Про наклеп

[Dr.Demis]

Да причем тут вообще машиностроение? Это же справочник, где описываются физические процессы. Или у промышленного машиностроения какая то своя особая физика?
Думаю никто не будет спорить, что процессы и там и там одни и те же, только сила воздействия разная. Так почему это "физически невозможно"? Может имеет смысл говорить про степень выраженности изменений?

[diki_PAPA]

Обсуждение продолжается? Хорошо
Действительно, в данном разделе рассматривается теория обработки безотносительно применения. Абстрактный конь в вакууме Некоторые моменты вообще рассматриваются на примере единичного зерна.
Попробую порассуждать, если ошибаюсь - поправляйте.
Еще несколько выдержек из того-же источника.




Данное выражение кмк хорошо объясняет почему в случае алмазов имеем более агрессивное резание и незначительное пластическое деформирование (наклеп). Величина радиуса закругления зерен безусловно маленькая (острые кристаллы). И мы находимся в области больше 0,5. В случае водников имеем радиус закругления больше у целых зерен. Из них зафиксированные зерна работают на деформирование и резание, осколки зерен работающие только на резание, а свободный абразив, эдакие катающиеся "шарики" работают на деформацию. Вопчем источников происхождения того самого остаточного напряжения сжатия (наклепа) больше, чем при работе с алмазами.

И последнее. Про давление.



Что-что а производительность труда в СССР любили и категорически выдвигали Согласно этого, оптимальное давление при тонких процессах абразивной обработки лежат в районе 2 кг/см2. А это небольшое давление. Совсем небольшое.

Все написанное выше лишь мои размышления и попытка обобщить прочитанное

[Dr.Demis]

О... А я сразу и не обратил внимания...

Усилия при обработке могут доходить до полутонны, т.е. вектор по нормали (тот, который может создавать наклёп) может доходить до двух сотен кг на квадратный мэ-мэ.

19400 атмосфер?
На дне Марианской впадины всего то 1086 атмосфер, а давление самого мощного из описанных промышленных прессов - 640.
Че то как то не вяжется, не?

[ZingeR]

Dr.Demis, вполне вяжется, как я представляю. прикладываем макроусилие к микрообъекту - и вуаля

[diki_PAPA]

200000 т/м2 даже у меня, ламера в этих делах вызывает сомнение. Это скажем 8 АПЛ Курск стоящие на клочке метр на метр. Скорее Лис с размерностью ошибся. Не мэ-мэ, а сэ-мэ, но и это на порядок выше, чем указано в вумной книжке

Про точность обработки забыл. Никто не спорит, что человеку далеко по прецизионности работы до машин, но физика то не меняется от того, кто управляет абразивом или обрабатываемой деталью. Что черовек, что машина в этом плане перед Богом и законами равны. Станки намного ровнее но тем не менее.

[GDM]

Блондинка весом в 50кг. наступая на один каблук площадью 1см2 (не самая тонкая шпилька) создаёт давление всего то в 500т/м2

[diki_PAPA]

Да всем понятно, что давление обратно пропорционально площади приложения Но как-то маловероятным представляется то, что шлифование и доводка производится на площади 1мм2. Если перейти к более правдоподобным площадям, с соблюдением заданного давления 200 кг/мм2, ну хотя-бы 1 см2, и пересчитать давление, то получим силу 20т на см2. И т. д.

[GDM]

А если пересчитать в другую сторону? суммарная площадь контакта вершин абразива составляющая пару десятков квадратных микрон? достаточно простого прижима плиты в 100кг. для создания такого точечного давления???

P.S. Это не касается практики, комментарий относится исключительно к математической части порядков физических величин и субъективных величин "верю / не верю". Конкретные величины можно рассматривать только на конкретных станках и для конкретных деталей (учитывая все параметры прижимных усилий и площадей деталей + параметры абразивов и свойства обрабатываемых материалов и материалов притира).

[Dr.Demis]

Ребята, вы просто разрываете мне мозг

Dr.Demis, вполне вяжется, как я представляю. прикладываем макроусилие к микрообъекту - и вуаля

Именно поэтому я перевел в атмосферы... Для простоты восприятия.
Если тебе так проще пусть будет:
19400 атм.
200 кг/мм.кв
20000 кг/см.кв
200000000 кг/м.кв
Что там про вуаля?

