қысқару, үшінші өстің бойында соған тең ұзару деформациясы. Ығысу деформациясы таза ығысу және қарапайым ығысу болып бөлінеді. Таза ығысу кезінде бір өс бойымен бірқалыпты қысқару және оған перпендикуляр басқа өс бойымен бірқалыпты ұзару болады. АВСД квадраты дене көлемі өзгеріссіз, бірқалыпты күйінде конгруэнтті А, В, С, Д ромбқа айналады. Қарапайым ығысуда деформация дененің барлық нүктелерінің бір өске, денедегі нүктенің осы өспен арақашықтығына пропорционалды қашықтықта параллель бағытпен, екінші өс бағытында ығысуда. Қарапайым ығысу нәтижесінде АВСД квадраты, табаны мен биіктігі бастапқы квадраттың өлшеміндей тең шамалы параллелограммға айналады (15сур.).
а) б) в)
15 сурет. Ығысу деформациясы, таза және қарапайым ығысу (а-ығысу деформациясы, б-таза ығысу, в-қарапайым ығысу)
Жоңқа дегеніміз, дайындамадан кесу құралымен кесіліп тасталатын металл. Жоңқалану процесі, серпімділік, илемділік деформациялары мен материалдың қирауы пайда болатын күрделі физикалық процестердің бірі болып келеді. Процесс үлкен үйкеліспен, жылудың шығуымен, шорланумен, шиыршықталу және жоңқаның шөгуімен, деформациядан соң металдың беріктелуімен және кескіш құралдың тозуымен қосталады. Металл кесу туралы ғылымның негізгі мәселелері - кесу процесінің физикалық болмысын және оларға еретін құбылыстардың себептері мен заңдылықтарын анықтау. Бұл мәселелердің дұрыс шешілуі, кесу процесін оңтайлы басқаруды, оны өнімді және тиімді етуге, өңделген беттердің сапасын жоғарылатуға мүмкіндік береді. Ең үлкен ығысу кернеулер бағытымен, сырғанау жазықтығы бетімен бір қабаттың екінші қабатқа қатысты ығысуы илемділік өзгеру болады. Ығысу бөлек кристалл түйіршіктері бөлшектері мен түйіршіктердің арасында болады. Ығысу нәтижесінде түйіршік формасы, олардың размерлері және өзара орналасуы өзгереді. Илемділік өзгеру процесі үлкен жылу бөлінуі мен металл қасиеттерінің өзгеруімен сипатталады.
Жоңқалану процесі кесілетін қабаттың серпімді-илемділік өзгеру (қысу) процесі болып көрінеді. Металды кесу процесін келесі сұлбамен көрсетуге болады (16 сур.).
Құралдың кескіш сынасы ені а болатын түйісу алаңы арқылы, қалыңдығы в кесілетін қабатқа әсер етеді. Құралдың алдыңғы бетінің алынатын қабатқа қысым көрсетуші шоғырланған R күшті жоңқалану күші дейміз. ОК сызығымен өңделетін материалдың кесу бетінен төмен орналасқан, қысатын және созатын кернеулер аумағын шектейтін, бейтарап желісі көрсетілген. Бейтарап желісінің оң жағында созу, ал сол жағында қысу кернеу аумағы орналасқан.
16 сурет. Кесілетін қабаттың жоңқаға айналу кезіндегі бірінші және екінші деформациялардың зоналары
Құралдың алдыңғы бетінде бірінші деформация зонасы (I). Бірінші деформация зонасы ОАВСД төбесі құрал жүзінде орналасқан сына пішімдес. Оның төменгі шегі ОА ойыс және кесу бетінің жалғасын кесіп өтеді. Зонаның жоғарғы шегі ОВ дөңес және оның ұзындығы ОА сызығының ұзындығынан 2...4 есе кіші. АВ сызығы алдыңғы кесу бетін жоңқаның бос жағымен біртіндеп түйіседі. ОА сызығынан солға қарай металдың кесілетін қабатының бұзылмағын түйіршіктері, ал оңға қарай материалдың жоңқаға тиісті түйіршіктері жатыр. Құралға байланысты V жылдамдығымен жылжи отырып кесілетін қабаттың түйіршігі, F нүктесінде өзгере бастайды және өз қозғалысының траекториясымен өткенде, деформация дәрежесі өсе бастайды. Түйіршік деформациясы Q нүктесінде аяқталады да , түйіршік жоңқаның түсу жылдамдығына тең, V жылдамдығына қол жеткізеді.
