Файл: Вульф А.М. Резание металлов.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 185

Скачиваний: 1

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

датчиком; индуктивный профилометр-профилограф завода «Ка­ либр»; он может быть использован и в качестве профилометра (для 6—12-го классов чистоты); профилометр ИПШ (ЛИЗ) с пру­ жинным датчиком; двойной микроскоп МИС-11 (для 3—9-го клас­ сов чистоты).

Современная практика требует более точной и разносторонней оценки качества обработанной поверхности. В табл. 62 приведены геометрические характеристики обработанной поверхности. Даны разнообразные параметры качества поверхности в соответствии с эксплуатационными требованиями к обрабатываемым изделям,

но,

к сожалению,

пока не известны числовые значения этих пара­

метров и методы их измерения,

кроме стандартных величин Ra

и

# г .

 

 

 

 

101. В Л И Я Н И Е Р А З Л И Ч Н Ы Х

ФАКТОРОВ

 

НА

КАЧЕСТВО

ПОВЕРХНОСТИ

 

Геометрические

и физические

свойства

обработанной поверх­

ности определяются многими параметрами. Данные табл. 63 по­ казывают, что в зависимости от методов механической обработки образуются поверхности различных классов шероховатости в боль­ шом диапазоне. При одном и том же методе обработки можно получить поверхности, сильно различающиеся не только по глу­

бине неровностей, относительной величине

несущей поверхности

и другим геометрическим параметрам, но

и по физическому со­

стоянию поверхностного слоя. Будут весьма значительно сказы­ ваться такие факторы, как жесткость системы СПИД, качество ре­ жущего клина, режущей кромки, материал инструмента, взаимо­

действие обрабатываемого

материала и инструмента, СОС и

ряд других параметров в

различных сочетаниях.

В табл. 64 даны значения глубин неровностей и относительные значения несущей части при различных видах обработки.

При обработке очень вязкого и прочного металла получается сильно деформированная стружка. Образуются большой наклеп и застойная зона, имеется высокое сопротивление резанию и тем­ пература. В результате упругого последействия и пластической деформации усиливается шероховатость обработанной поверхно­ сти, металл тянется за резцом и нередко дает рваную поверхность при обдирке. И лишь при чистовой отделке удается получить удовлетворительную поверхность подбором целесообразных гео­ метрии резца и режима резания.

Неровная поверхность получается также при обработке ма­ лоуглеродистых сталей с ферритовой структурой. В этом случае шероховатость обработанной поверхности можно уменьшить тер­ мической обработкой или предварительным наклепом обрабатыва­ емого металла.

Наиболее чистая поверхность получается при обработке мяг­ ких металлов с мелкозернистой структурой и посторонними вклю­ чениями, когда сливная стружка переходит в сыпучую стружку


Таблица (3

Шероховатость поверхности, соответствующая различным методам механической обработки

К л а с с ы ш е р о х о в а т о с т и ( п о ГОСТ 2789—59)

М е т о д о б р а б о т к и

6

7

8

9

10

11

12

13

Точение и строгание чистовые Точение и строгание тонкие 'Фрезерование чистовое Развертывание Протягивание

Выглаживающее протягивание Шлифование чистовое Шлифование тонкое

Обкатывание роликами и шари­ ками

Виброобкатывание Притирка чистовая Притирка тонкая Полирование обычное Полирование отделочное Хонингование обычное Хонингование отделочное Суперфиниширование

+

+ + + +

++

++ +

++ +

+ + + - +

+ + .11-

+

+

+

+

- | -

 

 

 

 

+

+

+

+

+

+

 

 

 

 

 

 

+

+

+

+

 

 

 

+

+

 

 

 

 

+

+

+

 

 

 

+

н-

+

 

 

 

+

+

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

+

+

+

-f

 

 

 

 

 

 

 

Таблица

64

Глубина

неровностей

Rz

и несущей части

поверхности tH

 

 

В и д

 

Rz в мкм

 

н

В и д

 

мкм

 

(н

о б р а б о т к и

 

в

%

о б р а б о т к и

 

в

%

 

 

 

 

 

 

Точение

 

10—40

10--30

Доводка

 

0,25--1,С0 40- -6С

»

чисто­

25—10

10--30

»

тон­

0,01--0,25

60- -80

вое

 

 

 

 

кая

 

 

 

 

Точение

алмаз­

0,1—2,5

20--50

Доводка

сверх­

0,04--0,10

80--95

ное

 

 

 

 

тонкая

 

 

 

 

Шлифование

1—4

10--25

Хонингование

0,25--1,00

20--50

чистовое

 

 

 

 

Хонингование

0,01--0,30

20--60

 

 

 

 

 

Шлифование

0,10—0,25 50--80

чистовое

 

 

 

 

зеркальное

 

 

 

 

Хонингование

0,04--0,10

60-- 9 5

 

 

 

 

 

весьма чистовое

 

 

 

4 75


скалывания. Такая стружка обычно получается при обработке мягкой стали с присадками фосфора и серы (автоматные стали). Но, как правило, с увеличением твердости металла уменьшается шероховатость обработанной поверхности. Это вызывается не только характером образуемой стружки (скалывания), но и тем, что с увеличением твердости металла значительно уменьшается коэффициент трения.

Полагают, что смазочно-охлаждающая жидкость действует также. Стружка при охлаждении становится более жесткой, легче удаляется вместе с частицами износа, и поэтому обработан­ ная поверхность улучшается.

