काटने के दौरान भौतिक घटनाएँ। काटने के दौरान होने वाली भौतिक घटनाएँ काटने की प्रक्रिया के दौरान कौन सी घटनाएँ घटित होती हैं

जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, मिलिंग के दौरान धातुओं को काटने की प्रक्रिया, मोड़ के दौरान काटने की प्रक्रिया से मौलिक रूप से भिन्न नहीं है। आइए काटने की प्रक्रिया से जुड़ी कुछ घटनाओं पर ध्यान दें।
चिप्स के रूप में धातु की कटी हुई परत, जैसा कि ज्ञात है, प्रसंस्करण स्थितियों के आधार पर एक अलग उपस्थिति हो सकती है। प्रोफेसर के वर्गीकरण के अनुसार. I.I. समय, चिप्स निम्न प्रकार के हो सकते हैं: नाली, छिलना और फ्रैक्चर।
धातुओं को काटते समय निर्मित बिल्ड-अप. कठोर धातुओं को काटते समय, कुछ मामलों में उपकरण की सामने की सतह पर एक तथाकथित निर्मित किनारा बन जाता है। यह प्रसंस्कृत सामग्री का एक दृढ़ता से विकृत टुकड़ा है जो बड़ी कठोरता के पच्चर के रूप में कटर की सामने की सतह से जुड़ा (वेल्डेड) होता है (चित्र 243)। धातु का यह टुकड़ा लगातार चिप्स के साथ निकलता रहता है और दोबारा बनता है। यह मूलतः उपकरण का काटने वाला हिस्सा है और काटने वाले किनारे को घिसाव से बचाता है। हालाँकि, यदि उपकरण की सामने की सतह पर कोई बिल्ड-अप बन गया है, तो मशीनीकृत सतह की गुणवत्ता खराब हो जाती है। इसलिए, धातुओं को परिष्कृत करते समय, साथ ही धागे काटते समय, निर्मित किनारा एक हानिकारक घटना है। इसे खत्म करने के लिए, आपको उपकरण की सामने की सतह को सावधानीपूर्वक समायोजित करना चाहिए या काटने की गति को बदलना चाहिए (आमतौर पर इसे 30 मीटर/मिनट या अधिक तक बढ़ाना), और शीतलन स्नेहक का भी उपयोग करना चाहिए जो प्रसंस्करण स्थितियों के अनुरूप हो।

चिप सिकुड़न. धातुओं को काटते समय, चिप्स विकृत हो जाते हैं और उस क्षेत्र से छोटे हो जाते हैं जहां से उन्हें काटा गया था (चित्र 244)।
अपनी लंबाई के साथ चिप के छोटे होने की इस घटना को अनुदैर्ध्य चिप सिकुड़न कहा जाता है।
विरूपण के दौरान धातु का आयतन वस्तुतः अपरिवर्तित रहता है। इसलिए, चिप को लंबाई में छोटा करने के साथ-साथ चिप के क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र में वृद्धि भी होनी चाहिए। क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र में वृद्धि को चिप्स का अनुप्रस्थ संकोचन कहा जाता है।
चिप्स के विरूपण से कर्लिंग हो जाती है। काटने के उपकरण (ड्रिल, ब्रोच, मिलिंग कटर, आदि) के खांचे में कर्लिंग चिप्स को मुक्त रूप से रखने की अनुमति होनी चाहिए।
धातुओं को काटते समय तापीय घटनाएँ. धातुओं को काटने की प्रक्रिया के दौरान, वर्कपीस, काटने के उपकरण और चिप्स गर्म हो जाते हैं। जैसे-जैसे काटने की गति बढ़ती है, विशेषकर पतले चिप्स हटाते समय, काटने वाले क्षेत्र में तापमान 60° तक बढ़ जाता है। काटने की गति में और वृद्धि के साथ, कुछ मामलों में कोई चमकदार लाल गर्मी (900°C) तक गरम किए गए चिप्स को गिरते हुए देख सकता है।
स्टील के हिस्से की उपचारित सतह पर, सभी रंगों के धूमिल रंग ध्यान देने योग्य हो सकते हैं, जो उपकरण की पिछली सतह के संपर्क के समय भाग की सबसे पतली सतह परत के उच्च तापमान का संकेत देता है। काटने की प्रक्रिया पर खर्च की गई यांत्रिक ऊर्जा को तापीय ऊर्जा में परिवर्तित करने के परिणामस्वरूप काटने वाले क्षेत्र में तापमान में वृद्धि होती है। जी. उसाचेव ने यह भी स्थापित किया कि काटने के दौरान उत्पन्न गर्मी की कुल मात्रा का 60 से 86% चिप्स में चला जाता है, कुल गर्मी का 10 से 40% काटने के उपकरण में चला जाता है, और 3 से 10% गर्मी में चला जाता है। वर्कपीस. यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि गर्मी चिप और उपकरण दोनों में असमान रूप से वितरित होती है। एक काटने के उपकरण में, निरंतर संचालन के दौरान, संचालन के कुछ ही मिनटों के भीतर एक निरंतर थर्मल शासन स्थापित हो जाता है। व्यावहारिक रूप से, प्रसंस्करण के बाद वर्कपीस में तापमान का बराबर होना समाप्त हो जाता है। काटने के क्षेत्र में उत्पन्न गर्मी का पूरी काटने की प्रक्रिया और संबंधित घटनाओं (बिल्ट-अप बिल्ड-अप, टूल घिसाव, आदि) पर बहुत प्रभाव पड़ता है, इसलिए धातु काटने के सिद्धांत में थर्मल घटनाओं पर बहुत ध्यान दिया जाता है धातुओं को काटते समय.
मशीनी सतह का खुरदरापन. श्रम उत्पादकता में निरंतर वृद्धि के साथ-साथ उत्पादों की गुणवत्ता में सुधार की समस्या मैकेनिकल इंजीनियरिंग में सबसे महत्वपूर्ण है।
तैयार भाग की गुणवत्ता का आकलन करते समय, निम्नलिखित मुख्य संकेतकों को ध्यान में रखा जाता है: आयामी सटीकता, ज्यामितीय आकार सटीकता और सतह खुरदरापन।
मशीनी सतह का खुरदरापन निम्नलिखित कारकों पर निर्भर करता है: उपकरण के ज्यामितीय मापदंडों (तीक्ष्ण कोण) का सही विकल्प और, सबसे ऊपर, रेक कोण। कोण दर्ज करना, फ़ीड का सही चयन, काटने की गति, और उपयुक्त काटने वाले तरल पदार्थों का उपयोग।
सतह की उच्च श्रेणी की सफाई प्राप्त करने के लिए, यह भी आवश्यक है कि उपकरण की आगे और पीछे की सतहों को सावधानीपूर्वक तैयार किया जाए (हीरे के पहियों या बोरॉन कार्बाइड पेस्ट के साथ प्रसंस्करण)।
धातुओं को काटते समय कंपन. धातुओं को काटने की प्रक्रिया में कुछ शर्तों के तहत कंपन (दोलन) होता है। कई मामलों में कंपन की उपस्थिति काटने की स्थिति और श्रम उत्पादकता में वृद्धि की संभावना को सीमित करने वाला मुख्य कारण है। धातुओं को काटते समय होने वाले कंपन का उपकरण के जीवन पर हानिकारक प्रभाव पड़ता है। यहां तक ​​कि कमजोर कंपन भी उपचारित सतहों की उच्च श्रेणी की सफाई की उपलब्धि को रोक देता है। अन्य सभी चीजें समान होने पर, कच्चा लोहा संसाधित करते समय होने वाले कंपन की संभावना स्टील प्रसंस्करण की तुलना में काफी कम होती है।
कम रेक कोण और उच्च रेक कोण वाले उपकरणों का उपयोग करके और कंपन की तीव्रता को कम करने वाली उचित काटने की गति और शीतलन स्थितियों का चयन करके कंपन को समाप्त या कम किया जा सकता है। कंपन को खत्म करने या कम करने के लिए विशेष कंपन डैम्पर्स का उपयोग किया जाता है।

भौतिक घटनाएँ उत्पन्न होना

काटने के दौरान

काटने की प्रक्रिया के दौरान, वर्कपीस सामग्री का विरूपण और विनाश होता है, साथ में कई भौतिक रासायनिक घटनाएं भी होती हैं:

1) वर्कपीस के विकृत आयतन में, सामग्री की एक जटिल तनाव स्थिति उत्पन्न होती है, लोचदार और प्लास्टिक विकृतियाँ होती हैं, और भंगुर और नमनीय फ्रैक्चर होता है। उपचारित सतह पर खुरदरापन बनता है, और वर्कपीस की सतह परत में बनावट, संरचना और सभी थर्मोफिजिकल और इलेक्ट्रिकल गुणों में परिवर्तन होता है;

2) कटिंग जोन में अमानवीय तापमान होता है

मैदान। गर्मी प्रवाह का एक जटिल वितरण पैटर्न होता है और उपकरण, चिप्स और भाग की सतह परत के बीच गर्मी हस्तांतरण के लिए विशेष स्थितियां बनाई जाती हैं;

3) उपकरण और वर्कपीस सामग्री के बीच संपर्क क्षेत्र में घर्षण उच्च दबाव और तापमान पर होता है। कभी-कभी गैर-ऑक्सीकृत सतहों का एक विशेष प्रकार का घर्षण होता है - शुद्ध घर्षण;

4) कुछ काटने की स्थितियों के तहत, एक स्तरित धातु संरचना जिसे बिल्ट-अप एज कहा जाता है, पच्चर की सामने की सतह पर दिखाई देती है। बिल्ड-अप वेज की ज्यामिति को बदल देता है और प्रसंस्करण स्थितियों को प्रभावित करता है;

5) पच्चर के विभिन्न प्रकार के विनाश (घिसाव) होते हैं, जो घर्षण, खरोंच, आसंजन, प्रसार और अन्य घटनाओं के प्रभाव में उत्पन्न होते हैं;

6) शीतलक का उपयोग भौतिक-रासायनिक घटनाओं के साथ होता है जो तब घटित होता है जब चिकनाई और ठंडा करने वाले पदार्थ उपकरण और वर्कपीस की गर्म सतहों के संपर्क में आते हैं;