Көптеген эксперименттер көрсеткендей, еркін кесу кезінде де жоңқаның ені кесілетін қабаттың енімен салыстырғанда аз ғана үлкейеді, ал еркін емес кесу кезінде жоңқа енінің үлкеюі одан да аз. Сондықтанда, жоңқалану зонасындағы өзгеру жалпақ болады және кесілетін қабаткесу процесінде ығысу деформациясына ұшырайды. Осының негізінде ОА сызығы, ығыстырушы кернеулердің , материалдың ығысуы аққыштық шегіне тең ығысу жазықтығы болып келеді: = . Барлық I зона осындай беттерден тұрады. ОВ сызығы, соңғы ығыстырушы деформация іске асатын бет болады, ығыстырушы кернеулердің , кесілетін қабаттың материал жоңқасына айналу нәтижесінде, беріктелген аққыштық шегіне тең : = .
Егерде құралдың алдыңғы беті мен жоңқаның түйіспе беті арасында үйкеліс болмаса, онда кесілетін қабат түйіршігінің өзгеруі бітер еді. Айтылған беттер арасында барлық уақытта үйкеліс бар, сондықтан жоңқаның түйіспе беттеріне жақын жердегі түйіршіктер, бірінші деформация зонасынан шыққаннан кейін де өзгеруін тоқтатпайды. Осылай II екінші деформация зонасы, ОСД сызығы мен алдыңғы бетпен шектелген зона пайда болады. Екінші деформация зонасының ОД ені, жуықтап алсақ түйісу алаңының енінің жартысына С2 тең, ал ең үлкен биіктігі Δорташа есеппен алғанда жоңқа қалыңдығының а 0,1 құрайды. Зорев Н.Н. көрсеткендей, кесілетін қабат түйіршігі, екінші деформация зонасын өткенде, қатты өзгереді: II зонадағы деформация дәрежесі , жоңқаның орта деформациясынан 20 есе, немесе оданда көп есе үлкен.
Екінші деформация зонасының размері мен материал түйіршігінің деформация дәрежесі алдыңғы беттегі үйкеліс қарқындылығымен анықталады. Алдыңғы беттегі үйкеліс азайған сайын, екінші деформация зонасы мен деформация қарқындылығы азаяды. Кесілетін қабаттың қалыңдығы азайған, алдыңғы бұрыш ұлғайған және майлайтын сұйықтардың жақсысын қолданған сайын, II зона өлшемі кішірейе береді. Бұл жағдайда жоңқа түйіршіктерінің деформация дәрежесі оның қалыңдығы бойымен бірдей.
Бірінші және екінші деформация зоналарындағы болып жатқан күрделі физикалық құбылыстар, олардың сандық суреттемелерін қарапайым математикалық әдістермен беруге жол бермейді. Сондықтан инженерлік есептеулерде жоңқаланудың дәл моделін, оның қарапайым моделімен ауыстырамыз. Өндіріс жағдайында қолданылатын құралдың алдыңғы бұрышында, кесілетін қабаттың қалыңдығында, кесу жылдамдықтарында бірінші деформация зонасының FQ ұзындығы кішірейеді. Кесу бетіне ° бұрышымен көлбеу жатқан, ОЕ сызығына жақындап, ОА және ОВ шекаралары жылжиды. Ығысу деформациялары, қалыңдығы ΔХ болатын өте жұқа қабатта жиналады деп ойлауға мүмкіншілік береді, ал сырғу беттерінің жинағын, ығысудың шартты жазықтығы (УПС) деп аталатын, бір ғана ОЕ жазықтығымен алмастыруға болады.
