Файл: Вульф А.М. Резание металлов.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 245

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

быстрорежущих резцов допускается ширина фаски износа по задней грани п3 = 1,5-^2,0 мм при грубой обработке стали и п3 = Зн-4 мм при обработке чугуна. Столь-различные значения при обработке стали и чугуна объясняются слабым износом перед­ ней поверхности и повышенным износом задней поверхности резца при обработке чугуна.

Естественно, что для твердосплавных резцов, как более хруп­ ких и работающих с высокими скоростями резания, величины допустимого износа уменьшаются до значений h3 = 0,8-^-1,0 мм при грубой обработке стали и h3 = 1,4-=-1,7 мм при обработке чугуна с подачей s >» 0,3 мм/об или п3 = 0,8-=-1,0 мм при обработке

i l

l

V65м

с

мии

 

 

 

 

 

v-55

м/мин

 

 

о

' _

 

 

 

v-ЗОм/мин

/

/

 

 

Г""]Jгя1 ИИщ

С-I'>—<>—< -—<

 

 

п

120 W 150

180 200

220 240

20 М? ВО 80 WQ

 

Время

раЬоты резца

Г, мин

Рис. 102. Кривые износа по задней поверхности резца

чугуна с подачей s << 0,3 мм/об. Несколько сниженные нормы износа для твердосплавных резцов вызваны необходимостью из­ бежать чрезмерного их затупления, способствующего разрушению и вибрациям, особенно вредным для хрупкого инструмента.

С увеличением фаски износа по задней поверхности и при чрез­ мерном затуплении твердосплавного резца возрастает частота выкрашивания режущей кромки и вместе с этим увеличивается стоимость инструмента. Но с увеличением фаски износа при по­ стоянном режиме работы инструмента сокращаются затраты, свя­ занные с его сменой и заточкой. В результате можно найти опти­ мальный износ, при котором обеспечивается минимальная стои­ мость инструмента, отнесенная на одно изделие. На рис. 103 показано изменение элементов стоимости инструмента с увеличе­ нием фаски износа по задней грани п3.

Практически при определенных обстоятельствах норму износа приходится значительно уменьшать. Например, при чистовой

180


отделке стальных валов широкими резцами с большими подачами за критерий затупления резца принимается износ по задней по­ верхности лишь до 0,2—0,25 мм, так как после достижения его

 

1,20

 

 

 

<,

! ' 0 0

 

 

 

|

0,80

 

 

 

|

0,60

 

 

 

^ОМО

 

 

 

 

0,20

 

 

 

 

0

 

 

 

 

0,5

1,0

1,5

к3,мм

Рис. 103. Изменение стоимости инструмента,

отне­

сенной на одно изделие, по элементам

в зависимос­

ти

от степени затупления

по задней

поверхности:

1

— стоимость з а т о ч к и ; 2 — стоимость м а т е р и а л а и н с т р у ­

мента; 3

стоимость

п о л о м о к и ' в ы к р а ш и в а н и я ; 4 —

 

 

с т о и м о с т ь

смены

и н с т р у м е н т а

появляются

сильные

вибрации и

заметно ухудшается качество

обработанной поверхности. И, вообще, при отделочных операциях критерий затупления устанавливается исходя из требований

точности

и чистоты

обработки.

 

 

 

Надо

заметить,

 

что

при

L.MM

 

 

отделочных

операциях,

когда

7ООО

 

 

необходимо обеспечить точность

 

 

 

изделия

по

всей

 

его

длине,

 

 

 

износ резца было бы целесооб­

 

 

 

разно относить не ко времени

 

 

 

работы резца, а к пути, пройден­

 

 

 

ному резцом, или к единице

 

 

 

обработанной

длины

изделия.

 

 

 

Это позволит

более

правильно

 

 

 

оценивать

эксплуатационные

 

 

 

качества

и возможности инстру­

 

 

 

мента. На рис. 104 построены

 

 

 

кривые,

показывающие

изме­

 

 

 

нение удельного

износа

и

со­

Рис. 104.

Удельный размерный износ

ответственно

пути,

пройденного

резцом,

в зависимости

от

ско­

и путь L , пройденный резцом до затуп­

ления в зависимости от скорости

ре­

рости

резания.

Как

 

видим,

 

 

зания

 

имеется

 

оптимальное

значение

 

 

 

скорости,

при которой

 

удельный износ,

отнесенный к 1000

м

пройденного пути, является минимальным, а производительность—• максимальной

181


При чистовой отделке крупных деталей нельзя прерывать ра­ боту на проходе и, следовательно, целесообразно устанавливать норму износа на одну деталь или на партию деталей.

Из всего изложенного выше можно сделать вывод, что критерий затупления, или норма износа инструмента, — условная ве­ личина, зависящая от характера обработки, режима резания, материала инструмента и других факторов, в частности от сте­ пени взаимодействия инструментального и обрабатываемого ма­ териалов. При малом трении между обрабатываемой деталью и режущим инструментом норма износа последнего может быть за­ метно увеличена до размеров, определяемых конкретными обстоя­ тельствами, в частности жесткостью системы СПИД.

