Прогрессивные методы, такие как намотка, прессование, литье, экструзия и т д

Вид материала

Документы

Подобный материал:

• Методы окисления в химической технологии бав, 114.42kb.
• Самой развитой сферой промышленности является именно жаропрочное литье, а также другое, 369.07kb.
• Диплом мгуту, 1031.74kb.
• Литье под давлением, 151.03kb.
• Современные методы исследования бас выделение и анализ бас, 182.61kb.
• Они не такие как мы? Они не такие как мы. Они не такие как мы! Учитель, 112.56kb.
• Исследование рельефа поверхности методами зондовой микроскопии, 173.56kb.
• Аннотация дисциплины «прогрессивные методы литья», 29.9kb.
• Оптимизация технологических процессов методические указания и задания к контрольным, 349.61kb.
• Вкомплекс ветеринарии входят такие дисциплины как: анатомия, 387.37kb.

Аспирант М.Н. Шихалев

ФГБОУ ВПО Тамбовский государственный технический университет

Кафедра «Технология машиностроения, металлорежущие станки и инструменты»


К ВОПРОСУ ОБРАБАТЫВАЕМОСТИ

КомпОзитных материалов


Прогрессивные методы, такие как намотка, прессование, литье, экструзия и т. д., позво­ляют получать изделия из композитных материалов со стружечным наполнителем относительно высокой точности и ка­чества поверхности. Однако весьма существенный объем механической обработки всегда остается. Она необходима для достижения требуемой точности и качества поверхности, получения сложных конфигураций изделия

Обработка материалов резание – технологический процесс производства деталей машин, который заключается в срезании режущим инструментом с поверхности заготовки слоя материала в виде стружки для получения заданной геометрической формы, точности и шероховатости поверхности детали [1].

Рабочий процесс обработки материалов резанием заключается в дина­мическом и кинематическом взаимодей­ствии двух твердых тел — обрабатывае­мой заготовки и режущего инструмента. Поверхностный слой металла, срезаемый с обрабатываемой заготовки, подвергает­ся интенсивному пластическому деформи­рованию, в результате чего материал срезаемого слоя в частично или пол­ностью разрушенном состоянии удаля­ется с заготовки в виде срезанной струж­ки. Во время протекания процесса реза­ния непрерывно возникают новые поверх­ности на заготовке и на срезаемой стружке[1].

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

1. высокое качество и точность обработанных поверхностей;
   
2. высокая производительность труда;
   
3. экономичность. [2]
   

Выполнение этих требовании зависит от комплекса одновре­менно действующих факторов, которые можно разделить на три основные груп­пы. К первой группе относятся факторы, тем или иным способом связанные с фи­зической природой и структурным состо­янием металла обрабатываемой заго­товки. Вторая группа факторов определяется свойствами материала режущей части инструмента, его конструкцией и качест­вом исполнения. В третью группу входят факторы, отражающие эксплуатационные условия проведения процесса резания.

Механическая обработка КМ может осуществляться лезвийными инструментами, абразивными инструментами (шлифуемость) и методами физико-химической обработки и др. Наиболее распространенным является лезвийная обработка: точение (наружное и подрезка торца), сверление и развертывание, фрезерование, разрезка, шлифование и нарезание резьбы.

При изучении самого процесса резания был установлен ряд взаимосвязанных параметров и характеристик, отражающих различные физические явления, происходящие в процессе взаимодействия режущего инструмента с обрабатываемой заготовкой, и на протекание которых влияют свойства материала, подвергаемого обработке резанием. Эти параметры и характеристики объединены общим термином обрабатываемость материала резанием [1], [2].

Обрабатываемость материалов – одно из важнейших технологических свойств, характеризующее совокупность качеств материала, которая определяет способность материала поддаваться обработке режущими инструментами. С другой стороны, можно сказать, что обрабатываемость материалов резанием отражает способность материалов ограничивать производительность их обработки, вызывать затруднения в обеспечении требуемой точности и качества обработанной поверхности, требовать для своей обработки специальных приспособлений и вообще вносить всякие трудности в их обработку[3].

Анализ литературных источников, посвященных обрабатываемости, показал, что понятие обрабатываемости является сложным и не имеет строгого определения. Разные исследователи понимают под этим термином разные величины и используют различные показатели обрабатываемости. Они могут иметь как сравнительный, так и абсолютный характер [1]-[6].

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

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

Количественные оценки перечисленных показателей обрабатываемости КМ данного химического состава и структурного состояния определяются в зависимости от его твердости, предела прочности и относительного удлинения, коэффициента трения в паре с инструментальным материалом, свойства изнашивать лезвия инструмента, теплопроводности и т.д [1]

В реальных производственных условиях перечисленные свойства материалов из-за отклонений в химическом составе и неоднородности структуры не являются постоянными. Поэтому большинство оценок обрабатываемости необходимо проводить на одной технологической операции в одинаковых условиях для одинаковых режущих инструментов, изготовленных из одного и того же инструментального материала. Другими словами, показатели обрабатываемости оценивают не свойства обрабатываемого материала подвергаться обработке вообще, а способность подвергаться вполне конкретной обработке во вполне конкретных условиях. Это объясняется тем, что процесс обработки резанием является чрезвычайно сложным физико-химическим процессом, зависят от большого числа факторов, характеризующих условия обработки: вида обработки, параметров режима резания, сочетания инструментального и обрабатываемого материалов, геометрических параметров режущего инструмента, технологических условий и других факторов [3].

Обработка композитных материалов резанием является одним из важнейших технологических процессов. Для успешного решения задачи нахождения путей и методов определения и улучшения обрабатываемости резанием необходимо иметь ясное представление о физических явлениях, возникающих в зоне резания, и, прежде всего о тепловых явлениях, процессе деформирования и разрушения при стружкообразовании и формировании поверхностного слоя.

На кафедре «Технология машиностроения, металлорежущие станки и инструменты» имеется лаборатория резания с металлорежущим оборудованием, которое оснащено устройствами фото и видео съемки, тензодатчиками, компьютером для записи и обработки полученных данных в процессе эксперимента.


Список используемых источников:

1. Основы теории резания металлов В. Ф. Бобров - М.: Машиностроение, 1975, 344с.
   
2. Грановский Г. И., Грановский В. Г. Резание металлов: Учебник для вузов. М.: Высшая школа, 1985.
   
3. Аршинов В. А., Алексеев Г. А. Резание металлов и режущий инструмент. Изд. 3-е. М.: Машиностроение, 1975. 440 с.
   
4. Справочник по композиционным материалам: В 2-х кн. Кн. 1/Под ред. Дж. Любина; Пер. с англ. А. Б. Геллера, М. М. Гельмонта; Под ред. Б. Э. Геллера. —М.: Машино­строение, 1988. — 448 с: ил.
   
5. Справочник по композиционным материалам: В 2-х кн. Кн. 2/Под ред. Дж. Любина; Пер. с англ. А. Б. Геллера, М. М. Гельмонта; Под ред. Б. Э. Геллера. —М.: Машино­строение, 1988. — 584 с: ил.
   
6. Вильдеман В.Э., Соколкин Ю.Б., Ташкинов А.А. Механика неупру­гого деформирования и разрушения композиционных материалов. / Под ред. Ю.В. Соколкина. — М.: Наука. Фиэматлит, 1997. — 288 с.