7) मशीन-फिक्स्चर-टूल-वर्कपीस (एड्स) प्रणाली में, मजबूर दोलन और स्व-दोलन हो सकते हैं, जिससे काटने की प्रक्रिया खराब हो सकती है।

चिप निर्माण

जब किसी उपकरण के काटने वाले ब्लेड के चारों ओर बहते हैं, तो विकृत सामग्री का एक हिस्सा इसकी सामने की सतह के साथ चलता है, चिप्स में बदल जाता है, और दूसरा हिस्सा, कट लाइन के नीचे स्थित होता है, इसकी पिछली सतह के साथ चलता है और भाग की सतह परत बनाता है।

चिप का निर्माण और किसी भाग की सतह परत का निर्माण, काटने के दौरान सामग्री के विरूपण और विनाश की एक ही प्रक्रिया है।

चिप्स के प्रकार

वर्कपीस को काटने की स्थितियों के आधार पर, विभिन्न प्रकार के चिप्स बनते हैं। सामग्री काटने की शर्तों को इस प्रकार समझा जाना चाहिए: काटने का तरीका, काटने का पैटर्न, काटने के उपकरण की ज्यामिति, उपकरण और वर्कपीस सामग्री के गुण, और स्नेहक-शीतलन तकनीकी एजेंट (एलसीटीएस)।

छीलन का पहला वर्गीकरण 1870 में रूसी वैज्ञानिक आई.ए. द्वारा दिया गया था। थिएम ने अपने मोनोग्राफ में "काटने के लिए सामग्री और लकड़ी का प्रतिरोध।" काटने के दौरान उत्पन्न होने वाले सभी चिप्स को चार प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है: निरंतर, मौलिक जोड़, मौलिक छिलना और फ्रैक्चर।

छीलन निकालें.नाली के चिप्स में एक सतत टेप का रूप होता है, जिसके शीर्ष और किनारों पर छोटे नुकीले उभारों के रूप में प्लास्टिक विरूपण के निशान स्पष्ट रूप से दिखाई देते हैं (चित्र 14)। जब इस प्रकार की चिप बनती है, तो वर्कपीस की मशीनी सतह चिकनी और चमकदार दिखती है। कठोर और प्लास्टिक सामग्री को तेज़ गति से काटने पर ड्रेन चिप्स बनते हैं , मध्यम और छोटा बड़े सकारात्मक रेक कोणों पर फ़ीड करता है औजार।

छीलन मौलिक रूप से जुड़ी हुई है।मौलिक संयुक्त छीलन में अलग-अलग, स्पष्ट रूप से परिभाषित तत्वों की उपस्थिति होती है, जो एक दूसरे से मजबूती से जुड़े होते हैं (चित्र 15)। जब ऐसे चिप्स बनते हैं, तो वर्कपीस की मशीनी सतह में थोड़ी मात्रा में आँसू होते हैं। बड़े पैमाने पर प्लास्टिक सामग्री को संसाधित करते समय मौलिक संयुक्त चिप्स बनते हैं और औसत काटने की गति, औसत फ़ीड और उच्च के साथ और औसत सामने के कोने.

मौलिक चिपिंग चिप्स.चिप्स अलग-अलग, अपेक्षाकृत नियमित आकार के, असंबद्ध तत्वों की तरह दिखते हैं

एक दूसरे के साथ (चित्र 16)। आकार देने के बाद, वर्कपीस की संसाधित सतह आंसुओं से खुरदरी हो जाती है। इस प्रकार की चिप तब बनती है जब मध्यम लचीलेपन की सामग्री को मध्यम और निम्न स्तर पर संसाधित किया जाता है काटने की गति, मध्यम और उच्च फ़ीड और छोटे रेक कोण .

टिकट नंबर 6

धातु काटना एक जटिल प्रक्रिया है, जिसमें कई आंतरिक और बाहरी घटनाएं शामिल होती हैं। इस मामले में, कटी हुई परत के विरूपण के तीन चरण होते हैं: लोचदार, प्लास्टिक और फ्रैक्चर।

विरूपण की प्रकृति और परिमाण संसाधित की जा रही सामग्री के भौतिक-रासायनिक गुणों, काटने की स्थिति, उपकरण ज्यामिति और उपयोग किए गए काटने वाले तरल पदार्थों पर निर्भर करती है। धातु सामग्री, एक दानेदार संरचना के साथ पॉलीक्रिस्टलाइन निकाय होने के कारण, विभिन्न क्रिस्टल जाली वाले होते हैं, एक उपकरण की कार्रवाई के तहत प्लास्टिक रूप से अलग-अलग रूप से विकृत होते हैं; कटी हुई परत (चिप्स) और उपचारित सतह के नीचे परिवर्तन अलग-अलग तरीके से होते हैं, धातुओं और उनके मिश्र धातुओं को काटते समय, व्यक्तिगत क्रिस्टल विकृत हो जाते हैं और फिर क्रिस्टलोग्राफिक विमानों के साथ नष्ट हो जाते हैं

धातु काटने की प्रक्रिया को निम्नलिखित चित्र द्वारा दर्शाया जा सकता है।

प्रारंभिक क्षण में, जब एक गतिशील कटर को बल पी (छवि 7) की कार्रवाई के तहत धातु में दबाया जाता है, तो कटी हुई परत में लोचदार विरूपण होता है, विकृत बल में वृद्धि से अनाज में इंट्राक्रिस्टलाइन विरूपण हो जाएगा वे विमान जिनमें कम अनुकूल स्थिति होती है।

भार में और वृद्धि से अनाज नष्ट हो जाएगा, साथ ही एक दूसरे के सापेक्ष उनकी गति और घूर्णन भी हो जाएगा। शरीर की संरचना और भौतिक और यांत्रिक गुणों में परिवर्तन होता है - बनावट का निर्माण, आंतरिक तनाव की घटना, कठोरता में वृद्धि, प्लास्टिसिटी में कमी और तापीय चालकता में कमी।

कटर टिप के प्रक्षेपवक्र के साथ मेल खाने वाले विमान में, स्पर्शरेखा और सामान्य तनाव उत्पन्न होते हैं।

बिंदु A पर τmax, दूरी के साथ घटता है।

σ y शुरुआत में तन्यता (+σ) के रूप में कार्य करता है, जो कुछ शर्तों के तहत धातु के "विभाजन" का कारण बन सकता है - बाहरी बल की दिशा में एक उन्नत दरार।

बिंदु A से, फिर घटें, 0 से गुजरें, और संपीड़ित तनाव (-σ) में बदल जाएँ।

प्लास्टिक विरूपण में वृद्धि से कतरनी विरूपण होता है। कटी हुई परत की विकृतियों के साथ होने वाली विभिन्न भौतिक घटनाएं निम्नलिखित संबंध में हैं:

परिणामी चिप्स की प्रकृति, उनका सिकुड़न, कर्लिंग, सख्त होना।

उपकरण पर अभिनय करने वाली गर्मी की रिहाई, संसाधित होने वाली सतह पर कटी हुई परत और उत्पाद सामग्री की आसन्न शीर्ष परत।

बिल्ड-अप गठन.

सतह परत का सख्त होना, अवशिष्ट तनाव की घटना, आराम की घटना (नरम और पुन: क्रिस्टलीकरण)।

उपकरण की रेक सतह पर चिप्स का घर्षण और काटने वाली सतह पर उपकरण की फ्लैंक सतह का घर्षण।

कंपन की घटना.

सबसे बड़ी प्लास्टिक विकृतियाँ चिप निर्माण क्षेत्र एबीसी (चित्रा 7) में होती हैं। विरूपण क्षेत्र रेखा एबी द्वारा सीमित होता है, जिसके साथ पहला कतरनी विरूपण होता है, और रेखा एसी, जिसके साथ अंतिम कतरनी विरूपण होता है।

उस समय जब प्लास्टिक की विकृतियाँ अपने उच्चतम परिमाण तक पहुँच जाती हैं, और तनाव धातु के दानों के आंतरिक आसंजन की ताकतों से अधिक हो जाता है, दाने एक दूसरे के सापेक्ष विस्थापित हो जाते हैं और प्राथमिक आयतन टूट जाता है/चित्र 8 तब विरूपण प्रक्रिया दोहराई जाती है और चिप्स बनते हैं बनाया।

उच्च काटने की गति पर, यह माना जाता है कि बदलाव एबी और एसी के साथ नहीं होते हैं, बल्कि 00 - कतरनी विमान के साथ होते हैं।

रूसी के.ए. टाइम, के.ए. ज़्वोरकिन द्वारा स्थापित।

θ-शिफ्ट कोण।

कटी हुई परत, चिप्स में बदल जाने पर, उपकरण की सामने की सतह पर चिप्स के घर्षण के कारण अतिरिक्त विरूपण के अधीन होती है। दाने O 1 O तल के अनुदिश लम्बे होते हैं, जो अपरूपण तल OO के साथ एक कोण β बनाता है।

इस प्रकार, काटना कटी हुई धातु की परत के क्रमिक विरूपण की एक प्रक्रिया है; लोचदार, प्लास्टिक, फ्रैक्चर - सामग्री के गुणों पर निर्भर करता है। भंगुर धातुओं में, प्लास्टिक विरूपण व्यावहारिक रूप से अनुपस्थित है।

मध्यम-कठोर स्टील्स के लिए θ-30°, β संसाधित होने वाली सामग्री के गुणों और काटने के कोण पर निर्भर करता है

जब एक काटने का उपकरण सामग्री में डाला जाता है, तो सामान्य बल N 1, N 2 और घर्षण बल F 1, F 2 इसकी आगे और पीछे की सतहों पर कार्य करते हैं (चित्र 2.)। पच्चर को एक बिल्कुल कठोर शरीर मानते हुए, सभी बलों को जोड़ने के बाद, हम कुल परिणामी बल आर प्राप्त कर सकते हैं, जो काटने का प्रतिरोध बल है। सामान्य बलों और घर्षण बलों को निर्धारित करने की कठिनाइयों को ध्यान में रखते हुए, काटने की प्रक्रिया के तकनीकी मापदंडों की गणना की सुविधा के लिए, बल आर को त्रिअक्षीय X-Y-Z समन्वय प्रणाली में घटकों में विघटित किया जाता है जिन्हें डायनेमोमीटर से मापा जाता है या अनुभवजन्य सूत्रों का उपयोग करके गणना की जाती है। . फ्री ऑर्थोगोनल कटिंग में दो ऐसे घटक होते हैं: कटिंग स्पीड वेक्टर की दिशा में - Pz और कटिंग सतह के लंबवत - Py।

