что такое нарост на резце
Нарост при резании
При резании широкой номенклатуры конструкционных материалов при определенных условиях (режимах резания) на передней поверхности инструмента образуется нарост [2] (рис. 4.5).
В сечении главной секущей плоскостью нарост имеет форму клина. Нарост состоит из частиц обрабатываемого материала. Твердость нароста в 2,5…3,5 раза выше твердости обрабатываемого материала. Поэтому он выполняет роль режущего инструмента, изменяя действительный передний угол γд (γд > γ). Нарост всегда увеличивает передний угол инструмента.
Рис. 4.5. Схема образования нароста
В связи с этим нарост оказывает существенное влияние на процесс деформации, силу и температуру резания.
Нарост может выступать за режущую кромку (∆a – приращение толщины среза), изменяя тем самым размеры обработанной поверхности.
Важнейшей особенностью нароста является его способность разрушаться и вновь образовываться, вызывающая колебания технологической системы.
При этом часть нароста уносится со стружкой, а другая его часть остается на обработанной поверхности детали, увеличивая тем самым шероховатость поверхности.
В тех случаях, когда нарост становится достаточно устойчив, он способен защищать заднюю и переднюю поверхности инструмента от износа.
Установлено, что при малых температурах резания нарост не образуется. Это связано с тем, что при малых температурах резания (что имеет место при малых скоростях резания) недостаточно велики силы молекулярного прилипания (адгезии), удерживающие основание нароста на передней поверхности инструмента.
С увеличением температуры резания условия молекулярного прилипания улучшаются.
Заторможенный на передней поверхности слой принимает форму клина, ибо только в такой форме нарост способен резать обрабатываемый материал.
Так как температура резания еще не слишком велика, нарост способен упрочняться, принимать большие размеры и большие передние углы γυ.
Однако нарост больших размеров очень неустойчив. Он быстро разрушается и возникает вновь. При этих условиях он оказывает особенно сильное влияние на шероховатость поверхности.
Таким образом, с увеличением температуры резания действительный передний угол γυ увеличивается. Увеличение γд наблюдается лишь до некоторой температуры резания. Для конструкционных сталей эта температура равна примерно 300 ºС. При θ > 300 ºС нарост разупрочняется, и с повышением θ высота нароста уменьшается, вместе с тем уменьшается и γд (рис. 4.6).
Рис. 4.6. Схема влияния температуры резания θ на высоту нароста H и действительный передний угол γд
При θ = θ3 = 600º нарост исчезает и при более высоких температурах действительный передний угол равен статическому (γд = γ).
С учетом явления наростообразования зависимости коэффициента усадки стружки и сил резания от скорости резания выражаются типичными горбооразными кривыми (рис. 4.7).
Рис. 4.7 Схема влияния скорости резания V на коэффициент усадки стружки K и силу резания P
Причем скорости V1 соответствует температура θ = 80…100 ºС, скорости V2 – температура θ2 = 300 ºС, а скорости V3 – температура θ3 = 600 ºС.
При обработке таких материалов, как медь, латунь, бронза, олово, закаленные стали, большинство титановых сплавов, белый чугун, стали с большим содержанием хрома и никеля нарост не образуется.
Меры борьбы с наростом. Уменьшение высоты нароста и его влияние на шероховатость и точность обработки достигается за счет:
· уменьшения толщины срезаемого слоя и увеличения переднего угла;
· применения смазочно-охлаждающих жидкостей;
· выбора режимов резания, при которых температура резания θ > 600 ºС.
· предварительного нагрева или охлаждения заготовки.
Влияние нароста на процесс резания
В процессе резания, сопровождающегося отделением стружки с поверхности вращающейся заготовки, при определённых условиях происходит налипание обрабатываемого материала на переднюю поверхность инструмента. Образуется так называемый нарост с достаточно высокой твёрдостью, которая в два, а то и три раза выше, чем у самого материала заготовки.
Становясь своеобразной частью режущего инструмента, нарост меняет геометрические показатели технологического процесса, непосредственно участвуя в процессе обработки заготовок и оказывая влияние на конечный результат.
Во время обработки нарост разрушается, скалываясь с поверхности резцов, но затем он вновь образуется. Причём часть нароста выводится со стружкой, но некоторое количество вдавливается в обтачиваемую заготовку.
Чтобы уменьшить нарост рекомендуется снизить шероховатость передней плоскости резца и если это возможно увеличить передний угол. Также очень эффективно для снижения нежелательного нароста использовать специальные охлаждающие жидкости.
Стоит отметить, что при резании чугуна и других материалов, отличающихся хрупкостью, нарост не образуется.
Как правило, нарост на режущем инструменте образуется при работе с заготовками из относительно вязких металлов. Суть явления сводится к тому, что на передней грани резцов в процессе обработки возникают силы трения, вызванные скольжении стружки, что несколько задерживает её ход. Причём деформации, проистекающие в слоях металла которые находятся ближе к передней грани, увеличиваются. В итоге металлические частицы из этих слоёв отделяются от постоянно движущихся слоёв стружки и привариваются к передней грани резца.