Тәжірибе жүзінде өзгермелі жағдайда жалпақ болып келгендіктен, жоңқалану процесі қарапайым ығысу заңдылықтарына бағынады. Бұл жағдайды эксперименттік тексеру дәлелдейді.
Бірақта оның үлесі, қарапайым ығысу деформациясымен салыстырғанда үлкен емес. Сондықтан да, инженерлік есептеулер кезінде қарапайым ығысудың өзгерген жағдайын алып, тек бір ғана ығысу жазықтығы бар қарапайым модельді қолдануға болады.
Артқы беттердің кесу бетімен үйкелісті жоғарылата отырып, кесу жиегінің артқы жағында құралдың артқы бетімен өңделген бет Δшамасына көтеріледі. Δшамасын серпімді орнына келуден соң деп атаймыз және Δпараметрлері өңделетін материалдың серіппелі қасиеттерімен анықталады. Материалдың серпімділігі үлкейген сайын Δшамасы жоғарылайды.
Сұлбадан көріп отырғандай, ОА сызығы өңделетін материалға кесу бетінің сызығын Δ шамасына төмен түседі. Осының салдарынан өңделген тетіктің беткі қабаты өзінің физика-математикалық көрсеткіштері бойынша негізгі материалдан өзгеше. Беткі қабатта қалып қалған кернеулер пайда бола бастайды және оның микроқаттылығы, құрылымы, фазалық және химиялық құрамдары өзгереді.
Жоңқа түрлері. Илемді және мортты материалдарды қандай болмасын жағдайда кесу кезінде, созылу кернеулерімен байланысты жоңқаның төрт түрі пайда болады: иірмелі, буын тәрізді, элементті және жарықшақ. Элементті жоңқа- бір бірімен байланыстағы емес, немесе жай байланыстағы, бірдей пішімдегі бөлек-бөлек элементтерден тұрады (сур.12).
Опырылу беті деп, пайда болған жоңқа элементін, кесілетін қабаттан бөлетін mn шекарасын айтамыз. Ол кесу процесінде кесілетін қабаттың қиратылуы болатын бет. буын тәрізді жоңқаның бөлек-бөлек бөлінуі болмайды(17,б сур.). Опырылу(ығысу) беті тек қана белгіленеді де, жоңқасы бар қалыңдығын теспейді. Жоңқа арасындағы байланыс үзілмеген бөлек буындардан 1 тұрады.
Иірмелі жоңқаның негізгі нышаны оның тегістілігі (17,в сур.) (үзілмейтіндігі). Тегіс 2 бет(түйіспелі), жоңқаның 1 еркін бетінің ұсақ-кертпелері бар. Жарықшақ жоңқа пайда болғанда ұсақ металл шаңы ілесіп отырады. Жарықшақ жоңқаның бөлек-бөлек бір бірімен байланысы жоқ, әртүрлі өлшемді және пішімді кесектерден(17,г сур.) тұрады. Жоңқаның түрі көбіне өңделетін материалдың тегі мен механикалық қасиеттеріне байланысты. Жоңқа түріне кесу құралының геометриялық параметрлерінен алдыңғы бұрышы ° мен кесу жиегінің көлбеу бұрышы ° әсер етеді.
17 сурет. Материалды өңдеу кезіндегі жоңқа түрлері
Илемді материалды өңдеуде ° және ° бұрыштарының әсерлері бірдей: олар ұлғайған сайын элементті жоңқа буындығы, сонан соң иірмеліге айналып отырады. Мортты материалды кесуде ° үлкен мәнінде жарықшақ жоңқа пайда болады, ° кеміген сайын элементтіге айналады. ұлғайған сайын біртіндеп элементті жоңқаға айналады.
Жоңқа тұрпатына беріліс пен кесу жылдамдығы да әсер етеді. Кесу тереңдігі жоңқа тұрпатына әсер етпейді. Илемді материалды өңдеуде берілістің ұлғайуы иірмелі жоңқаның элементтіге айналуына әкеледі. Морт материалды кесу кезінде берілістің ұлғайуы элементтінің жарықшақ жоңқаға айналдырады. Жоңқа тұрпатына кесу жылдамдығы күрделі әсер етеді.