अंक 2। काटने वाली कील पर कार्य करने वाली शक्तियों का आरेख।

व्यावहारिक उद्देश्यों के लिए, आमतौर पर परिणामी बल R का उपयोग नहीं किया जाता है, बल्कि इसके घटक Pz, Py, Px (चित्र 3) का उपयोग किया जाता है। इस मामले में: बल Pz का परिमाण काटने वाले टॉर्क को निर्धारित करता है, जो निर्धारित करता है: मशीन की शक्ति, मशीन गति तंत्र के गियर और शाफ्ट के पैरामीटर, दांत के पैरामीटर और काटने के उपकरण का शरीर; बल का परिमाण Py निर्धारित करता है: वर्कपीस का विक्षेपण और इसकी सटीकता, क्रॉस-फीड तंत्र के भागों के पैरामीटर; बल Px का परिमाण मशीन के अनुदैर्ध्य फ़ीड तंत्र के भागों के मापदंडों की गणना के लिए प्रारंभिक बिंदु है। इसके अलावा, काटने वाले बल के घटकों का उपयोग स्पिंडल असेंबली के मापदंडों और मशीन की कठोरता की गणना में किया जाता है।

चित्र 3. काटने वाले बल R का तीन घटकों में अपघटन।

तीन निर्दिष्ट काटने वाले बल घटक परस्पर लंबवत हैं; इसलिए, परिणामी बल का परिमाण और दिशा समांतर चतुर्भुज के विकर्ण के रूप में निर्धारित की जाती है

घटक बलों Pz, Py, Px के परिमाण का अनुपात स्थिर नहीं रहता है और कटर के कामकाजी भाग के ज्यामितीय मापदंडों, कटिंग मोड के तत्वों (v, t, s), कटर के घिसाव पर निर्भर करता है। संसाधित की जा रही सामग्री के भौतिक और यांत्रिक गुण और काटने की स्थिति।

बढ़ते कटर घिसाव के साथ Py/Pz और Px/Pz अनुपात बढ़ता है; फ़ीड बढ़ाने से Px/Pz अनुपात बढ़ता है; अग्रणी कोण कम करने से Py/Pz अनुपात बढ़ जाता है। कुछ मामलों में, दो घटकों (Px या Py) में से एक को संसाधित नहीं किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, काटने के उपकरण से किसी छड़ को काटते समय, कोई बल Px नहीं होता है; φ=90º और λ=0º वाले कटर से पाइप के सिरे को काटते समय, कोई Py घटक नहीं होता है। बल Pz सभी मामलों में कार्य करता है, और इसलिए इसे अक्सर काटने वाले बल का मुख्य घटक या केवल काटने वाला बल कहा जाता है।

विशिष्ट काटने का बल और काटने का गुणांक।काटने वाले बल Pz को लगभग निर्धारित करने के लिए, समीकरण का उपयोग किया जा सकता है

जहां एफ मिमी 2 में कट का क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र है; पी - विशिष्ट काटने का बल (एन/मिमी 2)।

विशिष्ट बल p संख्यात्मक रूप से कटी हुई परत के अनुभाग के प्रति 1 मिमी 2 काटने वाले बल के बराबर है। चूँकि विशिष्ट बल का परिमाण कटिंग मोड के तत्वों (v, t, s), उपकरण के ज्यामितीय मापदंडों और प्रसंस्करण स्थितियों पर निर्भर करता है, विभिन्न परिस्थितियों में प्राप्त p मानों की तुलना नहीं की जा सकती है। इसलिए, काटने वाली ताकतों के मूल्यों की गणना करने के लिए, एक नियम के रूप में, अनुभवजन्य निर्भरता के विभिन्न संस्करणों का उपयोग किया जाता है। सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला मानक सूत्र है:

जहां i=x,y,z; सी पीआई, एक्स पीआई, वाई पीआई, के पीआई - उपकरण और संसाधित सामग्री, उपकरण ज्यामिति, आदि के गुणों के आधार पर संदर्भ गुणांक; टी - काटने की गहराई (मिमी); एस - फ़ीड दर (मिमी/रेव)।

काटने की ताकतों को मापने के लिए उपकरण।प्रयोगात्मक रूप से काटने वाली ताकतों को निर्धारित करने और उन पर विभिन्न कारकों के प्रभाव का अध्ययन करने के लिए, विशेष डायनेमोमीटर का उपयोग किया जाता है। Pz, Py और Px को मापने के लिए तीन-घटक डायनेमोमीटर हैं; Pz और Py या Pz और Px को मापने के लिए दो-घटक और काटने वाले बल के किसी एक घटक को मापने के लिए एक-घटक।

संचालन के सिद्धांत के आधार पर, डायनेमोमीटर को विद्युत, यांत्रिक और हाइड्रोलिक में विभाजित किया जाता है। प्रत्येक डायनेमोमीटर में परिणामी काटने वाले बल को उसके घटकों में विघटित करने के लिए एक उपकरण, मापा बल को सुविधाजनक रूप से देखने योग्य मूल्य में परिवर्तित करने के लिए सेंसर और एक रिकॉर्डिंग डिवाइस शामिल होता है। इलेक्ट्रिकल डायनेमोमीटर का सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है: पीजोइलेक्ट्रिक, कैपेसिटिव, इंडक्टिव और वायर रेजिस्टेंस सेंसर वाले डायनेमोमीटर।

2.2. काटने के दौरान सामग्री का विरूपण और विनाश

काटने के दौरान विकृतियाँ उपकरण के आगे फैलती हैं: वर्कपीस में और चिप्स में। विकृत क्षेत्र के आयाम और चिप निर्माण की प्रकृति संसाधित की जा रही सामग्री के गुणों और काटने की स्थिति पर निर्भर करती है (चित्र 4)। यदि, जब सामग्री पच्चर के चारों ओर बहती है, तो बिना टूटे या बड़ी दरार के निरंतर चिप्स बनते हैं, तो इस मामले में इसे कहा जाता है चिप्स निकालना. इस प्रकार की चिप अक्सर कठोर, प्लास्टिक सामग्री को काटते समय बनती है। ऐसे मामले में जब प्लास्टिक सामग्री को काटते समय तीव्र क्रैकिंग होती है, तो चिप्स पूरी तरह से उन तत्वों में विभाजित हो जाते हैं जिनका एक निश्चित नियमित आकार और गठन का क्रम होता है, इस प्रकार की चिप को कहा जाता है तात्विक छीलन, या चिप्स काटना.

बहुत बार, प्लास्टिक सामग्री को काटते समय, चिप्स बनते हैं जिनमें जल निकासी या चिप्स के टूटने के स्पष्ट रूप से परिभाषित संकेत नहीं होते हैं। इनके निर्माण के दौरान तत्वों का पूर्ण पृथक्करण नहीं हो पाता है और दरारें विकृत पदार्थ की बाहरी सतह तक पहुंचे बिना ही उसकी मोटाई में अपना विकास पूरा कर लेती हैं। ऐसे चिप्स कहलाते हैं जोड़दार.

भंगुर सामग्री (कच्चा लोहा, कांस्य, सिरेमिक सामग्री, आदि) को काटते समय, वर्कपीस की सतह परत के अलग-अलग कण उपकरण के काटने वाले हिस्से से फट जाते हैं। चूंकि प्लास्टिक विरूपण व्यावहारिक रूप से नहीं होता है, भंगुर फ्रैक्चर के दौरान बनने वाले चिप तत्वों का सही आकार नहीं होता है। उपचारित सतह खरोंचों और दरारों से खुरदरी होती है। इस प्रकार के चिप्स को कहा जाता है फ्रैक्चर की छीलन.

चित्र.4. चिप्स के प्रकार

नाली; बी) कलात्मक; ग) छिलना; घ) फ्रैक्चर

काटने की स्थिति और सामग्री की स्थिति को बदलकर, प्रसंस्करण के दौरान विभिन्न प्रकार के चिप्स प्राप्त करना संभव है। इसलिए, उदाहरण के लिए, तांबे को गहरी शीतलन के साथ काटते समय, आप फ्रैक्चर चिप्स प्राप्त कर सकते हैं, और जब कठोर और भंगुर सामग्री को गर्म करके काटते हैं, तो आप चिप्स और यहां तक ​​कि नाली चिप्स भी प्राप्त कर सकते हैं। प्रौद्योगिकी में उपयोग की जाने वाली कुछ आधुनिक सामग्रियों, जैसे उच्च शक्ति और दुर्दम्य मिश्र धातु, गैर-धातु, बहुलक और मिश्रित सामग्री को काटते समय, चिप्स बनते हैं जो ऊपर सूचीबद्ध लोगों से आकार और उपस्थिति में काफी भिन्न होते हैं।

धातु काटने की प्रक्रिया के यांत्रिकी में, चिप निर्माण पर बहुत ध्यान दिया जाता है, क्योंकि यह समग्र रूप से काटने की प्रक्रिया के पाठ्यक्रम को निर्धारित करता है। काटने के बल और कार्य का 90% से अधिक आमतौर पर चिप निर्माण प्रक्रिया पर खर्च किया जाता है; तदनुसार, चिप निर्माण के दौरान अधिकांश ऊष्मा निकलती है। उपकरण की कामकाजी सतहों पर थर्मल शासन और संपर्क भार, और इसलिए उनके पहनने की तीव्रता और प्रकृति, मुख्य रूप से इस प्रक्रिया पर निर्भर करती है। सतह परत की गुणवत्ता और भाग प्रसंस्करण की सटीकता सीधे चिप निर्माण प्रक्रिया से संबंधित है। यह कहा जा सकता है कि काटने की प्रक्रिया की लगभग सभी विशेषताएं और इसके व्यावहारिक परिणाम चिप निर्माण प्रक्रिया पर निर्भर करते हैं। इस प्रक्रिया का पाठ्यक्रम मुख्य रूप से चिप निर्माण क्षेत्र की विकृत स्थिति से निर्धारित होता है।