Большое давление, возникающее в процессе резания, способствует упрочнению в металле образовавшегося нароста. По прошествии некоторого времени нарост неизбежно увеличивается, причём при налипании всё новых слоёв часть нароста начинает свешиваться над задней гранью головки инструмента.
В определённый момент процесса обработки часть нароста отрывается и попадает между обрабатываемой поверхностью и задней гранью режущего инструмента. В итоге она вдавливается в последнюю, как показано на рисунках ниже.
Вдавливание нароста в обрабатываемую поверхность
Частицы нароста, которые остаются на передней грани резца также подвергаются отрыву. Они уносятся вместе со стружкой, образующейся в процессе обработки. Подобные отрывы нароста происходят довольно часто, последовательно, один за другим (от 70 до 80 в секунду).
Часть нароста уносит стружка
При малых скоростях обработки в пределах от 3 до 5 метров в минуту нарост не образуется вовсе. При обработке стали средней твердости со скоростью резания в пределах от 60 до 80 метров в минуту наблюдается уже заметное формирование нароста.
При более интенсивной обработке, со скоростью резания превышающей 60 – 80 метров в минуту нарост образуются довольно редко. При дальнейшем увеличении скорости резания нарост становится и вовсе не заметен.
Так как нарост обладает довольно высокой твёрдостью, при образовании он начинает резать обрабатываемый металл, тем самым в некоторой степени способствуя защите режущей кромки от воздействия трения стружки.
Для обдирочных, черновых работ нарост оказывается, даже полезен, так как несколько продлевает ресурс резцов. Однако на чистовых работах образование нароста вредно в виду того что при обработке сорвавшиеся и вдавленные в обработанную поверхность частички металла будут вызывать нежелательные неровности, а свисание нароста будут влиять на конечный размер готовой детали.
Нарост на резце
В процессе стружкообразования при резании пластических металлов может появиться «застойная» зона металла. Она появляется в тех случаях, когда передняя поверхность инструмента, давящая на срезаемый слой, не закруглена по достаточно малому радиусу и стружка не может достаточно быстро скользить по ней.
Силы трения между передней поверхностью инструмента и частицами срезаемого слоя становятся больше сил внутреннего сцепления в стружке. Вследствие этого образуется застойная зона частиц металла срезаемого слоя, находящаяся под воздействием почти равномерного всестороннего сжатия, и при наличии определенных температурных условий она приваривается к передней поверхности резца. В зависимости от условий деформации, пластичности обрабатываемого металла, величины угла действия η силы и скорости резания ( рис. 253 ) изменяются.
Нарост ( рис. 256, в ) находится под воздействием силы трения Т, сил сжатия Р, Р 1 и силы растяжения Q. Увеличение нароста изменяет соотношение сил; сумма сил Р и Q становится больше силы Т и происходит срыв нароста. Частота срывов нароста зависит от скорости резания.
Рис. 256. Схема образования нароста.
При наличии нароста изменяется форма передней поверхности инструмента, изменяется состояние трущихся поверхностей и угол резания. Нарост уменьшает нагревание лезвия, удаляет от него центр давления стружки на резец, защищает резец от износа. По своей структуре нарост отличается как от структуры стружки и обрабатываемого металла, так и от структуры металла режущего инструмента. Благодаря большей твердости, чем твердость обрабатываемого металла, нарост производит его деформирование, и поэтому при грубой (обдирочной) работе он не считается вредным.
Во избежание появления нароста рекомендуется изменять геометрию режущего инструмента, делать тщательную доводку передней поверхности его, применять смазывающе-охлаждающую жидкость и работать на высоких скоростях.
Коварный периодонтит: подкрался незаметно, оставил без зуба
Периодонтит – следующий этап воспаления после пульпита. Инфекция локализуется на верхушке корня зуба и окружающих ее тканях. Болезнь часто протекает бессимптомно, но без своевременной помощи приводит к потере зуба.
Причины:
Виды периодонтита
| Форма | Вид | Как болит |
|---|---|---|
| Острый | Серозный | Легкие ноющие боли в области зуба. |
| Гнойный | Пульсирующая боль. Может усилиться подвижность зуба. Возможна припухлость щеки, слабость, температура, флюс. | |
| Хронический | Фиброзный | Без симптомов или небольшое потемнение, тусклый цвет коронковой части зуба. |
| Гранулирующий | Легкая болезненность при накусывании со временем переходит в боль от горячего, при жевании, при давлении. Десна краснеет и опухает. | |
| Гранулематозный | Отсутствие симптомов. Появляется свищ для оттока отделяемого, но пациент не всегда может его увидеть. |
Самым агрессивным считается гранулирующий периодонтит, который очень быстро распространяется на соседние ткани. При таком диагнозе чаще всего зуб не удается сохранить.