102. ВЛИЯНИЕ ГЕОМЕТРИИ РЕЗЦА И РЕЖИМА РЕЗАНИЯ НА ШЕРОХОВАТОСТЬ ОБРАБОТАННОЙ ПОВЕРХНОСТИ

Общеизвестно, что шероховатость обработанной поверхности в значительной степени определяется радиусом закругления вер­ шины резца г, углами в плане ср и ср,, а также подачей s. Например, при работе резцом с углами ср = срх = 30° расчетная максималь­ ная высота гребешка на обработанной поверхности может быть определена по формулам:

при г > ~

при малом значении г

Согласно уравнениям

(287)

и (298) с

уменьшением

подачи

и увеличением радиуса г

высота

гребешков

RpaC4

должна

умень­

шаться. Так в действительности и получается, причем фактичес­

кая

величина гребешка

R3KCn,

как

правило,

больше

расчетной

Rpac4

в той или иной степени в зависимости от геометрии

режущей

кромки

и режима резания.

 

 

R3KCTl

 

RpaC4

 

 

При

тонком точении

разница

в

значениях

и

тем

больше, чем меньше скорость резания, больше подача и радиус г (рис. 275).

При тонком точении, когда работают с весьма малыми глу­ бинами резания t и подачей s, шероховатость обработанной по­ верхности резко уменьшается с увеличением радиуса г в неболь­

ших

пределах

(рис. 276) и, следовательно, нецелесообразно поль­

зоваться резцами с

чрезмерно большими радиусами закругле­

ния

вершины

резца,

способствующими вредным вибрациям.

В меньшей степени влияют на чистоту обработанной поверхно­ сти задний угол резца а и передний у. Передний угол, измеряемый в главной секущей плоскости, отнюдь не характеризует подлин-

476


ного угла резания у вершины резца, которая формирует обрабо­ танную поверхность. Вершина резца обычно закруглена и, следо­ вательно, плоскость, нормальная к этой кривой, в разных точках

\

Л

\

j1

\

<

 

1

 

 

\

\

О

 

 

 

\

 

> ^

 

 

 

 

\

 

 

 

 

 

 

\

 

 

 

 

 

 

> ч

2

 

 

 

 

 

S

 

 

 

 

 

 

\

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

0,1

0.2

0,3 OA

0,5 0,6 0,7 0,8

0,9

W

Радиус закругления Вершимы резца

гмм

 

Рис. 275. Влияние радиуса закругления вершины резца на шероховатость обработанной поверхности:

/ — э к с п е р и м е н т а л ь н а я к р и в а я ; 2 — р а с ч е т н а я к р и в а я

меняет свое направление и соответственно меняется направление деформации стружки, что должно отражаться и на микрогео­ метрии отхода элементов стружки. В результате усложняются условия поверхности обработанной детали. К тому же в соответ-

 

о

е

о

 

О)

oV

 

 

 

 

 

 

 

J

с>

 

Рис. 276. Влияние радиуса за­

(

 

 

r ""

( i — ->

 

кругления

вершины резца

г на 5 7

 

—<

шероховатость

v =

обработанной

 

,—г>—<

поверхности:

150 м/мин;

0,1 0,2 S,J

Щ 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1ft

s — 0,053

мм/об;

/ = 0 , 1

мм;

Радиус закругпения вершины резца г,мн

 

L =

3000 м

 

 

 

 

 

ствующих точках меняются углы в плане: они уменьшаются по мере приближения к вершине резца, а следовательно, угол у из­ меняется согласно формуле

tg у = cos ф tg уу + sin ф tg ух.

В крайнем случае, когда у самой вершины резца у = 0°, имеем

У = Уу

477


Опыт показывает,

что

шерохо­

ватость обработанной

поверхности

при

тонком

точении

получается

меньшей у резцов с

оптимальным

значением

угла

уу = 0 -н (—15)

(при

точении

стали

0ХН4М) и

уу =

0° (при

обработке

чугуна

НВ

170—200).

 

При

обработке

стали

угол

7 =

0 - 4 - 5°

оказался

оптимальным

с

точки

зрения

поверхностного

 

упрочнения обра­

обатываемой детали: он обеспечил

обольшую усталостную прочность.

Но другие исследования [94 ]•е-

о

показывают

непрерывное

повыше­

«

ние усталостной

прочности с из­

о

а<

менением

угла

от

у =

15°

до

я

В

у = (--60°). При этом отмечалось

 

 

некоторое

снижение

усталостной

 

прочности

по

мере

затупления

л

инструмента и

резкое

падение

с увеличением подачи s, когда

зна­

я •

о

чительно возрастали микронадрезы

в-

 

 

 

 

 

 

Ч

и острота микропрофиля.

 

 

а>

 

 

оПри тонком точении стали

 

поверхность

 

несколько

улучша­

X

лась

с

уменьшением

заднего

уг­

о

ла а.

Иногда вдоль главной

режу­

X

о

щей

кромки

на

задней

поверх­

 

 

ности

затачивают

узкую

фаску

 

под небольшим углом а, что

 

уменьшает

шероховатость

 

самой

 

режущей

кромки

и

способствует

 

получению

чистой

обработанной

 

поверхности.

 

То

же

получается

 

под влиянием значительного округ­

 

ления режущей кромки р. Глад­

 

кая поверхность

образуется

 

при

 

вторичной

пластической

дефор­

 

мации

вследствие

контакта

ее

 

с округленной

режущей кромкой.

 

Величина р влияет на объем и

 

положение застойной зоны впереди

 

режущей

кромки.

И,

наоборот,

 

у пластмасс

чистая

поверхность

получается лишь при использовании

резцов

с

очень

большими

задними углами, что вызывается, надо полагать, большим упру­ гим последействием пластмасс.

478