यह स्थापित किया गया है कि चिप निर्माण क्षेत्र में पच्चर के आकार का आकार और कट की मोटाई के बराबर आयाम होते हैं।

इस मामले में, कटी हुई परत का प्लास्टिक विरूपण उस रेखा पर शुरू होता है जिसके साथ संसाधित सामग्री की पहली शिफ्ट होती है। चिप निर्माण क्षेत्र से गुजरते हुए, संसाधित सामग्री प्रत्येक बाद की कतरनी रेखा को पार करते समय क्रमिक रूप से अतिरिक्त प्लास्टिक विरूपण के अधीन होती है। चिप निर्माण क्षेत्र की अंतिम सीमा तक पहुंचने के बाद, संसाधित सामग्री पहले से ही गठित चिप्स की उच्चतम डिग्री की विरूपण विशेषता प्राप्त करती है।

चिप निर्माण क्षेत्र की अंतिम सीमा पर प्लास्टिक विरूपण की सांद्रता कुछ मामलों में एक सरलीकृत विचार का उपयोग करना संभव बनाती है कि संपूर्ण विरूपण प्रक्रिया एक निश्चित पारंपरिक कतरनी विमान बीसी के साथ होती है, जो काटने की गति वेक्टर के कोण φ पर झुकी होती है। कोण φ, जिसे कतरनी कोण कहा जाता है, चिप निर्माण क्षेत्र में प्लास्टिक विरूपण की दिशा और परिमाण को चिह्नित करने के लिए एक सुविधाजनक पैरामीटर है (चित्र .1) .

कटिंग ज़ोन की तनावग्रस्त स्थिति भी चिप निर्माण प्रक्रिया में एक निश्चित भूमिका निभाती है। हालाँकि, इस प्रक्रिया की ख़ासियत के कारण, चिप निर्माण क्षेत्र की तनावग्रस्त और विकृत स्थिति के बीच कोई पूर्ण पत्राचार नहीं है, फिर भी, तनावग्रस्त स्थिति का अध्ययन चिप निर्माण पैटर्न और प्रभाव के विश्लेषण के लिए अधिक उचित दृष्टिकोण की अनुमति देता है चिप निर्माण प्रक्रिया पर शर्तों में कटौती की।

चिप निर्माण क्षेत्र की तनावग्रस्त स्थिति को स्थापित करना एक जटिल कार्य है, जिसे, यहां तक ​​कि सबसे सरल कटिंग मामले के लिए, केवल पहले सन्निकटन तक ही हल किया गया है। इसका कारण यह है कि मौजूदा विश्लेषणात्मक और प्रायोगिक तरीके कई मान्यताओं के बिना चिप निर्माण क्षेत्र की तनाव स्थिति को निर्धारित करने की अनुमति नहीं देते हैं।

2.2.1. कटाई क्षेत्र की स्थिति का आकलन करने की विधियाँ

काटने के दौरान तनाव-तनाव की स्थिति के गुणात्मक और मात्रात्मक मूल्यांकन के लिए विभिन्न विधियाँ हैं।

चिप संकोचन गुणांक निर्धारित करने की विधि . चिप निर्माण प्रक्रिया के बाहरी अवलोकनों ने स्थापित किया है कि काटने के अधिकांश मामलों में, चिप्स काटे जाने वाली परत की तुलना में छोटे, मोटे और चौड़े हो जाते हैं ("सूजन", "सिकुड़ जाते हैं")। चिप सिकुड़न बड़े प्लास्टिक विकृतियों की उपस्थिति में विरूपण प्रक्रिया की एक बाहरी अभिव्यक्ति है। निम्नलिखित ज्यामितीय संबंधों पर विचार किया जाता है (चित्र 5): छोटा करने वाला गुणांक kl=Lo/L, चौड़ा करने वाला गुणांक kb=b1/b, मोटा करने वाला गुणांक ka=a1/a। चूंकि प्लास्टिक रूप से विकृत सामग्री का आयतन नहीं बदलता है, तो a·b·Lo=a1·b1·L और b1=b के साथ हम वह Lo/L=a1/a प्राप्त करते हैं, यानी। kl=ka .

विभिन्न सामग्रियों को काटते समय और विभिन्न परिस्थितियों में, ये गुणांक एक से अधिक या कम हो सकते हैं। यदि कटी हुई परत और चिप के रैखिक आयाम समान हैं, तो "संकोचन गुणांक" की अवधारणा अपना अर्थ खो देती है, क्योंकि "संकोचन" नहीं होता है, और प्लास्टिक विरूपण पर खर्च की गई ऊर्जा काफी बड़ी है।

चित्र.5. चिप संकोचन गुणांक (छोटा और मोटा होना गुणांक) का मूल्य निर्धारित करने की योजना

समन्वय ग्रिड विधि. यह विधि आपको नाली चिप्स और चिपिंग चिप्स के निर्माण के दौरान काटने वाले क्षेत्र में तनाव-तनाव की स्थिति का गुणात्मक और मात्रात्मक मूल्यांकन करने की अनुमति देती है। भाग की प्रेक्षित सतह पर विभिन्न कोशिका आकृतियों वाली जाली लगाई जाती है। जाल कोशिकाओं के आकार की विकृति की प्रकृति से, विकृत सामग्री के क्षेत्र के आकार, विरूपण क्षेत्र में तनाव-तनाव की स्थिति की मात्रात्मक विशेषताओं और सतह परत का अंदाजा लगाया जा सकता है। भाग, साथ ही कटिंग वेज की सतहों पर संपर्क भार और घर्षण।

सूक्ष्म कठोरता विधि. समन्वय ग्रिड विधि के साथ संयोजन में विकृत सामग्री की माइक्रोहार्डनेस हू को बदलकर तनाव की स्थिति निर्धारित करने की विधि, तनाव तीव्रता ईआई के मूल्यों को जानकर, विभिन्न बिंदुओं पर तनाव तीव्रता द्वि के मूल्यों को निर्धारित करने की अनुमति देती है। काटने का क्षेत्र. ऐसा करने के लिए, ei - bi - Hu को जोड़ने वाले यांत्रिक परीक्षणों के ग्राफ़ बनाना आवश्यक है।

ध्रुवीकरण-ऑप्टिकल तरीके। ये विधियाँ प्रयोगात्मक और कम्प्यूटेशनल रूप से संपर्क तनावों को निर्धारित करना संभव बनाती हैं, साथ ही कटिंग वेज में स्पर्शरेखा और सामान्य तनावों का वितरण भी करती हैं। उपकरण वैकल्पिक रूप से सक्रिय सामग्री (एपॉक्सी राल, ग्लास) से बना होना चाहिए और अत्यधिक प्लास्टिक सामग्री (सीसा, एल्यूमीनियम) से काटा जाना चाहिए। आइसोक्लाइन (समान सामान्य तनाव की रेखाएं) और आइसोक्रोम (समान स्पर्शरेखीय तनाव की रेखाएं) की तस्वीरों को संसाधित करना काफी जटिल और समय लेने वाला है।

ऊपर सूचीबद्ध लोगों के अलावा, कटिंग क्षेत्र में किसी सामग्री की तनाव-तनाव स्थिति की गणना करने के तरीकों का अक्सर उपयोग किया जाता है, जो स्लिप लाइनों के क्षेत्र के निर्माण, समानता सिद्धांत और विद्युत मॉडलिंग के उपयोग से संबंधित हैं।

कटिंग वेज के चारों ओर बहते समय, विकृत सामग्री का एक हिस्सा सामने की सतह के साथ चलता है, चिप्स में बदल जाता है, और कट लाइन के नीचे का दूसरा हिस्सा पीछे की सतह के साथ चलता है और भाग की सतह परत बनाता है।

2.2.2. सतह परत के भौतिक और यांत्रिक गुण

चिप्स को काटकर किसी हिस्से की सतह परत का निर्माण काटने वाले क्षेत्र की जटिल तनाव-तनाव स्थिति से निर्धारित होता है। सामग्रियों को काटते समय भागों की सतह परत के निर्माण की प्रक्रिया जटिल भौतिक घटनाओं का एक समूह है। सतह परत के भौतिक और यांत्रिक गुणों का आकलन किया जाता है गहराई एचएनसी और सख्त होने की डिग्री एन, अवशिष्ट तनाव का परिमाण और संकेत, माइक्रोस्ट्रक्चर और अन्य विशेषताएं . सख्त होने की डिग्री को अनुपात N=((Hmax-Ho)/Ho)·100% के रूप में समझा जाता है, जहां Hmax उपचारित सतह की सूक्ष्म कठोरता है; लेकिन - मूल वर्कपीस सामग्री की सूक्ष्म कठोरता।

बढ़ती काटने की गति के साथ कटी हुई परत के प्लास्टिक विरूपण की डिग्री में बदलाव से मशीनी सतह के सख्त होने में एक समान परिवर्तन होता है। उच्च काटने की गति पर, कार्य सख्त करने की गहराई कम हो जाती है। जब उपकरण खराब हो जाता है, तो उपकरण की पिछली सतह पर सामान्य बल N 2 और घर्षण बल F 2 बढ़ जाते हैं और इसलिए भाग की सतह परत का सख्त होना बढ़ जाता है। सख्त होने की डिग्री बहुत हद तक संसाधित होने वाली सामग्री के भौतिक और यांत्रिक गुणों पर निर्भर करती है। स्टेनलेस, गर्मी प्रतिरोधी स्टील और अन्य प्लास्टिक सामग्री में सख्त होने की उच्च प्रवृत्ति होती है।

