Кесумен өңдеу кезіндегі жылу процестері

Жоңқаны алғанда бүкіл кесу жұмысы жылудың балама мөлшеріне айналады. Жылу түзілу кесу процесіне елеулі әсер етеді. Бір жағынан, ол кесілетін қабат материалының деформациялануын жеңілдетеді, нәтижесінде құралдың тозу қарқындылығы азаяды және өңделген беттің сапасы жоғарылайды. Екінші жағынан, кесу жиегінің жанында температураның 800…1000 ^оС дейін жоғарылауы құрал материалының құрылымының және физика-механикалық қасиеттері­нің өзгеруіне, сондай-ақ оның қаттылығы мен кесу қабілеттілігінің жоғалуына әкеледі.

Кесу аймағында үйкелуге, деформациялануға және бұзылуға жұмсалатын механикалық энергия жылу энергиясына ауысады және оның шағын бөлігі ғана деформациялану аймағында материалдың бұрмаланған торының потенциалдық энергиясы түрінде жинақтала­ды.

Эксперименттік зерттеулермен бөлінген жылудың бірқалыпсыз таралатыны анықталған. Өңдеу шарттарына байланысты бүкіл бөлін­ген жылудың 25…85 %-ы – жоңқамен, дайындамамен – 10…50 %-ы, құралмен – 2…8 %-ы бөлінеді және 1 %-ға жуығы қоршаған ортаға сейіледі.

Жылудың шамалы бөлігі кескіштің денесіне кетсе де, оның кескіш жүздерінің температурасы 800…1000 ^оС-қа жетеді. Бұл аспаптық материалдардың жылу өткізгіштігі үлкен емес болғанда, құралдың кесу бөлігінің өңделетін дайындамамен үздіксіз жалғасуы­мен байланысты. Құралдың температурасына кесу жылдамдығы, берілісі және тереңдігі аса үлкен әсер етеді. Кесу жылдамдығының артуымен температура жоғарылайды, бірақ оның шамасы неғұрлым жоғары болса, құралдың температурасы соғұрлым баяу жоғарылай­ды. Бұл жоғары жылдамдықтар болғанда жылудың елеулі мөлшерінің жоңқамен әкетілуімен байланысты, сондай-ақ, үйкелу күштерінің және илемді деформациялардың шамасы азаяды. Сондай-ақ, кесу берілісі мен тереңдігінің ұлғаюымен құралдың температурасы біршама артады, алайда кесу тереңдігінің ұлғаюымен құралдың кескіш жүзінің белсенді бөлігінің ұзындығы ұлғаятынын есепке алу қажет, бұл жылудың бөліну шарттарын жақсартады. Алдыңғы бұрыштың γ кішіреюімен кесу күші, осыдан, кесу температурасы артады. Көріністегі φ бұрышының кішіреюімен кесу жиегінің белсенді бөлігі ұзарады, оның есебінен жылу бөлінуі жақсарады.

Кесу процесінде жылу таралуының үлкен практикалық маңызы бар. Жоңқамен бірге неғұрлым көп жылу кетсе, дайындама соғұрлым аз қызады және осыдан, өлшемдердің дәлдігіне және алынатын тетік­тің пішініне және оның беттік қабатындағы құрылымдық түрленулер­ге әсер ететін жылу деформациялары аз ықтимал болады. Құралға неғұрлым аз жылу жіберілсе, оның тозу қарқындылығы соғұрлым төмен болады. Дайындама және құрал температурасының жоғары­лауымен олардың алынатын қабат қалыңдығының және ақаулы тетіктер алыну ықтималдығының өсуіне әкелетін өлшемдері ұлғаяды.

Кесу аймағындағы температурадан басқа, сондай-ақ оның темпе­ратура өрісін білу қажет. Температура өрісі – белгілі уақыт момен­тінде деформацияланған қабаттың немесе құралдың белгілі бөлігінің барлық нүктелерінде температуралардың әр түрлі мәндерінің жиын­тығы.

Кесу температурасы – құралдың жоңқамен және дайындамамен түйісу бетіндегі орташа температура. Бөлінетін жылу мөлшерінің ұлғаюымен кесу температурасы жоғарылайды, ал жылуды бұрып әкетудің жақсартылуымен кесу температурасы төмендейді. Басқа тең жағдайларда өңделетін материалдың беріктігі мен қаттылығының ұлғаюымен кесу температурасы жоғарылайды және оның жылу өткізгіштігінің ұлғаюымен немесе технологиялық майлау-салқындату орталарын (ТМСО) қолданумен кесу температурасы төмендейді.