Блондинка весом в 50кг. наступая на один каблук площадью 1см2 (не самая тонкая шпилька) создаёт давление всего то в 500т/м2

Почему не на км? Блондинка развивает давление всего лишь 50 кг/см.кв или всего лишь 0,5 кг/мм.кв. Для описанного Лисом давления понадобится всего то 400 блондинок стоящие на одном (на всех!!!) каблуке.

А если пересчитать в другую сторону? суммарная площадь контакта вершин абразива составляющая пару десятков квадратных микрон? достаточно простого прижима плиты в 100кг. для создания такого точечного давления???

Дима, давай без натяжек, это физика а не диалектика Давайте тогда за площадь приложения силы считать не площадь абразива, а "суммарную площадь контакта вершин абразива"
Вообще предлагаю на этом закончить спорить с основами физики (7 класс средней школы кстати) и дождаться ответа Лиса. Зуб даю что имеет место простая опечатка.
Но гораздо интереснее другое: Исходя из выше сказанного получается, что от силы давления на абразив зависит степень изменений в поверхностном слое и механизм как с алмазами (чем меньше нажим тем эффективнее) уже не работает. Получается, что для достижения наилучшегго эффекта нужно как то научиться контролировать это давление, а это имхо в разы сложнее чем угол держать

[Lis_13]

Да, моих ответов при моей скорости печати приходится дожидаться. Тут уж ничего не поделаешь...

...Это же справочник, где описываются физические процессы. Или у промышленного машиностроения какая то своя особая физика?..

Нет, физика для всех одинакова. По крайней мере законы сохранения энергии и равенства действия и противодействия.

...Думаю никто не будет спорить, что процессы и там и там одни и те же, только сила воздействия разная. Так почему это "физически невозможно"?