सख्त होने की गहराई तिरछे वर्गों पर सूक्ष्म कठोरता के क्रमिक माप या एक्स-रे संरचनात्मक विश्लेषण द्वारा निर्धारित की जाती है। सख्त होने की डिग्री और गहराई मुख्य रूप से संसाधित होने वाली सामग्री के भौतिक गुणों, काटने की गति (उच्च गति पर, सख्त होने की डिग्री और गहराई कम हो जाती है) और काटने के कोण (काटने का कोण जितना बड़ा होगा, डिग्री और अधिक) पर निर्भर करती है। सख्त होने की गहराई)। कई नमनीय सामग्रियों (ऑस्टेनिटिक स्टील्स, तांबा, गर्मी प्रतिरोधी और टाइटेनियम मिश्र धातु) में सख्त होने की उच्च प्रवृत्ति होती है। फ़ीड में वृद्धि, उपकरण घिसाव और अत्याधुनिक गोलाई त्रिज्या में वृद्धि से विरूपण क्षेत्र के आकार में वृद्धि, गहराई और सख्त होने की डिग्री में वृद्धि होती है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि उत्पाद की सतह परत के निर्माण के दौरान, दो प्रतिस्पर्धी प्रक्रियाएं समानांतर में होती हैं: सख्त करना ("सख्त करना") और नरम करना ("आराम करना")।

जैसे-जैसे काटने की गति बढ़ती है, तापमान बढ़ता है और नरम होने की दर बढ़ती है। उच्च तापमान से पुन: क्रिस्टलीकरण हो सकता है और काम में कठोरता कम हो सकती है, जो कि पीसने के दौरान देखा जाता है।

सतह परत के महत्वपूर्ण ताप के साथ-साथ संरचनात्मक और चरण परिवर्तनों के दौरान, लोचदार-प्लास्टिक विकृतियों के परिणामस्वरूप अवशिष्ट तनाव उत्पन्न हो सकता है। इन मामलों में, सतह परत में परमाणु स्थिर संतुलन स्थिति से विचलित हो जाते हैं, लेकिन अपनी मूल स्थिति में लौटने लगते हैं - आंतरिक बल उत्पन्न होते हैं। जैसे-जैसे परमाणुओं के बीच सामान्य दूरी बढ़ती है, तन्य तनाव प्रकट होता है, और जैसे-जैसे सामान्य दूरी घटती है, संपीड़न तनाव प्रकट होता है।

जब उपकरण मशीनी सतह के साथ चलता है, तो सतह की परतों में प्लास्टिक का खिंचाव कट लाइन की दिशा में होता है। नीचे पड़ी परतें प्रत्यास्थ रूप से विकृत हो जाती हैं और उपकरण के गुजरने के बाद वे अपनी मूल स्थिति में लौट आती हैं, अर्थात। सिकुड़ना। उत्पाद की सतह परत में अवशिष्ट संपीड़न तनाव उत्पन्न होता है। इसके अलावा, भाग में प्रवेश करने वाली गर्मी के प्रभाव में, ऊपरी परतें खिंचती हैं, और निचली ठंडी परतें प्रतिरोध प्रदान करती हैं। अवशिष्ट संपीड़न तनाव प्रकट होते हैं। कभी-कभी (शीतलन के दौरान) आंतरिक परतों में अवशिष्ट संपीड़न तनाव उत्पन्न होता है, और सतह पर तन्य तनाव दिखाई देता है। अवशिष्ट तनाव का परिणामी आरेख यांत्रिक और थर्मल कारकों की कार्रवाई की तीव्रता पर निर्भर करता है। उदाहरण के लिए, तीव्र ताप यांत्रिक तनाव से उत्पन्न संपीड़न तनाव को कम कर सकता है। स्टील के हिस्सों को पीसते समय, सतह की परत उच्च तापमान तक गर्म हो जाती है और संरचनात्मक परिवर्तन होते हैं। संरचनात्मक घटकों की मात्रा में वृद्धि के साथ जुड़े परिवर्तन अवशिष्ट संपीड़न तनाव की उपस्थिति का कारण बन सकते हैं, और मात्रा में कमी के साथ - अवशिष्ट तन्य तनाव।

काटने की गति बढ़ने या काटने का कोण कम होने से, अवशिष्ट तनाव कम हो जाता है और उनका संकेत बदल सकता है। बढ़ती फ़ीड, कट की गहराई और उपकरण के घिसाव के कारण अवशिष्ट तनाव बढ़ जाता है। संपीड़ित अवशिष्ट तनाव मशीन भागों के पहनने के प्रतिरोध, थकान शक्ति और उनके संक्षारण प्रतिरोध को बढ़ाता है। तन्य अवशिष्ट तनाव से चक्रीय शक्ति में कमी आती है और भागों की सतह पर दरारें दिखाई देती हैं। अवशिष्ट तनाव तीन प्रकार के होते हैं:

1. पहले प्रकार के अवशिष्ट तनाव, विकृत शरीर की बड़ी मात्रा के बीच संतुलित। वे उत्पाद के आकार में विकृति और परिवर्तन का कारण बनते हैं।
2. दूसरे प्रकार के अवशिष्ट तनाव, कई अनाजों की मात्रा में संतुलित। वे दरार निर्माण का कारण बनते हैं।
3. तीसरे प्रकार के अवशिष्ट तनाव, प्रत्येक दाने के भीतर संतुलित, क्रिस्टल जाली में परमाणुओं की व्यवस्था में परिवर्तन से जुड़े होते हैं।

तकनीकी प्रणाली की कठोरता को बढ़ाकर, काटने के तरीकों और उपकरण ज्यामिति के सही विकल्प के साथ-साथ काटने वाले तरल पदार्थ (शीतलक) के उपयोग और उत्पाद के विशेष ताप उपचार से अवशिष्ट तनाव की भयावहता को कम किया जा सकता है।

सतह परत की भौतिक स्थिति की एक महत्वपूर्ण विशेषता अवशिष्ट तनाव का परिमाण और संकेत है। यदि सतह परत में संपीड़ित अवशिष्ट तनाव हैं, तो भागों की थकान सीमा आमतौर पर बढ़ जाती है, और अवशिष्ट तन्य तनाव थकान सीमा को कम कर देते हैं। उच्च कठोरता वाले स्टील्स के लिए, संपीड़न तनाव के परिणामस्वरूप थकान शक्ति में वृद्धि 50% तक पहुंच जाती है, और तन्य तनाव के कारण इसकी कमी - 30% होती है।

धातुओं को काटते समय अवशिष्ट तनाव असमान प्लास्टिक विरूपण और सतह परतों के महत्वपूर्ण ताप के परिणामस्वरूप बनता है। अवशिष्ट तनावों के निर्माण की प्रक्रिया के अध्ययन से पता चला है कि यदि किसी सामग्री का यांत्रिक प्रसंस्करण उच्च काटने वाले बलों के साथ होता है, तो संपीड़ित अवशिष्ट तनाव बनते हैं; ऊंचे तापमान पर, काटने वाले क्षेत्र में अवशिष्ट तन्य तनाव बनते हैं।

उत्पादन स्थितियों में, संसाधित भागों की सतह परत में कृत्रिम रूप से अवशिष्ट संपीड़न या तन्य तनाव पैदा करने के विभिन्न तरीकों का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। इसके अलावा, इन "कृत्रिम" तनावों का उत्पाद में भाग के संचालन के दौरान उत्पन्न होने वाले तनावों के संबंध में विपरीत संकेत होना चाहिए। उदाहरण के लिए, उन्हें कठोरता बढ़ाने के लिए रोल किया जाता है और इसलिए, तन्य भार के तहत काम करने वाले क्रैंकशाफ्ट की सतहों पर संपीड़न तनाव पैदा होता है, जिससे शाफ्ट की थकान शक्ति 30% -40% तक बढ़ जाती है।

2.3. ऊष्मीय घटनाएँ। कटाई क्षेत्र में तापमान मापने की विधियाँ

काटने के दौरान, विरूपण, विनाश और घर्षण पर खर्च की गई लगभग सभी यांत्रिक ऊर्जा तापीय ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है। काटने के दौरान गर्मी पैदा करने की प्रक्रियाओं के अध्ययन से गर्मी के प्रवाह की दिशा और तीव्रता, संपर्क क्षेत्रों में तापमान प्रवणता और काटने वाले क्षेत्र, भाग और पर्यावरण में तापमान क्षेत्र की विशेषताओं को निर्धारित करना संभव हो गया, साथ ही गुणात्मक प्राप्त करना भी संभव हो गया। और विभिन्न सामग्रियों को काटते समय ताप संतुलन की मात्रात्मक समझ। काटने के औजारों के तर्कसंगत डिजाइन और संचालन, प्रभावी स्नेहन और शीतलन विधियों के उपयोग और मशीनीकृत भागों की सटीकता और सतह की गुणवत्ता में सुधार के लिए इन कानूनों का ज्ञान बहुत महत्वपूर्ण है।

ऊष्मा संतुलन समीकरण को इस प्रकार प्रस्तुत किया जा सकता है (चित्र 6);

Q1+Q2+Q3=q1+q2+q3+q4 (1)

जहां Q1 चिप निर्माण और सतह परत के गठन के दौरान विरूपण और विनाश पर खर्च की गई ऊर्जा के बराबर गर्मी की मात्रा है;

Q2 पच्चर की सामने की सतह और विकृत सामग्री के संपर्क पर घर्षण बलों के काम के बराबर गर्मी की मात्रा है;

Q3 भाग की सतह परत में विकृत सामग्री के संक्रमण के दौरान पच्चर की पिछली सतह पर घर्षण बलों के काम के बराबर गर्मी की मात्रा है;

q1 चिप्स में नष्ट होने वाली ऊष्मा की मात्रा है;

q2 भाग में जाने वाली ऊष्मा की मात्रा है;

q3 काटने के उपकरण में स्थानांतरित गर्मी की मात्रा है;

q4 पर्यावरण में स्थानांतरित ऊष्मा की मात्रा है।

चित्र 6. ऊष्मा प्रवाह वितरण आरेख

ताप संतुलन समीकरण की मात्रात्मक अभिव्यक्ति वर्कपीस और उपकरण सामग्री के भौतिक और रासायनिक गुणों, काटने के उपकरण के ज्यामितीय मापदंडों, काटने की स्थिति और प्रसंस्करण की स्थिति पर निर्भर करती है। उदाहरण के लिए, विभिन्न संरचनात्मक सामग्रियों और मिश्र धातुओं को काटते समय, गर्मी की सबसे बड़ी मात्रा चिप्स के साथ जाती है, और पीसने की प्रक्रिया के दौरान - भाग में। गर्मी प्रतिरोधी और टाइटेनियम मिश्र धातुओं को काटते समय, जिनमें खराब तापीय चालकता और कम तापीय प्रसार गुणांक होता है, गर्मी की एक महत्वपूर्ण मात्रा संपर्क क्षेत्र में केंद्रित होती है या काटने वाले उपकरण में स्थानांतरित हो जाती है।

