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

Рис. 12.10. Влияние подачи на среднюю температуру контакта и на.глубину и степень наклепа поверхностного слоя при точении

сплава ЭИ437БУ ^ резцом ВК6М £ *

жаропрочных материалов резцами, имеющими большие отрица­ тельные передние углы как средство снижения растягивающих остаточных напряжений, не может быть рекомендована производ­ ству, так как известно, что интенсивность разупрочнения металла при высокотемпературной эксплуатации в значительной степени зависит от глубины и степени наклепа.

Влияние радиуса округления режущего лезвия на микро­ твердость поверхности представлено на рис. 12.14. Из приведен­ ных данных следует, что при всех значениях подач [11] радиус ■округления р существенно повышает наклеп поверхностного слоя

•стали.

На рис. 12.15 показано влияние износа резца по задней по­ верхности на глубину и степень наклепа обработанной поверх­ ности сплава ЭИ437БУ. Так же, как и передний угол, износ су­ щественно увеличивает глубину пластически деформированного слоя. При этом обнаружено, что наибольшее влияние износа на наклеп наблюдается при точении на скоростях выше и ниже опти­ мальной скорости резания. Резание на v0 обеспечивает макси­ мальную стабильность характеристик наклепа. Так, например, при износе резца до h3 = 0,4 мм и при точении на скорости V =

тимальной скорости резания Ро= 23 м/мин и при той же величине затупления резца, hc возрастает лишь на 20 мкм, степень наклепа изменяется на 4%. При V = 47 м/мин (и > и0) глубина наклепа возрастает на 70 мкм.

Влияние свойств обрабатываемого материала. Различные ■стали и сплавы по-разному упрочняются (наклепываются) при механической обработке. При этом более пластичные и более упрочняемые при деформации материалы, как правило, при меха­ нической обработке имеют и больший наклеп [2]. При многофаз

231

резцом ВК6М

ной структуре больший наклеп получают те структурные состав­ ляющие, которые более склонны к деформации и упрочнению

[ 12].

Изменение глубины наклепа при резании различных по свойствам сталей приведено на рис. 12.16. Из рисунка следует, что с увеличением прочности и твердости сталей и одновременным снижением их пластических свойств hc снижается, причем эта за­ кономерность наблюдается в довольно широком диапазоне ско­ ростей резания.

Изменение содержания углерода от 0,06% в электротехни­ ческой стали Э до 1,19%— в стали У12А приводит к повышению' твердости и прочности углеродистых сталей (например, предел прочности изменяется соответственно от 37 кг/мм2 до 92 кг/мм2).

232

Рис. 12.16. Изменение hc в зависимости от скорости

•резания и марки материала: 1— сталь 45; 2—сталь Х12М;

-3—18ХНМА; 4— У10; 5—Р18

Эти изменения в свойствах приводят к изменениям и в величине деформации поверхностного слоя: с повышением содержания уг­ лерода в стали (резец Т15К6, t = 0,5 мм; s = 0,21 мм/об при V = V0) наблюдается закономерное снижение глубины и степени наклепа обработанной поверхности (табл. 12.1) [13].

Т а б л и ц а 12.1

Применительно к группе жаропрочных деформируемых спла­ вов марок ЭИ437А, ЭИ437БУ, ЭИ617, ЭИ826, ЭИ929 и ЭП220 уста­ новлено, что влияние физико-механических свойств сплавов на наклеп поверхностного слоя зависит от уровня скоростей (темпе­ ратур) резания [14]. При работе на сравнительно низкой скорости резания (v = 10 м/мин) средняя температура контакта при точении рассматриваемых сплавов находится в пределах 450-н550°С (рис. 12.17). При этих температурах прочностные свойства спла­ вов практически совпадают (табл. 12.2). В незначительных преде­ лах колеблется также и коэффициент трения по задней поверх­ ности р/. Пластические же свойства (относительное удлинение о и относительное сужение Фобразца) и коэффициент упрочнения материала при деформации К (угол наклона ориентировочных прямых истинных напряжений [151) с повышением жаропрочных свойств сплавов значительно снижаются (табл. 12.2 и рис. 12.18).

233

Рис. 12.18. Влияние характеристик пластичности сплавов на параметры, наклепз

легирования сплавов), явились определяющими при формировании наклепа металла поверхностного слоя.

Резание на высоких постоянных скоростях дает противопо­ ложную картину изменения характеристик наклепа по сравне­ нию с резанием на низкой скорости (рис. 12.17). Эксперименталь­ ные данные показывают, что при точении исследуемых материа­

мерность может быть объяснена тем, что в малолегированных сплавах типа ЭИ437 при температурах 700-f-750°C и выше одно­ временно с упрочнением при деформации в поверхностном слое протекает и процесс разупрочнения (снятия наклепа), в то время

236