Технически - да, и там и там процессы можно считать одинаковыми. Но сила воздействия - ОЧЕНЬ разная. Теперь о "физической невозможности".
1. При станочной обработке обеспечивается предельно жёсткая фиксация детали, заведомо недостижимая для нашего конкретного случая - заточка ножа вручную (даже если используются Лански-подобные приспособления). С некоторым допущением можно говорить, что при станочной обработке практически вся энергия, которой обладают абразивные зёрна передаётся поверхности детали. При ручной обработке картина существенно меняется. Надеюсь, все помнят про то, что "на каждое действие есть равное по силе и противоположное по направлению противодействие" и выводимый из этого "путь наименьшего сопротивления"? И, надеюсь, никто не будет спорить, что существенная часть энергии, которой обладают абразивные зёрна будет теряться в, скажем так, приспособлениях для фиксации ножа, т.е. в руках (и, если они используются, Лански-подобных штуковинах).
2. Никто не поставил под сомнение утверждение о том, что сталь обладает упругостью, и что для создания пластической деформации придётся эту упругость преодолеть. Для преодоления упругости необходима какая-то энергия. Т.е. абразивные зёрна (помимо определённой геометрии) должны обладать необходимым запасом энергии. Откуда берётся энергия при станочной шлифовке понятно: есть скорость вращения абразивного инструмента и есть скорость подачи, т.е. скорость движения заготовки относительно инструмента. И скорости эти довольно значительны. Дальше - формула расчёта кинетической энергии: половина произведения массы на квадрат скорости. То, что энергетическая составляющая процесса при ручной шлифовке будет не сопоставимо ниже, думаю, тоже доказывать не надо.
3. Кроме самого факта обладания достаточной энергией принципиальное значение имеет интервал времени, за которое эта энергия будет передана поверхности. Простой пример. Десять килограммов мелкого песка, высыпанных тонкой струйкой за долгое время с высоты одного метра на, скажем, обычную лампочку накаливания, суммарно будут обладать энергией, многократно превосходящей ту, что необходима для преодоления ничтожного предела упругости стеклянной колбы. Но лампочка останется целой - только поцарапается. Но если на такую же лампочку с той же высоты сбросить полукилограммовый камень, стекло разлетится вдрызг. Не проверял сам, но, сдаётся, что лампочка будет уничтожена как осветительный прибор даже стограммовым камешком.
Понятно, что стеклянная лампочка - это лишь эффектный наглядный пример. В случае со сталью вступает в силу ещё один фундаментальный закон физики - закон инерции. Если к поверхности стали прилагать нагрузку медленно, растянуто во времени, то поверхностные слои стали будут успевать передавать излишек энергии всё более глубоко залегающим слоям. Т.е. вместо пластической деформации поверхностных слоёв получится упругая деформация на значительную глубину стали. Таким образом, энергия, заведомо достаточная для пластической деформации стали должна быть передана поверхности детали за максимально короткий промежуток времени. Проще говоря - должна присутствовать ударная нагрузка. (В скобках замечу, что таки - да, можно обойтись и без удара. Но тогда энергии потребуется передать значительно больше, а пластическая деформация наступит не в поверхностных слоях, а на значительную глубину массива стали. Этот случай я здесь не рассматриваю.)
Откуда берётся ударная нагрузка при станочной шлифовке - очевидно. Более того, можно говорить, что каждое отдельное зерно абразива гарантированно ударяет по поверхности стали; при окружных скоростях инструмента даже в 5-7 м/с по другому просто не бывает. А скорости у абразивных кругов, как я уже писал, повыше будут. Присутствует ли ударная нагрузка при ручной шлифовке - вопрос, на самом деле не такой однозначный. Я бы не стал категорически утверждать, что её нет вообще и быть не может. Я просто не задавался этим вопросом. Но даже если допустить, что она всё-таки есть, то доля её будет далеко не существенной, и уж точно не основной в общей картине создаваемых при ручной шлифовке нагрузок.
Подведём промежуточный итог. Здесь можно провести вполне обоснованную аналогию с процессом, при котором наклёп образуется абсолютно бесспорно - холодная ковка. Итак, при холодной ковке мы имеем (кроме самой стальной дели): 1) наковальню, жёстко фиксирующую деталь от перемещений в пространстве; 2) молот, способный развивать энергию, необходимую для преодоления предела упругости стали; 3) удар молотом, мгновенно передающий эту энергию поверхностным слоям стальной детали. Вопрос в том, получим ли мы требуемый наклёп, если уберём из этих стартовых условий какой-нибудь компонент - будь то наковальня, молот или удар.
Да, физика процесса - везде одинакова. Т.е. приходится иметь дело с одними и теми же законами физики. А степень воздействия - разная. И эта разность в степени воздействия - критична. Если степень воздействия недостаточна, то добиться требуемого эффекта может оказаться физически невозможно. Именно "физически", т.е. исходя из базовых законов физики, затрагиваемых при воздействии. Без внятного объяснения откуда берётся необходимая для протекания процесса энергия (не противоречит ли это закону сохранения энергии), куда эта энергия расходуется (не противоречит ли это закону действия-противодействия) и за какие интервалы времени этот расход происходит (не упущен ли из виду фактор времени как таковой и не нарушен ли принцип линейности времени) всё прочее уже не имеет значения. Можно перелопатить сколько угодно умных книжек и привести из них любое количество цитат, но это никак не отменяет базовых законов физики.
По большому счёту, выше приведённого уже достаточно, чтобы самостоятельно подумать о возможности появления наклёпа при ручной заточке ножей на водных камнях - в контексте: откуда берётся энергия? достаточно ли её? как и куда расходуется? за какое время? и т.п.
Но есть ещё два важных момента. Воспользуюсь приведённой аналогией.
Четвёртый (по сквозной нумерации) пункт - прочность молота. Получится ли наклёп, если вся энергия удара (или значительная её часть) уйдёт на деформацию или разрушение рукоятки? Дополнительный вопрос: общеизвестно, что стекло твёрже резины; означает ли это, что стекло прочнее резины? И что оконное стекло, если в него зафутболить резиновым мячиком, уцелеет, а резиновый мячик порвётся?
Пятый пункт - площадь контакта поверхностей. Получится ли поверхностный наклёп, если молот будет заточен под зубило? Дополнительный вопрос: общеизвестно, что случится, если резиновым мячиком зафутболить в оконное стекло; означает ли это, что осколком того самого оконного стекла не удастся вспороть тот самый резиновый мячик?
Но об это позже. Мой предел усидчивости за клавиатурой уже преодолён.