काटने वाले क्षेत्र में उच्च संपर्क (टूल-चिप) दबाव और तापमान के कारण धातु मशीनिंग के दौरान थर्मल घटना का अध्ययन करना मुश्किल है। इसलिए, तापमान निर्धारित करने के लिए उपयोग की जाने वाली विद्युत और गणितीय विधियाँ काटने के दौरान तापमान घटना के बारे में केवल सापेक्ष विचार प्रदान करती हैं।

सबसे आम तरीके वे हैं जो आपको काटने वाले क्षेत्र और काटने वाले उपकरण के अलग-अलग हिस्सों के तापमान को मापने की अनुमति देते हैं। इनमें शामिल हैं: थर्मोकपल विधियाँ (चित्र 7) और एक्स-रे संरचनात्मक विश्लेषण, विकिरण-ऑप्टिकल विधि। थर्मोकपल का उपयोग करके कटिंग ज़ोन के संकीर्ण क्षेत्रों में तापमान मापना पहली बार 1912 में Ya.G Usachev द्वारा प्रस्तावित किया गया था। "कृत्रिम थर्मोकपल" का उपयोग करने के मामले में, उपकरण के काटने वाले हिस्से में एक छेद ड्रिल किया जाता है जिसमें 0.3-0.5 मिमी व्यास वाले इंसुलेटेड कंडक्टर वाला थर्मोकपल डाला जाता है। थर्मोकपल सोल्डरिंग बिंदु उपकरण की गर्म सतहों के जितना संभव हो उतना करीब स्थित होता है। तापमान का आकलन थर्मोइलेक्ट्रोमोटिव बल के मान में परिवर्तन से किया जाता है।

चित्र 7. थर्मोकपल सर्किट:

ए - कृत्रिम; बी - अर्ध-कृत्रिम; सी - प्राकृतिक.

थर्मोकपल के दूसरे संस्करण में, जिसे "अर्ध-कृत्रिम" कहा जाता है, एक इंसुलेटेड कंडक्टर को उपकरण की पिछली या सामने की सतह पर लाया जाता है और रिवेट किया जाता है। दूसरा कंडक्टर उपकरण का शरीर है, जो माप योजना को काफी सरल बनाता है। Ya.G. Usachev के विचारों को घरेलू और विदेशी वैज्ञानिकों के अनुसंधान में और अधिक अनुप्रयोग और विकास मिला (वेल्डेड, क्लैम्पिंग, क्लैम्प्ड, मूविंग, रनिंग और अन्य प्रकार के थर्मोकपल के डिजाइन बनाए गए)। तथाकथित "प्राकृतिक थर्मोकपल" व्यापक हो गया है। यहां कंडक्टर उपकरण और वर्कपीस हैं, और थर्मोकपल जंक्शन कटिंग वेज की पिछली और सामने की सतहों और वर्कपीस की धातु के बीच संपर्क का क्षेत्र है।

काटने के दौरान तापमान क्षेत्र की सैद्धांतिक गणना के मुद्दे महत्वपूर्ण वैज्ञानिक रुचि के हैं। कटिंग ज़ोन में "तापमान क्षेत्र" शब्द का अर्थ किसी निश्चित समय में सामग्री की विकृत मात्रा के सभी बिंदुओं पर विभिन्न तापमान मूल्यों का एक सेट है।

तापमान क्षेत्र की गणना करने का पहला प्रयास ठोस पदार्थों में गर्मी हस्तांतरण के सिद्धांत की शास्त्रीय समस्याओं के समाधान का उपयोग करने के लिए कम किया गया था। सामान्य ऊष्मा चालन समीकरण को हल करके काटने का तापमान निर्धारित किया गया था:

(2)

कहा पे: ए =एल /(सी आर) - तापीय प्रसार गुणांक;

λ - तापीय चालकता गुणांक;

सी - ताप क्षमता;

ρ - सामग्री का विशिष्ट गुरुत्व;

इस समीकरण को हल करने के लिए, वास्तविक काटने की प्रक्रिया की विशेषताओं से संबंधित कुछ सीमा शर्तें निर्धारित करना आवश्यक है। विरूपण क्षेत्र की सीमा सतहों पर गर्मी हस्तांतरण की स्थिति का गणितीय विवरण महत्वपूर्ण कठिनाइयाँ प्रस्तुत करता है। इसलिए, कई शोधकर्ताओं ने कई धारणाएँ और सरलीकरण पेश किए, जिससे समस्या को हल करने का महत्व काफी कम हो गया। अंतिम सूत्र बोझिल थे, इसमें बड़ी संख्या में गुणांक थे जिन्हें निर्धारित करना मुश्किल था, और व्यावहारिक उपयोग के लिए असुविधाजनक थे।

ऊष्मा समीकरण को एकीकृत करने के लिए सबसे उपयोगी विधि ऊष्मा स्रोत विधि है। समीकरण (2) का रैखिककरण एक संकीर्ण तापमान सीमा में थर्मोफिजिकल गुणांक के औसत द्वारा किया जाता है, जो तापमान के एक रैखिक कार्य के माध्यम से स्रोतों की शक्ति को व्यक्त करता है और स्रोत की गति की निरंतर गति मानता है। इस मामले में, चरण और संरचनात्मक परिवर्तनों के थर्मल प्रभावों को ध्यान में नहीं रखा जाता है। ऊष्मा स्रोत विधि, सरल परिवर्तनों के माध्यम से, एक निश्चित अभिन्न या अभिसरण श्रृंखला के रूप में क्षेत्र के तापमान का प्रतिनिधित्व करना संभव बनाती है और इस प्रकार रैखिक, समतल और स्थानिक समस्याओं को काटते समय गर्मी प्रसार की प्रक्रियाओं का मात्रात्मक वर्णन करती है। ऊष्मा स्रोतों को स्थानीय, संकेंद्रित या वितरित, स्थिर और गतिशील, तात्कालिक और दीर्घकालिक माना जाता है।

एक गतिमान संकेंद्रित स्रोत से ऊष्मा के प्रसार को तात्कालिक प्राथमिक स्रोतों की ऊष्मा को बराबर करने की आरोपित प्रक्रियाओं के एक सेट के रूप में माना जाता है। इस मामले में, तापमान क्षेत्र बिंदु x, y, z के निर्देशांक गतिमान स्रोत के साथ चलते हैं (चित्र 8)।

समय t = 0 पर एक असीमित ताप-संचालन पिंड के एक बिंदु तत्व (R = 0) में डाली गई ऊष्मा Q को घातीय नियम के अनुसार बराबर किया जाता है

(3)

जहाँ R 2 = x 2 + y 2 + z 2 त्रिज्या सदिश है, अर्थात। स्रोत (बिंदु बी) से क्षेत्र तत्व (बिंदु ए) की दूरी। समीकरण (3) स्रोत विधि का मुख्य समाधान है।

चित्र 9 विभिन्न शोधकर्ताओं द्वारा प्रयोगात्मक रूप से (विकिरण-ऑप्टिकल विधि) द्वारा प्राप्त तापमान क्षेत्रों को दिखाता है और समान परिस्थितियों में स्टील की मुफ्त कटिंग (मोड़) के दौरान स्रोत विधि का उपयोग करके गणना की जाती है। काटने वाले क्षेत्र में तापमान वितरण की प्रकृति विरूपण क्षेत्र के बारे में आधुनिक विचारों के साथ अच्छी तरह मेल खाती है, और उच्चतम तापमान अधिकतम विरूपण के क्षेत्र और संपर्क क्षेत्रों में होता है।

2.4. उपकरण और संसाधित सामग्री के संपर्क क्षेत्र में भौतिक घटनाएं

संपर्क पिंडों की सतहों पर भौतिक और रासायनिक प्रक्रियाएं बहुत विविध और जटिल होती हैं। उपकरण की सामने की सतह पर बिल्ड-अप और बिल्ड-अप बनते हैं, जिससे चिप निर्माण की प्रकृति बदल जाती है, मशीनीकृत सतह की गुणवत्ता खराब हो जाती है और काटने की धार नष्ट हो जाती है। संपर्क क्षेत्र में कई सतही घटनाएं घटित होती हैं: आसंजन, संक्षारण, फैलाव, सतह परतों का सख्त और नरम होना, प्रसार, आसंजन, क्षरण, ऑक्सीकरण और अन्य भौतिक रासायनिक घटनाएं। यहां तक ​​कि ऐसी सरसरी सूची भी काटने वाले उपकरण से धातु काटते समय घर्षण प्रक्रियाओं की उच्च जटिलता पर जोर देती है।

काटने के दौरान घर्षण की अपनी विशिष्ट विशेषताएं होती हैं, जो मुख्य रूप से निम्नलिखित तक सीमित होती हैं:

विभिन्न प्रकार के घर्षण उत्पन्न होते हैं (सीमा और द्रव घर्षण दुर्लभ हैं);

शुद्ध घर्षण एक विशेष भूमिका निभाता है, जिससे काटने वाली कील का तीव्र विनाश होता है;

वर्कपीस और काटने के उपकरण की रगड़ सतहों का पारस्परिक संपर्क केवल एक बार होता है और जटिल होता है; इसके अलावा, भौतिक सूक्ष्म और सूक्ष्म-राहत का संसाधित सतह की तकनीकी सूक्ष्म-राहत से कोई लेना-देना नहीं है, जो विभिन्न प्रकार के प्रसंस्करण (मोड़, ड्रिलिंग, मिलिंग, आदि) के दौरान बनता है;

घर्षण बहुत उच्च दबाव, उच्च तापमान, पिघलने वाले तापमान और महत्वपूर्ण वास्तविक संपर्क क्षेत्रों पर होता है;

उपकरण की संपर्क सतहों के साथ सामान्य और स्पर्शरेखीय भार का जटिल वितरण (चित्र 10)।

