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

из твердого сплава ВК8, когда за счет бесступенчатого регулиро­ вания чисел оборотов поддерживалось постоянство заданной тем­ пературы резания, подтвердили возможность использования выра­ жения (6.41) для отыскания диапазонов изменения подачи и угла резания, при которых относительное изменение стойкости было в пределах 15%.

Следовательно, чтобы применить принцип Рейхеля, необхо­ димо сначала для данной инструментальной и обрабатываемой пары на основании температурных исследований найти степень влияния каждого из параметров резания на температуру и опре­ делить ожидаемое относительное отклонение периода стойкости. Затем по выражению (6.41) найти диапазоны возможных измене­ ний параметров q.

В работе [9] показано, что зависимость стойкости режущего инструмента от параметров резания (а следовательно, и от тем­ пературы) является весьма сложной, что затрудняет ее матема­ тическую аппроксимацию. Поэтому в работе [21] предлагается: следующий порядок определения стойкости режущего инструмен­ та (при заданном обрабатываемом материале), основанный на положении о равенстве графиков «высота изношенного слоя — путь резания (трения)», полученных при различных комбинациях параметров резания, отвечающих одной и той же температуре..

1.Провести 10 ч- 12 стойкостных опытов с фиксацией термоэдс при различных величинах одного или нескольких парамет­ ров резания, значительно влияющих на температуру (например,, при различных скоростях резания). Как показывают исследова­ ния, при чистовом точении достоверные данные об износе резцов, могут быть получены при двукратном повторении эксперимента,, при этом вероятное отклонение не превышает 1,5%.

2.Для заданной пары «резец — обрабатываемый материал» необходимо получить градуировочные кривые 0 = термоэдс.

3.По результатам опытов п.1 построить графики «высот изношенного слоя — путь резания (трения)» и указать на них соответствующие температуры резания.

4.При других комбинациях параметров резания по соот ветствующим им температурам резания подбирается наиболееблизкий график износа из п. 3 и на его основании вычисляется ожидаемая стойкость инструмента.

Это значительно^ снижает трудоемкость стойкостных иссле­ дований.

ЛИ Т Е Р А Т У Р А

1.Д и к у ш и н В. И. Проблема автоматизации процессов в машино­ строении. В сб.: «Современные направления в области технологии машино­

строения», М., 1957.

2. М а к а р о в А. Д . , К и ч к о Ю . М. О влиянии скорости резания на основные характеристики процесса резания. В сб.: «Вопросы оптимизации! процесса резания металлов». Труды УАИ, вып. 19, Уфа, 1971.

104

ГЛАВА VII

ПОЛОЖЕНИЕ (ЗАКОН) ПОСТОЯНСТВА ОПТИМАЛЬНОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ РЕЗАНИЯ

Анализ литературных данных и физических явлений, сопро­ вождающих процесс резания, показывает, что «подавляющее боль­ шинство факторов, влияющих на интенсивность износа инстру­ мента (отношение контактных твердостей, диффузия и адгезия-, окислительные процессы, пластическое течение контактных слоев инструмента и др.), является функцией температуры контактных поверхностей» [1 ].

Это позволило А. Д. Макарову [2] сформулировать положение (закон) постоянства оптимальной температуры резания (контакта): «Оптимальным скоростям резания (для заданного материала режу­ щей части инструмента) при различных комбинациях скорости резания, подачи и глубины резания соответствует постоянная температура в зоне резания (оптимальная температура резания)»-

Для проверки выдвинутого положения (закона) о постоянстве оптимальной температуры применялся следующий порядок про­ ведения стойкостных исследований.

Вначале проводились эксперименты по исследованию интен­ сивности износа инструмента при работе на одной подаче. Ско­ рости подбирались исходя из возможности выявления минимума относительного износа (или максимума длины пути резания да затупления инструмента) и, следовательно, возможности опреде­ ления оптимальной скорости резания v0.

Затем определялось влияние скорости резания (при работе на различных подачах) на величину термоэлектродвижущей силы Е (термоэдс), возникающей в естественной термопаре твердосплав­ ной резец — обрабатываемый материал.

На основании этих опытов устанавливались зависимости (7.1)

ИХ

Рис. 7. 3. Влияние скорости резания на температуру резания и длину пути резания при точении. Сталь ЭИ961 (ов = 120 кТ/мм), резец Т15К6

Для различных подач по формуле (7.1) подсчитывались ско­ рости, названные расчетными оптимальными скоростями.

После этого проводились опыты по исследованию интенсивно­ сти износа резца при работе на других подачах. В числе скорос­ тей резания, которые выбирались для исследования интенсивно­ сти износа, находились и те скорости, которые были получены на1 основе температурных исследований и расчета по (7.1) как опти­ мальные.

Подобные исследования проведены для следующих сталей и сплавов: ЗОХГСА, 18ХНВА, 40Х, 40ХНМА, Х18Н9Т, Х18Н10Т,

Х17Н2, ЭИ654, ЭИ736, ЭИ961, ЭИ481, ЭИ696М, ЭИ437А„ ЭИ437БУ, ЭИ617, ЭП220, ЭИ929, ВТЗ-1, ВТ8 и ряда других.

В качестве резцов использовались цельные твердосплавныестержни длиной 150—200 мм, что существенно повышало точность как стойкостных, так и температурных исследований. Дельные твердосплавные резцы (изготовленные для исследований по спе­ циальному заказу) выполнялись из следующих марок твердых сплавов: ВК2, ВК4, ВК6, ВК6М, ВК60М, ВК8, ВК15М, Т5КЮ,

Т14К8, Т15К6, Т30К4.

Исследования показали, что работа на расчетных оптималь­ ных скоростях резания для всех подач обеспечивала резцам наи­ меньшую интенсивность износа. При работе же на других скоро­ стях резания как выше, так и ниже расчетных оптимальных во всех случаях наблюдался более интенсивный износ по сравнению с работой на оптимальной скорости резания. Здесь в качестве при-

108

Рис. 7.5. Влияние скорости резания на температуру резания и суммарную глубину просверленных отверстий. Сталь ЭИ654, сверло Р18, 0 = 15 мм

мера приведены данные лишь для 3-х материалов [3] (рис. 7 .1 , 7.2 и 7.3). Для других материалов подобного рода данные опуб­ ликованы в работах [1, 4, 5—11].

109