Впроизводственной обстановке желательно иметь объективные

илегко наблюдаемые показатели затупления, не требующие до­ ведения инструмента до полного износа, после которого эксплуа­ тация его становится явно нерентабельной. Были сделаны по­ пытки установить в качестве критерия затупления такие пока­

затели, как повышение

силы резания

Рг (до 20%) или силы Рх

(до 100%) и увеличение

затрачиваемой

мощности (на 20%). Прак­

тика показала существенные недостатки этого метода. Мощность, расходуемая в процессе резания, не всегда характеризует степень затупления инструмента. С постепенным углублением лунки из­ носа на передней поверхности мощность нередко уменьшается и

только

по мере дальнейшего

затупления по задней поверхности

и выкрашивания режущей

кромки будет наблюдаться повы­

шение

мощности.

 

В производственных условиях нередко руководствуются сле­ дующими признаками затупления: блестящей полоской на по­ верхности резания; явным ухудшением чистоты обработанной поверхности; заметно усилившимся искрением (при скорост­ ном резании); следами дробления на обработанной поверхности; изменением, вида стружки и ее цвета и др.

В последнее время появились специальные устройства для непрерывного автоматического контроля за состоянием,режущих кромок инструмента. С помощью фотоэлемента учитывается тем­ пература, изменяющаяся с износом инструмента [154].


Г л а в а IX

ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ НА ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА

42.СТОЙКОСТЬ ИНСТРУМЕНТА И СКОРОСТЬ РЕЗАНИЯ

Производительность процесса резания в значительной мере определяется стойкостью режущего инструмента, поскольку стой­ кость в сильнейшей степени зависит от скорости резания, как основного фактора износа режущего клина. Попытки теоретиче­ ского расчета износа при помощи единой формулы не увенчались успехом. Этому препятствует чрезвычайная сложность процесса резания, на течение которого влияет очень много параметров в самых разнообразных сочетаниях (некоторые исследователи насчитывали свыше 13 млн. сочетаний).

Все более раскрывается физическая сущность явлений износа (абразивного, адгезионного, диффузионного и др.), и отдельные виды износа описаны математическими уравнениями, показываю­ щими доминирующую роль скорости резания и позволяющими ориентировочно рассчитать стойкость инструмента, работающего при определенных условиях. Должно быть очевидным, что с повы­ шением скорости, а тем самым температуры резания в некотором диапазоне возрастает работа трения, изменяются адгезионные связи, форсируется диффузионное растворение и, следовательно,

стойкость инструмента будет

уменьшаться подчас весьма

резко.

В этих условиях зависимость

Тv при прочих постоянных

пара­

метрах может быть.выражена графиком (рис. 105, а) в виде кривой стойкости, более или менее круто спускающейся вниз с увеличением

скорости резания

v.

 

Прибегая

к

логарифмической анаморфозе (линеаризации),

т. е. строя

график Тv в логарифмических

координатах

(рис. 105, б), находим выражение зависимости стойкости от ско­ рости резания

Т = -^г-,

(133)

 

v m

 

где Ст — постоянная, зависящая от материала изделия,

резца,

размера среза и др.; Т—время

работы до затупления

в мин;

183


— — степень относительной стойкости, равная тангенсу наклона прямой; v — скорость резания в м/мин.

Величина -— имеет большое практическое значение. Она

т

показывает, насколько интенсивно изменяется стойкость инстру-

 

 

 

 

 

too

 

 

 

 

 

 

§ 2 0 0

 

 

 

 

 

 

кг

 

 

 

 

 

 

 

в 100

 

 

 

 

 

 

з-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В 30

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

I

1 5

 

 

 

 

 

 

<5 10

 

40

80

120 160 200

 

 

Скорость

резания

V.M/M

 

 

Рис. 105. Монотонная

 

зависимость

60 100

200300

стойкости

резца

Т от

скорости ре­

 

 

зания v

 

 

Скорость

резания V,M/MUH

мента с изменением скорости резания. Эта величина — зависит

главным образом от обрабатываемого материала и материала ин­ струмента и приближенно равна (в среднем):

 

 

Д л я б ы с т р о р е ж у щ и х

р е з ц о в

 

При

точении стали и чугуна в среднем

 

 

8—10

»

»

медных сплавов

 

 

6—7

»

»

алюминиевых

и магниевых

сплавов

3

 

Д л я т в е р д о с п л а в н ы х

р е з ц о в

 

При точении стали и чугуна

 

 

5

»

»

алюминиевых

и магниевых

сплавов

3

 

 

Д л я м и н е р а л ь н ы х

 

р е з ц о в

 

При

точении

стали

 

 

 

2

Степень относительной

стойкости

 

зависит

также от ско­

рости резания и размеров среза t, s, выбранного критерия затуп­ ления h . Так, по данным А. А. Авакова [1], величина — изме­ нялась согласно уравнению

J _

_

const t>°' 4 8

(134)

т

~

сО

 

184