घर्षण गुणांक (एम ³ 1) के बड़े परिवर्तनीय मान, तीव्र आसंजन और प्रसार द्वारा समझाया गया। औसत घर्षण गुणांक का मान मुख्य रूप से काटने की गति (लोडिंग गति), कट की मोटाई और काटने वाले पच्चर के रेक कोण के आकार पर निर्भर करता है;

कंपन और घर्षण के प्रकार का जटिल पारस्परिक प्रभाव;

गंभीर घर्षण शासन, जिससे कटिंग वेज की सतह परतों के निर्माण और गहन विनाश की उपस्थिति होती है।

चित्र 10. उपकरण के सामने और पीछे की सतहों पर संपर्क भार के वितरण की योजना एस एन - सामान्य भार;

टी पीपी - सामने की सतह पर स्पर्शरेखा भार;

टी зп - पिछली सतह पर स्पर्शरेखा भार;

एलपीएल - प्लास्टिक संपर्क की लंबाई;

एल नियंत्रण - लोचदार संपर्क की लंबाई;

C वह बिंदु है जिस पर t = 0 है।

2.4.1. बनाया

कुछ काटने की स्थितियों के तहत, उपकरण की रेक सतह पर एक स्तरित धातु संरचना दिखाई देती है जिसे बिल्ट-अप एज कहा जाता है। वृद्धि के कारणों के बारे में कई अलग-अलग परिकल्पनाएँ हैं, जो वृद्धि की प्रकृति के बारे में कम जानकारी का संकेत देती हैं। निर्मित किनारे का गठन घर्षण स्थितियों, उच्च संपर्क तापमान और दबाव से निकटता से संबंधित है। बिल्ड-अप का सबसे संभावित कारण कटिंग वेज के सामने कठोर सामग्री के एक विषम पच्चर के आकार के ठहराव क्षेत्र की घटना माना जा सकता है, साथ ही खुरदरी सामने की सतह पर चिप्स की पतली संपर्क परतों का ब्रेक लगाना (पकड़ना) भी माना जा सकता है। उपकरण का (चित्र 11) शुद्ध घर्षण, उच्च घर्षण गुणांक और एक महत्वपूर्ण वास्तविक संपर्क क्षेत्र की उपस्थिति के कारण।

वृद्धि में विशेष गुण होते हैं:

ए) एक विषम स्तरित संरचना है, जो संसाधित होने वाली सामग्री की संरचना और काटने के उपकरण की सामग्री से काफी भिन्न है;

बी) बिल्ड-अप में उच्च कठोरता और महत्वपूर्ण चिपचिपाहट होती है। हालाँकि, संपर्क क्षेत्र में उच्च घर्षण (काटने) बल और उच्च तापमान के कारण समय-समय पर निर्माण होता है।

चित्र 11. बिल्ड-अप गठन की योजना और भाग के आकार पर बिल्ड-अप का प्रभाव: एल एन - बिल्ड-अप की लंबाई; एच एन - विकास ऊंचाई; बी एन और डी एन - क्रमशः, बिल्ड-अप की उपस्थिति में तीक्ष्णता और काटने के कोण; बी और डी क्रमशः उपकरण के तीक्ष्णता और काटने के कोण हैं; डी और डी एन - भाग के संबंधित व्यास

कटिंग गति बढ़ने, रेक कोण कम होने और कट परत की मोटाई बढ़ने के साथ बिल्ड-अप विफलता की आवृत्ति बढ़ जाती है (प्रति मिनट कई सौ बार तक)।

निर्मित किनारों का निर्माण संसाधित होने वाली सामग्रियों के भौतिक और यांत्रिक गुणों और काटने के उपकरण की सामग्रियों पर निर्भर करता है। कार्बाइड, हाई-स्पीड, खनिज-सिरेमिक और हीरे के औजारों (कच्चा लोहा, टाइटेनियम, गर्मी प्रतिरोधी और अन्य मिश्र धातुओं को संसाधित करते समय) के साथ विभिन्न सामग्रियों को काटते समय बिल्ड-अप दिखाई दे सकता है। ड्रेन चिप्स के निर्माण के साथ और कार्बन और हाई-स्पीड स्टील्स से बने उपकरणों के साथ नमनीय धातुओं को काटने पर बिल्ड-अप अपने सबसे बड़े आकार तक पहुंच जाता है।

बिल्ट-अप एज मुख्य रूप से तब बनता है जब उपकरण का तापमान चिप के तापमान से अधिक होता है और चिप की संपर्क परतें इसकी आंतरिक परतों की तुलना में सख्त होती हैं। इस मामले में, संपर्क सतह पर घर्षण बल चिप्स में कणों के आसंजन बल से अधिक होता है, और जैसे-जैसे वे संपर्क सतह से दूर जाते हैं और चिप्स की गति तक पहुंचते हैं, उनकी गति की गति बढ़ जाती है।

काटने की गति बढ़ने के साथ, निर्मित किनारे का आकार पहले बढ़ता है और फिर घट जाता है। इसके अलावा, लंबाई पहले कम हो जाती है, और उच्च गति पर, बिल्ड-अप की ऊंचाई कम हो जाती है। जैसे-जैसे रेक कोण बढ़ता है, बिल्ड-अप का आकार (मुख्य रूप से ऊंचाई) कम हो जाता है।

बिल्ड-अप में उच्च कठोरता और महत्वपूर्ण चिपचिपाहट होती है। निर्मित किनारे की कठोरता मूल सामग्री की कठोरता से 2-3 गुना अधिक है और काटने के तापमान में वृद्धि के साथ तेजी से घट जाती है। यह इस तथ्य से समझाया गया है कि कटिंग तापमान में वृद्धि के साथ, बिल्ड-अप सामग्री पुन: क्रिस्टलीकृत हो जाती है, चिप्स की संपर्क परतें अपनी कठोरता खो देती हैं, बिल्ड-अप परतों की कठोरता का स्तर समाप्त हो जाता है, और बिल्ड-अप की कठोरता- up नीरस रूप से घटता है। परिणामस्वरूप वृद्धि के आकार में वृद्धि रुक ​​जाती है और वह टूट जाती है।

बिल्ड-अप की आवधिक विफलताएं पुन: क्रिस्टलीकरण और चरण परिवर्तनों से निकटता से संबंधित होती हैं, जिसके दौरान बिल्ड-अप सामग्री की कठोरता और ताकत (नरम) में कमी होती है। बिल्ड-अप अपनी काटने की क्षमता खो देता है, कुचल जाता है और चिप्स द्वारा दूर ले जाया जाता है या उपचारित सतह में दबा दिया जाता है। कटिंग गति, फ़ीड दर बढ़ने और रेक कोण घटने के साथ बिल्ड-अप विफलता की आवृत्ति बढ़ जाती है।

शून्य या नकारात्मक के बराबर रेक कोण के साथ उपकरण की सामने की सतह पर एक सख्त कक्ष की उपस्थिति बिल्ड-अप को अधिक स्थिर बनाती है।

बढ़ती काटने की गति के साथ चिप संकोचन गुणांक और काटने के बल के मूल्य में परिवर्तन जटिल है। कम काटने की गति पर, तीव्र निर्माण होता है; निर्माण से काटने का कोण कम हो जाता है और इस प्रकार काटने का प्रतिरोध कम हो जाता है। जैसे-जैसे गति बढ़ती है, निर्मित किनारा टूट जाता है और काटने का कोण अपने मूल मान पर आ जाता है। काटने का प्रतिरोध बढ़ जाता है। गति V = 60-100 मीटर/मिनट पर। कोई विकास नहीं होता.

काटने के अभ्यास में निर्मित किनारे के गठन की घटना का बहुत महत्व है (चित्र 12):

1) बिल्ड-अप काटने के कोण को बदल देता है, और इसलिए काटने के प्रतिरोध और घर्षण की स्थिति को बदल देता है;

2) निर्माण से उपचारित सतह का खुरदरापन बिगड़ जाता है;

3) बिल्ड-अप उपकरण की पिछली सतह को विनाश से बचाता है और भाग के आयामों को बदलता है;

4) बिल्ड-अप की आवधिक विफलताओं के कारण कंपन होता है जिससे प्रसंस्करण की गुणवत्ता खराब हो जाती है;

5) फिनिशिंग के दौरान बिल्ड-अप स्वीकार्य नहीं है;

6) कार्बाइड, हाई-स्पीड, खनिज-सिरेमिक और हीरे के औजारों से विभिन्न सामग्रियों को काटते समय बिल्ड-अप बन सकता है। लेकिन तन्य धातुओं को काटते समय बिल्ड-अप अपने सबसे बड़े आकार तक पहुँच जाता है।

बिल्ड-अप प्रक्रिया का नियंत्रण कटिंग मोड, टूल ज्योमेट्री, स्नेहक और कूलिंग एजेंटों के उपयोग आदि के सही विकल्प द्वारा सुनिश्चित किया जाता है।

चित्र 12. विभिन्न कटिंग गति V पर 40X स्टील काटते समय खुरदरापन मान Rz, कटिंग कोण dn, कटिंग बल Pz और घर्षण गुणांक m पर बिल्ड-अप ऊंचाई का प्रभाव

कटर का कार्य. धातु की कटाई उन उपकरणों से की जाती है, जिनमें आमतौर पर पच्चर का आकार होता है। इसे संसाधित होने वाली सामग्री में उपकरण को घुसाने के लिए आवश्यक बल में वृद्धि करने की वेज की क्षमता द्वारा समझाया गया है। इसके अलावा, जैसे-जैसे वेज शार्पनिंग एंगल β घटता जाता है, यह लाभ बढ़ता जाता है (चित्र 5, ए)।

चित्र: 5. वेज (ए) और कटर (बी) की क्रिया की योजनाएँ

हालाँकि, तेज़ पच्चर की धार कम टिकाऊ होती है। इसे ध्यान में रखते हुए, कठिन सामग्रियों को संसाधित करने के लिए थोड़े बड़े कोण I के साथ एक पच्चर का उपयोग करना आवश्यक है, और अपेक्षाकृत नरम सामग्रियों के लिए - एक छोटे तीक्ष्ण कोण के साथ एक पच्चर का उपयोग करना आवश्यक है।

