Файл: Макаров, А. Д. Износ инструмента, качество и долговечность деталей из авиационных материалов учебное пособие.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 14.10.2024

Просмотров: 99

Скачиваний: 1

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

 

 

 

 

u-

100 л,

 

 

 

 

 

(6.17)

 

 

 

 

СМ “ Ь

' S •M •C g ^ >

где

значения

C0 и

и находятся

из уравнения правой ветви

кривой hon =

f(v)

следующего вида:

 

 

 

 

 

(6.18)

Для определения

экономической скорости резания Уэ форму­

ла

(6.17) имеет

следующие преимущества перед формулами

<6.9)

и (6.10):

 

 

 

 

1. Формула (6.17) исключает вероятность выбора нерацио­ нальных режимов резания, соответствующих левой ветви кривой Л0п — f(a), тогда как формула (6.10) дает часто совершенно не­ рациональные режимы резания для труднообрабатываемых ма­ териалов.

2.

Формула

(6.17) учитывает принятый критерий затупления

h r и подачу s,

связанные с точностью и чистотой обработки.

3.

Так как

величина hon не зависит от критерия затупления

инструмента, то при определении'Уэ исключается необходимость проведения стойкостных исследований до полного затупления

инструмента,

в то время как для выбора Уэ по вычисленному по

■формуле (6.9) периоду стойкости Тэ стойкостные

исследования

необходимо проводить до заданного критерия затупления.

Например, при точении жаропрочного сплава ЭИ437БУ рез­

цом ВК6М при t =

1мм и s = 0,20

мм об поверхностный отно­

сительный

износ

в правой

ветви

кривой

hon =

f(v) равен

hon =

0,048 о2.

 

 

 

 

 

 

 

 

Тогда

 

 

 

 

з /

 

ЮО

Ал

 

__________

 

 

V* ~

у

(2 +

i i - ) - 0,20-0,048-2

^ 7 1 0 Л г-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

2,4о /

 

 

 

 

Здесь

Sj

=

13 коп.,

£ = 2,43 коп [13].

 

 

Отсюда можно видеть, что с увеличением Лг скорость Уэ. уве­

личивается

 

(например,

при hr =

12 мкм Уэ =

20,5

ж/ж««; при

Лг = 30 мкм

Уэ = 27,8 м/мин).

 

 

 

 

 

Графическое определение скорости резания

Уэ

Недостатком аналитического выражения (6.18) является то,

что параметры С0 и и фактически не являются

постоянными при

значительном изменении скорости резания и подачи. Поэтому более точное определение скорости Уэ может быть осуществлено графическим построением [14].

Выше было показано, что после введения соответствующих обозначений переменная доля себестоимости операции в станкомину.тах

95


э .

 

 

 

 

В — t0

Q~

(6.19)

Произведем замену t 0 через

V

 

 

 

 

to

 

F

1 _

. JL-

 

 

 

10KS

К

I0S ’

 

 

 

 

 

где

F — обрабатываемая площадь детали,

см 2.

Также заменим

 

 

 

 

 

где

h r— допускаемый радиальный износ

в зоне нормального

износа инструмента, м км .

 

 

 

/1,-,=

h F

— радиальный

износ

за время обработки одной

- ^ оо

 

 

детали.

 

 

 

 

 

Подставляя

значение

указанных

величин,

получим

 

 

Q

=

1000 hr .

 

 

 

 

^

'

hon ■ F

 

 

Формула (6.19) принимает вид

в = - L .

-Z_+/lon_ ^ l _

(6. 20)

К

10S

 

1000 hr

 

Для упрощения примем

F — 1 см2. В таком случае

задача

сводится к исследованию минимума

В

при обработке 1

см2 по­

верхности детали:

 

 

 

 

В — — •

-----■+■hon------------

(6. 21)

V

10 S

0

1000 hr

 

Таким образом, В можно рассматривать как сумму двух функций, первая из которых графически может быть представ­ лена в виде гиперболы, вторая — в виде кривой с точкой мини­ мума при V0, так как это та же функция, что и hoa = / (v), толь­ ко с уменьшением масштаба в к раз:

 

*cM+ 4r

(6.22)

K = _ J --------------- L -

1000ЛГ

1000 hr

 

Для соблюдения постоянства

масштаба гиперболу

на . этой

же системе координат следует строить с масштабом

1

0S

(6.23)

 

96


Чтобы найти скорость V9, при которой В

имеет минимальное

значение, надо первую производную (B)v-

приравнять к нулю,

т. е.

 

(B)v= ( j r ) v

' Toi

+

{h^ ' v '

m lh r =

°'

(6*24)

Отсюда

 

 

 

 

 

 

 

~~ [~v)v

10 S

=

^h°">v '

1000 hr

' ■

^6*25^

Равенство (6.25) будет

соблюдаться

при том .

значении V9,

при котором углы наклона касательных к построенным графикам

гиперболы и функции

h oa = / (о) равны, но противоположны

по знаку.