При гранулематозной разновидности болезни у очага воспаления есть твердая оболочка, а внутри она заполнена гноем. В зависимости от размера эти новообразования называют гранулемой (до 5 мм), кистогранулемой или радикулярной кистой (более 1 см).
Таким образом, гранулема и киста корня зуба – это проявления хронического периодонтита.
Диагностика
Не путайте свищ со стоматитом. Свищ похож на прыщик, расположен на десне около корней зуба, не болит при надавливании. При появлении свища скорее обратитесь к стоматологу.
Заподозрить проблему до образования свища или флюса врач может по жалобам. Очень важно, чтобы пациент описывал все симптомы, не стеснялся жаловаться на слабую, невыраженную, изредка появляющуюся боль и дискомфорт.
Точно установить диагноз помогает рентген. Периодонтит виден даже на маленьком прицельном снимке. Далее для планирования лечения стоматолог предложит сделать панорамный снимок (все зубы на одном кадре) или компьютерную томограмму (трехмерное изображение зубочелюстной системы).
Лечение
В зависимости от стадии и формы болезни доктор подберет оптимальный метод.
1. Терапевтическое лечение. Как правило, требуется три посещения стоматологического кабинета.
2. Зубосохраняющие операции. Иногда консервативных методов недостаточно. Стоматолог-хирург может провести цистэктомию (удаление кисты) или резекцию верхушки корня (отсечение части зуба вместе с кистой).
3. Удаление зуба. В запущенных стадиях полностью победить очаги инфекции не получится. Попытки спасти зуб приведут к большим финансовым тратам и поставят под угрозу соседние зубы. Наилучшим решением будет установить на месте пораженного зуба имплантат.
Если оставить зуб без лечения, его ждет преждевременное удаление. Воспаление будет разрастаться и перейдет в острую стадию, причем в самый неудачный момент.
Периодонтит у детей
У ребенка воспаление периодонта может развиться как на молочных, так и на постоянных зубах. Особенности детского периодонтита:
Лечение проходит по той же схеме, что и у взрослых. Если до выпадения молочного зуба осталось меньше года или корни уже рассосались, детский стоматолог предложит удалить зуб.
Профилактика
Простые и не затратные меры позволят снизить риски появления периодонтита и потери зуба.
За экспертную помощь в написании статьи и предоставленные примеры работ благодарим стоматолога-терапевта Юрьеву Ольгу Юрьевну.
Токарное дело
Нарост и его влияние на процесс резания
Нарост и его влияние на процесс резания. При резании вязких металлов на передней поверхности резца у режущей кромки часто обнаруживается кусочек приварившегося металла, называемый наростом. Явление нароста состоит в следующем. При скольжении стружки по передней поверхности резца возникают силы трения, задерживающие ее движение. Вследствие этого деформация в слоях металла, расположенных ближе к передней поверхности резца, увеличивается. Частицы металла этих слоев отделяются от непрерывно движущихся верхних слоев стружки и привариваются к передней поверхности резца, образуя нарост. Большое давление резания способствует упрочнению металла нароста. С течением времени нарост увеличивается (за cчет наращивания новых слоев металла), причем образуется часть нароста, свешивающаяся над задней поверхностью резца (б). В некоторый момент эта часть нароста отрывается от основной массы и, попадая между задней поверхностью резца и обработанной поверхностью (в), вдавливается в последнюю ( г).
Частота нароста
Частицы нароста, оставшиеся на передней поверхности резца, также отрываются от него и уносятся со стружкой (д). Такие срывы нароста происходят быстро один за другим (70—80 срывов в секунду), что объясняется, по-видимому, вибрациями, возникающими в процессе резания.
Образование и срыв нароста.
При низких скоростях (3—5 м/мин) нарост не образуется. При более высоких скоростях резания (до 60— 80 м/мин) стали средней твердости происходит более или менее заметное образование нароста. При скорости свыше 60—80 м/мин нарост наблюдается реже, а при еще более высоких скоростях он совсем не заметен.
Нарост обладает повышенной твердостью и поэтому может резать обрабатываемый материал, защищая режущую кромку от непосредственного воздействия стружки. В этом случае соприкосновение стружки с резцом происходит на площадке передней поверхности, удаленной от режущей кромки. Это улучшает условия работы резца при обдирочной работе.
При чистовых работах нарост вреден. Сорвавшиеся и вдавленные в обработанную поверхность частицы нароста образуют неровности, недопустимые при чистовой обработке деталей. При резании чугуна и других хрупких металлов нарост не образуется.
Силы, действующие на резец. В результате сопротивления срезаемого слоя металла деформации сжатия, трения стружки о переднюю поверхность резца и некоторых других причин возникает сила резания.
При работе токарного резца эта сила разлагается на три составляющие — собственно силу резания Рz силу подачи Рх и радиальную силу Ру. Сила резания Pz, касательная к поверхности резания, действует в направлении главного движения. Сила Рх действует в направлении подачи. Радиальная сила Ру перпендикулярна к подаче. Все три силы измеряются в килограммах (кг).