ТМСО қолдану кесу температурасының төмендеуіне, құралдың төзімділігінің ұлғаюына, өңделген бет сапасының жақсартылуына және кесу күшінің азаюына мүмкіндік туғызады. Өңдеудің техноло­гиялық әдісіне, өңделетін материалдың және құралдың қасиеттеріне, сондай-ақ кесу режимдеріне байланысты ТМСО әр түрлерін пайдала­нады: қатты, сұйық, илемді және газ тәрізді. Қатты ТМСО-ға орга­никалық емес материалдар (тальк, слюда, графит, бура, бор нитриді, молибден, вольфрам және титан дисульфидтері, күміс сульфаты); органикалық қосылыстар (сабын, балауыз, қатты майлар; металл қабаттық жабындар (мыс, жез, қорғасын, қалайы, барий, мырыш) жатады.

ТМСО алуан түрлеріне майлау-салқындату сұйықтықтары (МСС): минералдық электролиттердің сулы ерітінділері, эмульсия­лар; фосфор, күкірт және хлор (сульфофрезолдар) қоспалары бар ми­нералдық, жануарлар және өсімдік майлары; керосин және керосин­дегі беттік-белсенді заттар ерітінділері; қатты майлаушы заттардың қоспалары бар майлар мен эмульсиялар; металдардың, тұздардың және басқа заттардың қорытпалары жатады. МСС машина жасауда аса көп қолданыс тапты.

Илемді ТМСО-ға қою май тәрізді өнімдер жатады, оларды мине­ралдық және синтетикалық майларды қоюландыру жолымен алады.

Газ тәрізді ТМСО-ға ауа, азот, көміртек диоксиді, оттек, беттік-белсенді заттардың булары, тазартылған сұйықтықтар мен көбіктер жатады.

Майлау-салқындату заттары жылуды оның түзілген жерлерінен сыртқы ортаға бөліп әкетеді, сонымен бірге кескіш құралды, дефор­мацияланатын қабатты және дайындаманың өңделген бетін салқын­датады. Орталардың майлаушы әрекеті құралдың жұмыстық бетте­рінде шор түзілуіне кедергі келтіреді, оның нәтижесінде тетік бетінің кедір-бұдырлығы азаяды. ТМСО аталған оң қасиеттері кесудің тиімді қуатының 10…15 %-ға азаюына, кескіш құрал төзімділігінің артуына, оларды майлау-салқындату заттарын қолданбай өңдеумен салыстыр­ғанда өңделген беттер дәлдігінің жоғарылауына әкеледі.

ТМСО таңдау әрбір нақты жағдайда өңдеудің технологиялық әдісіне және режиміне, өңделетін және аспаптық материалдың фи­зика-механикалық қасиеттеріне байланысты болады. Ортаны тиімді салқындатушы әрекет талап етілгенде, дайындамаларды қаралтым және жартылай таза өңдеу кезінде электролиттердің және беттік-белсенді заттардың сулы ерітінділерін, май эмульсияларын қолдана­ды. Таза өңдеу кезінде таза және белсенділендірілген минералдық майларды қолданады. Жоғары температуралар мен қысымдардың әсер етуінен бұл заттар дайындамалар бетінде үйкелуді азайтатын қосылыстар (фосфидтер, хлоридтер, сульфидтер) түзеді. Морт мате­риалдарды (шойын, қола) қатты қорытпалы құралмен ТМСО ретінде өңдеу кезінде газдарды (қысылған ауа, көмірқышқыл газы) пайдала­нады.

ТМСО кесу аймағына әр түрлі беріледі. Аса кең таралғаны эмуль­сияны сопло арқылы 0,05…0,2 МПа қысыммен құралдың алдыңғы бетіне беру болып табылады. Бұл әдіс сұйықтықтың көп жұмсалуын (10…15 л/мин) талап етеді. Жоғары арынмен салқындату аса тиімді болады, мұндай салқындату процесінде сұйықтық құралдың артқы беттері жағынан 1,5…2 МПа қысыммен жұқа ағыспен беріледі (сұйықтық шығыны шамамен 0,5 л/минутқа тең). Егер сұйықтықты кесу аймағына келтіру қиындатылса, мысалы, терең тесіктерді бұрғы­лағанда, онда құралдың ішінен салқындатылуын қолданады, ол үшін олардың ішінде салқындату сұйықтығы айналатын арналарды жасай­ды.

Дата добавления: 2015-07-26