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

ухудшение обрабатываемости. Так, например, изменение суммар­

в обрабатываемых сплавах ведет к росту интенсивности износа инструмента hon0 от 5,5 до 168 мкм/103смг,т. е. обрабатываемостьухудшается в 30,5 раз.

172

Такой сильный рост интенсивности износа инструмента объяс­ няется тем, что увеличение интерметаллидной у'-фазы в сплавах повышает сопротивление сдвигу при пластической деформации этих сплавов и повышает температуру резания в процессе механи­ ческой обработки. Кроме того, увеличение в сплавах у'-фазы повышает прочность хп адгезионных связей на срез [28] и повы­ шает истирающую способность сплавов.

Найдена зависимость интенсивности износа /г01П от суммар­ ного содержания титана с алюминием в сплаве, которая выража­ ется формулой

где Э — суммарное содержание титана и алюминия в сплаве, %. Эта формула позволяет подсчитать интенсивность износа

инструмента с погрешностью до 35%.

Между количеством у'-фазы и оптимальной скоростью реза-

прочных сплавов иа характеристики обрабатываемости, следует отметить, что при комнатной температуре механические свойства сплавов отличаются друг от друга несущественно (зв изменяется в пределах 105—ПО кГ/мм2). Подобное наблюдается и для ст„, SBи SK.

Начиная с температур 600 -4- 700°С и выше, ■механические свойства сплавов при переходе от одного сплава к другому сущест­ венно различны. Так, при температуре 700°С предел прочности для сплавов ЭИ437А и ЭП220 соответственно равен 58 и 78 кГс/мм2,а при температуре 800°С -в для этих сплавов равен 45 и 78,5 кГс/мм2. Подобная картина наблюдается и для других характеристик:

°s> 5 В и SK.

На рис. 10.6 приведено влияние количества упрочняющей у'- фазы жаропрочных деформируемых сплавов на никелевой основе на их эксплуатационные характеристики (кривые 1—3) и основные характеристики процесса резания (кривые 4—12). Характеристи­ ки процесса резания взяты при оптимальных (но различных для каждого сплава) скоростях и температурах резания.

Эти данные показывают, какой дорогой ценой (см. кривые 5, 6, 12) достигается технологическое освоение новых, более жаро­ прочных сплавов.

173

Рис. 1G.6. Влияние количества упрочняющей у'-фазы жаропрочных де­ формируемых сплавов на никелевой основе на их эксплуатационные ха­ рактеристики (кривые 1—3) и основные характеристики резания (кривые

О сравнении режущих свойств различных инструментальных материалов

Зачастую различные марки твердого сплава сравниваются между собой при некотором произвольно выбранном постоянном значении скорости резания. Так как зависимости hnn = f (и) при обработке различных материалов резцами, оснащенными раз­ личными марками твердого сплава, носят экстремальный харак­ тер, а точки минимума интенсивности износа при обработке одного

174

и того же материала для разных твердых сплавов наблюдаются при различных оптимальных скоростях резания (рис. 10.7), то срав­ нение разных твердых сплавов при каком-то постоянном значении скорости резания может создать неправильное представление об их относительной износостойкости. В доказательство того рас­ смотрим графики рис. 10.8*. При работе на низкой скорости резания (80 м/мин), соответствующей левой ветви кривой hon = = / (о) для каждой марки твердого сплава, инструментальные ма­ териалы в порядке возрастания величины /г,п расположились в такой последовательности: Т30К4, Т15К6, Т14К8 и Т5К10. Так как левые ветви кривых /г0П = / (и) соответствуют превалирую­ щему адгезионному износу, интенсивность которого определяется отношением твердостей материала инструмента п обрабатываемо­ го материала HJH,г в зоне контакта [231, то такая последователь­ ность расположения твердых сплавов по интенсивности износа является вполне закономерной н обоснованной.

В первом приближении можно принять, что в пределах одной группы твердых сплавов изменение марки сплава не приводит к существенному изменению температуры резания и, следовательно,

Правые ветви кривых hon = / (о) обуславливаются главным обра­ зом диффузионным износом инструмента. В этих условиях отно­ шение контактных твердостей HJH2 уже не имеет доминирующего значения.

Таким образом, получив, например,частную зависимость об относительной износостойкости сплавов Т30К4 и Т5К10 при ско­ рости резания 80 м/мин и распространив эту зависимость на ско­ рость резания 210 м/мин, можно совершить ошибку в определении относительной износостойкости указанных марок твердого сплава примерно в 32 раза.

При произвольно выбранных постоянных скоростях резания ошибка в определении относительной износостойкости твердых

* На графиках рис. 10.8 значения h0„ и Ну для различных марок сплавов соединены между собой лишь для удобства сопоставления. Зна­ чения твердости при различных температурах взяты из работы [29].

176

Рис. 10.9. Сравнение интенсивности износа резцов

сплавов, принадлежащих различным группам (ВК и ТК), может получиться еще более значительной (рис. 10.9).

Очевидно, что наиболее правильно сравнивать различные марки твердого сплава и минералокерамики при оптимальных

скоростях резания.

При этом может оказаться, как это, например, имеет место при чистовом точении стали XI8H9T, что величины hono для резцов, оснащенных различными марками твердого сплава, мало

177

В этом случае наилучшими режущими свойствами обладает марка твердого сплава, обеспечивающая наивысшую оптимальную ско­ рость резания.

В общем же случае, когда величины износа hono и скорости Уо для разных марок твердого сплава не равны, то сравнение режу­ щих свойств инструментального материала усложняется. В этом случае марку твердого сплава следует оценивать по экономиче­ скому критерию [30], определяемому зависимостью

Обозначения здесь те же, что и в выражении (6.8).Рассмотрим это применительно к точению. Основное время обточки (за один про­ ход) одной детали диаметром D на длине L (включая перебег и врезание) при подаче s

Выразим величину Апер только через значения v0и hono

(Кпо — оптимальный линейный относительный износ). Для этого предположим, что время резания одной детали tp пропорциональ­ но основному времени, т. е.

■^о>

где — коэффициент пропорциональности. Оптимальный линейный относительный износ

178