необходимо перевернутый график гипер­

Для нахождения У9

болы сместить в направлении оси ординат до . касаниц q графиком. Лоп = f (v), при этом точка касания дает величину 17э (рис. 6.7)..

Заранее изготовленные шаблоны с графическим выражением функции F = — io.v -s для Разных значений подачи могут значи­ тельно облегчить графическое нахождение V3-

Соотношение между скоростями резания V0, V9 и VMn

Так как первое слагаемое в выражении (6.21) имеет вид ги­ перболы, а второе — параболы, то лишь при одном значении арчгумента (скорости резания V = V9) первые производные от этих

4 Заказ 829

9 #


функций равны друг другу. Кроме того, величина V3 всегда должна быть больше скорости V0, т. е.

V3 > V0.

(6.26)

Действительно, V3 не может быть меньше V0, так как при значениях V < V0 первая производная (hon)v является величиной

отрицательной, а первая производная (-y)v ПРИ любых значениях

V — положительна, т. е. при значениях V < V0 равенство (6.25) не может выполняться.

Скорость Уэ теоретически не может быть и равной скорости

V0, так как первая производная

(hon)v

в точке

V =

V0

пред­

ставляет собой прямую, параллельную оси абсцисс.

Прямая яв­

ляется асимптотой функции F =

1Q^

т. е. лишь при бесконеч­

но большом значении V функция F может коснуться

такой

пря­

мой. Но скорость V 0 — величина конечная.

 

 

 

 

Следовательно, при конечных

величинах V0

всегда

должно

соблюдаться неравенство (6.26).

 

 

 

 

 

 

Если учесть неравенство (6.16), то можно записать

 

 

VM.„. > Vs > V0.

 

 

 

 

(6.27)

Из выражения (6.25) и графического построения (рис. 6.7) следует, что экономическая скорость резания отличается от оп­ тимальной на тем меньшую величину, чем выше крутизна подъе­ ма правой ветви кривой hon = f (v), чем больше величина опти­ мальной скорости резания, а также чем меньше функция F =

= ]0 у g при заданном значении V .

Поэтому величина разницы между скоростями V3 и V0 зави­ сит от свойств обрабатываемого и инструментального материалов, подачи, геометрии инструмента и т. д.

При обработке жаропрочных и жаростойких

материалов,

как правило, скорости резания V0, V3 и даже

VM.n.

находятся

на одной скоростной ступени металлорежущего

станка [5], что

является дополнительным стимулом, чтобы вести обработку дета­ лей на скоростях резания V0.

Зависимость скорости резания от подачи и глубины резания Если исходить из приближенной зависимости износа режущих

инструментов от элементов режима резания в

форме соотношения

18]

 

 

 

h3 = Сх*«vXi ах* 6х*,

‘(6*28)

где

С — коэффициент,

 

х 1, х 2 ,

х 8, х 4 — показатели степени,

 

9$


а

и b — соответственно

толщина

и ширина

срезаемого

 

 

 

слоя,

 

 

 

 

 

 

 

то

при h3 =

const

=■ С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

с )

L .

Ъ .

Ъ .

 

 

 

 

 

 

 

 

их‘

• ах‘

• 6х1

 

 

и при

Т =

const

=

С"

 

 

 

 

 

 

 

 

 

х*

х3

 

1

1

 

 

 

 

 

v х> • ах‘ • 6Х‘ = f— У'

 

 

 

 

 

С"

 

 

 

 

 

 

 

 

[

с )

 

 

 

Отсюда,

далее, можно

получить

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

х.

1

х,

,

 

 

 

 

 

 

( L >

X,

 

 

 

 

 

 

\С"/

ах, . £>х,

 

или, положив

. и

окончательно будем иметь

II

>

*?|*

II

>

 

 

 

 

ч

 

С У

С у

(6.29)

v-r —

или

от=

 

 

% yv . , xv

t

Здесь коэффициенты С у и С у отличаются друг от друга, так как

толщина и ширина среза зависят соответственно не только от подачи и глубины резания, но и от главного угла в плане ср ин­ струмента.

Формула (6.29) выражает зависимость между скоростью реза­ ния и элементами сечения среза при постоянной стойкости резца.

Громадный экспериментальный материал, который накопил­ ся в теории резания метеллов по изучению влияния толщины среза (подачи) и ширины среза (глубины резания) на скорость резания, при условии Т = const, доказывает, что на скорость резания толщина среза влияет значительно сильнее, чем ширина среза, т. е. что

Уу > Ху.

(6.30)

Это остается справедливым для правой ветви кривой Т v при подавляющем большинстве условий резания металлов. На­ пример, при чистовом точении машиноподелочных .сталей твер­

досплавными резцами х у »

0,15;

у у «

0,35.

показатели • x v и

Как показатель тп в формуле

(6.7),

так и

У у в формуле (6.29) не являются постоянными,

хЗр’Дктер'ДВДДО дая/.

заданного обрабатываемого

и инструментального материалов-,'

4*

99