काटते समय, आपको न केवल धातु के कणों के आसंजन बलों पर काबू पाना होगा, बल्कि संसाधित होने वाली सामग्री के साथ पच्चर के संपर्क के बिंदुओं पर उत्पन्न होने वाले बाहरी घर्षण की ताकतों पर भी काबू पाना होगा। घर्षण बलों को भाग की मशीनी सतह पर एक निश्चित कोण a पर कटर सतहों में से एक को स्थित करके कम किया जा सकता है (चित्र 5, बी), जिसे इसके ज्यामितीय आकार बनाते समय ध्यान में रखा जाता है।

काटने के दौरान कटर के कार्य को निम्नलिखित प्रक्रिया के रूप में दर्शाया जा सकता है। संसाधित की जा रही सामग्री में घुसकर, कटर काटी जा रही परत को संपीड़ित करता है। इस मामले में, इस परत का एक छोटा सा भाग, कृन्तक के सबसे निकट, विकृत हो जाता है। जैसे ही संपीड़न होता है, विकृत क्षेत्र के कण अपेक्षाकृत स्थानांतरित हो जाते हैं जब तक कि बाहरी बल पी उनके आसंजन की ताकत से अधिक नहीं हो जाता है और चिप तत्व टूट जाता है, जिसके बाद एक समान प्रक्रिया दोहराई जाती है।

इस प्रकार, धातु की छीलन के निर्माण को उसके तत्वों के क्रमिक रूप से छिलने की प्रक्रिया के रूप में दर्शाया जा सकता है।

चिप्स के प्रकार. काटने की स्थिति के आधार पर, धातु की छीलन विभिन्न प्रकार की हो सकती है: जल निकासी, छिलना, टूटना (चित्र 6)।

चित्र 6. चिप्स के प्रकार

नाली; बी - छिलना; सी - फ्रैक्चर

अपेक्षाकृत नरम लचीली धातुओं को तेज़ गति से काटने पर ड्रेन चिप्स बनते हैं। ऐसे चिप्स के तत्वों के पास पूरी तरह से अलग होने और एक चिकने उत्तल पक्ष और थोड़े उभरे हुए अवतल पक्ष के साथ सीधे या सर्पिल रूप से घुमावदार रिबन के रूप में निकलने का समय नहीं होता है।

कठोर लचीली धातुओं को कम गति से काटते समय, चिप तत्वों को लगभग पूरी तरह से अलग होने का समय मिलता है, लेकिन वे एक दूसरे से काफी मजबूती से जुड़े होते हैं। चिप्स, झुकते हुए, छोटी लंबाई के खंडों में टूट जाते हैं। ऐसे चिप्स को चिपिंग चिप्स कहा जाता है; उनके अवतल पक्ष में तत्वों की स्पष्ट रूप से अलग-अलग सीमाओं के साथ एक चरणबद्ध आकार होता है। कभी-कभी क्लीविंग चिप्स को तत्वों द्वारा अलग कर दिया जाता है। इस मामले में, इसे तात्विक कहा जाता है।

भंगुर धातुओं (कच्चा लोहा, कठोर कांस्य) को काटते समय, चिप्स मनमाने आकार के तत्वों के रूप में निकलते हैं जो एक दूसरे से जुड़े नहीं होते हैं। ऐसे चिप्स को फ्रैक्चर चिप्स कहा जाता है।

काटने के दौरान भौतिक घटनाएँ। धातु काटना एक जटिल शारीरिक प्रक्रिया है, जिसमें गर्मी की रिहाई, काटने के प्रतिरोध बलों का उद्भव और बाहरी घर्षण शामिल है।

काटने में खर्च किए गए यांत्रिक कार्य को तापीय ऊर्जा में परिवर्तित करने के कारण ऊष्मा निकलती है। गर्मी का एक महत्वपूर्ण हिस्सा चिप्स द्वारा दूर ले जाया जाता है, इसका कुछ हिस्सा वर्कपीस और कटर द्वारा अवशोषित किया जाता है। हालाँकि, काटने वाले क्षेत्र में उच्च तापमान उत्पन्न होता है, जो घर्षण के साथ-साथ कटर के घिसाव में योगदान देता है। इसके अलावा, संसाधित सामग्री कटर, वर्कपीस और मशीन भागों को काटने, मोड़ने का प्रतिरोध करती है, जिसके परिणामस्वरूप प्रसंस्करण सटीकता खराब होती है।

नतीजतन, अनुकूल कामकाजी परिस्थितियों को बनाने के लिए, एक टर्नर को काटने के दौरान भौतिक घटनाओं के पैटर्न के बारे में अच्छी तरह से पता होना चाहिए और उनके नकारात्मक प्रभावों को कमजोर करने का प्रयास करना चाहिए। इन मुद्दों पर अध्याय XV में विस्तार से चर्चा की गई है।

नियंत्रण प्रश्न:

कटर के काटने वाले भाग का आकार साधारण पच्चर से किस प्रकार भिन्न होता है?

काटने की प्रक्रिया का सार क्या है?

चिप्स के प्रकारों के नाम बताइए और बताइए कि वे किन परिस्थितियों में बनते हैं।

काटने की प्रक्रिया के साथ होने वाली भौतिक घटनाओं और कटर तथा प्रसंस्करण की गुणवत्ता पर उनके प्रभाव को इंगित करें।

टर्निंग कटर

कृन्तकों के प्रकार. टर्निंग ऑपरेशन में सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले रॉड कटर (चित्र 9 देखें) में एक सिर होता है, जो सीधे काटने में शामिल होता है, और एक आयताकार क्रॉस-सेक्शन रॉड होता है, जिसकी मदद से कटर को सपोर्ट टूल होल्डर में सुरक्षित किया जाता है। सिर के आकार के अनुसार, ऐसे कृन्तकों को सीधे, मुड़े हुए और पीछे की ओर विभाजित किया जाता है (चित्र 7); खिलाने की दिशा में - दाएं और बाएं (चित्र 8); उद्देश्य से - थ्रू, स्कोरिंग, कटिंग, आदि।

कटर के तत्व. कटर में आगे और पीछे की सतहें, काटने वाले किनारे और शीर्ष होते हैं (चित्र 9)। चिप्स सामने की सतह के साथ बहती हैं, जबकि पीछे की सतह वर्कपीस की ओर होती हैं।

जब आगे और पीछे की सतहें प्रतिच्छेद करती हैं, तो काटने वाले किनारे बनते हैं, जो काटने की प्रक्रिया में भागीदारी की डिग्री के आधार पर, मुख्य और सहायक होते हैं। वह कर्तन किनारा जो मुख्य काटने का कार्य करता है, मुख्य किनारा कहलाता है। शेष किनारे जो भाग की सतहों को साफ करते हैं, सहायक कहलाते हैं।

कटर में आमतौर पर केवल एक रेक फेस और एक मुख्य कटिंग किनारा होता है। काटने वाले किनारों के अनुसार, पीछे की सतहों के नाम निर्धारित किए जाते हैं: मुख्य काटने वाले किनारे को बनाने वाले को मुख्य कहा जाता है, और सहायक काटने वाले किनारों को सहायक कहा जाता है।

चित्र 9. रॉड कटर:
मैं नेतृत्व करता हूं; द्वितीय-छड़ी;
1-शीर्ष; 2- सहायक अत्याधुनिक; 3-सामने की सतह;

4 मुख्य अत्याधुनिक; 5-मुख्य पिछली सतह; 6-सहायक पिछली सतह

शीर्ष काटने वाले किनारों का प्रतिच्छेदन बिंदु है। नुकीला शीर्ष नाजुक होता है, इसलिए इसे एक निश्चित त्रिज्या r के साथ गोल किया जाता है।

टिप से कटर के आधार (सहायक सतह) तक की दूरी h को कटर की ऊंचाई कहा जाता है।

सामग्री काटना. कटर के निर्माण के लिए, उच्च काटने के गुणों वाली विशेष उपकरण सामग्री का उपयोग किया जाता है। इनमें हाई-स्पीड स्टील्स और हार्ड अलॉय शामिल हैं।

गर्मी उपचार के बाद उच्च गति वाले स्टील 600 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान पर काटने के गुणों को बनाए रखने में सक्षम हैं। इनमें से, सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला स्टील ग्रेड R6M5 है, जिसमें संख्याएं मिश्रधातु घटक के औसत प्रतिशत को दर्शाती हैं (अक्षर पी के बाद - टंगस्टन, एम के बाद - मोलिब्डेनम)।

छोटी प्लेटों के रूप में कठोर मिश्र धातुओं को सोल्डर किया जाता है या यंत्रवत् कटर छड़ों से जोड़ा जाता है, 1000 डिग्री सेल्सियस तक ताप तापमान का सामना करते हैं, उच्च कठोरता रखते हैं, गर्मी उपचार की आवश्यकता नहीं होती है और उच्च गति वाले स्टील्स की तुलना में 4-5 गुना अधिक काटने की गति की अनुमति देते हैं। इसके साथ ही, कठोर मिश्र धातुओं में भंगुरता बढ़ जाती है और अचानक तापमान परिवर्तन के तहत टूटने का खतरा होता है, जिसे उनके संचालन के दौरान ध्यान में रखा जाना चाहिए।

अक्सर, कच्चा लोहा और अलौह धातुओं के प्रसंस्करण में, VK8 ब्रांड के टंगस्टन मिश्र धातुओं का उपयोग किया जाता है, और स्टील के प्रसंस्करण में, टाइटेनियम-टंगस्टन मिश्र धातुओं T15K6 का उपयोग किया जाता है। उनकी संरचना (टंगस्टन कार्बाइड को छोड़कर) अक्षरों और संख्याओं द्वारा इंगित की जाती है, उदाहरण के लिए: T15K6 मिश्र धातु में 15% टाइटेनियम कार्बाइड, 6% कोबाल्ट (बाइंडर) और 79% टंगस्टन कार्बाइड होता है।

नियंत्रण प्रश्न:

रॉड कटर के प्रकार बताएं।

टर्निंग कटर का सिर किन तत्वों से बना होता है? उनकी परिभाषा दीजिए।

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