Көміртекті және қоспаланған конструкциялық болатты кесу кезінде, кесу жылдамдығы өскен сайын жоңқа басында буынды, сонан соң иірмелі болады. Бірақ кейбір ыстыққа берік болат пен титан қорытпаларын өңдеуде кесу υ өсуі иірмеліні элементтікке әкеледі. Бұл құбылыстардың физикалық себептері бүгінгі күні әлі толығымен тексерілген жоқ. Морт материалды өңдеуде, кесу жылдамдығының өсуі жарықшақ жоңқаның элементті жоңқаға айналуымен кейбір элементтерінің, өлшемдерінің кішірейуі мен арасындағы байланыстың берік болуына әкеледі. Бүгінгі күні көбірек иірмелі жоңқалау процесі зерттелген. Элементті жоңқаның пайда болуы илемді және мортты материалды өңдеу процесі қажетті дәрежеде зерттелмеген.
5 дәріс. Жоңқаның шөгуі және иірмелі жоңқаның пайда болуы. Жоңқаның шөгуі. Кесілетін қабаттың жоңқаға айналуында жоңқа ұзындығы, қалыңдығы және ені бойынша өлшемдері, жоңқа пайда болатын, кесілетін кесілетін қабат өлшемдерінен өзгеше болады.
Кесілетін қабаттың ұзындығы L, қалыңдығы a, ені b болғанда, жоңқа ұзындығы L, қалыңдығы а, ені b болады, бұл жерде L L, аa, b b. Жоңқа өлшемдерінің өзгеру дәрежесі, кесілетін қабатпен салыстырғанда пішімнің өзгеруінің үш коэффициентімен сипатталады. Шөгу немесе қысқару коэффициенті K, қалыңдау коэффициенті K және кеңейту коэффициенті K; K=L L; K= аa; K= b b. Коэффициенттер жоңқа өлшемдерінің, сәйкес кесілетін қабат өлшемдерінен үлкен немесе кіші екендігін көрсетеді. Жоңқа көлемі кесілетін қабаттың көлеміне L·а· b = L· а · b тең болғандықтан L L= аa · b b немесе K= K· K.
Иірмел жоңқаның жалғыз ғана шартты ығысу жазықтығында пайда болуы. 18 суретте кесілетін қабаттың жалғыз шартты ығысу жазықтығында жоңқаға айналу сұлбасы көрсетілген. mn шартты ығысу жазықтығына жанасып жатқан қалыңдығы а қабаттағы, биіктігі ∆х, mnpq параллелограммды ажыратамыз. Кесу бетіне шартты ығысу жазықтығы көлбеу жатқан бұрышы ығысу бұрышы деп аталады. Кескіш құрал ∆L қашықтыққа mnpq параллелограммның бүйір жақ бойымен I жағдайдан II жағдайға қозғалсын. Осы қозғалыс нәтижесінде кесілетін қабаттың кесу бетінде жатқан q нүктесі, алдыңғы бетте жатқан q нүктесінде болады. Ал, алдындағы кесу бетінде жатқан p нүктесі, жоңқаның бос бетінде жатқан p нүктесінде болады. Осылайша, mnpq параллелограммы, mn табаны бойымен ∆S мәніне жылжи отырып, mnpq параллелограмына айналады. Ақиқат, mnpq параллелограммы енді кесілетін қабатқа жатпайды, құралдың ∆L қашықтыққа орын ауыстыру нәтижесінде пайда болған жоңқада жатады.
Кесілетін қабат пен жоңқа размері Жоңқа шөгуінің есептеу коэффициентін анықтауға
арналған сұлба
18 сурет. Жоңқаның шөгуі
Материал қабатының шартты ығысу бетімен ығысуы неліктен және бұл ығысу қай уақытта басталады.
19 сурет. Кесу жылдамдығының жоңқаның шөгу коэффициентіне Кл
Құралдың алдыңғы беті кесілетін қабатқа N күшімен әсер етеді. Бұл күш үйкеліс күшін ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz