Файл: Адаптивное управление металлорежущими станками..pdf

ний угол у варьировался в 'пределах от +30 до —10°. Глубина и подача были постоянны и равнялись соответственно 1 мм и 0,12 мм/об, т. е. соответствовали условиям чистовой обработки. Предельные величины износа резцов по задней грани приняты рав­ ными 0,5 мм (вместо 0,7 мм по Японскому промышленному стан­ дарту) для сокращения времени испытаний на скорости 115 м/мин,

Рис. 81. Изменение сил резания, температуры и фаски износа во

при которой стойкость инструмента до указанной величины износа

рованием через каждые 15 мин, что, как отмечают авторы, несколь­ ко нарушало обычное течение износа по задней поверхности.

На рис. 81 показаны в функции времени изменения составляю­ щих силы резания, температуры, средних величин износа (по-ви­

димому, средняя ширина фаски) по задней грани и максимальных величин фаски износа (температурные зависимости будут рассмот­ рены ниже).

На основании экспериментов установлено, что наибольшее из­ менение при равных величинах фаски претерпевает осевая состав­ ляющая, которая возрастает в предельных значениях на 150%, в то время как тангенциальная и радиальная — только на 50%. На основании этого делается вывод, что для оценки износа в области низких скоростей достаточно измерять только силу подачи Рх. ' Вместе с тем утверждается, что невозможно установить какуюлибо закономерную связь между стойкостью и абсолютной вели­ чиной силы Рх или иной составляющей, так как на основании пер­ воначальных значений составляющих силы резания нельзя пред­ сказать ожидаемый период стойкости. Иными словами, стойкость не может быть определена абсолютным значением сил, но измене­ ние сил резания и прежде всего силы Рх во времени можно исполь­ зовать для оценки скорости износа и текущей стойкости. Это не противоречит выводам работы [34], хотя в данной работе установ­ лена большая крутизна нарастания осевой составляющей, а в ра­ боте [34] — радиальной, причем условия эксперимента отличались только меньшей подачей на оборот и несколько иной геометрией резца (скорость резания 115 м/мин в данной работе соответствует наименьшей, принятой в работе [34]).

Исследования влияния износа по задней грани на составляющие силы резания, выполненные в ЭНИМСе [76], проведены на стали 45 (НВ 202—214, oB= 74-f75 кгс/мм2, микроструктура — пластинча­ тый и сербитообразный перлит и мелкозернистый феррит) следую­ щего химического состава: 0,46% С, 0,69% Мп, 0,20% Si, 0,26% Cr, 0,18% Ni. Материал инструмента — твердый сплав Т30К4 и Т15К6,

для построения зависимостей сил резания от величины фаски про­ ведено 7—10 замеров. Зависимость имеет нелинейный характер во всем диапазоне, однако в пределах износа 0,4—0,6 мм по фаске может быть с высокой степенью коррелирована прямой линией.

(220 кгс/мм) значительно больше крутизны Рг (138 кгс/мм). Что­ бы убедиться в превалирующей роли сил, действующих по задней грани, в ходе эксперимента контролировали постоянство усадки стружки.

В этой же работе приведены зависимости составляющих силы резания от площади фаски износа при несвободном резании стали

40ХНМ-1 проходными резцами (у=Ю°, ф= 30°) с различной шири­ ной фаски износа при Ѵ'=105 м/мин, s = 0,156 мм/об, t = 2 мм; эти зависимости также линейны. При увеличении площади фаски от 0,25 до 3,75 мм2 Рх изменяется в пределах 58—145 кгс, Р у — в пре­ делах 120—300 кгс и P z — в диапазоне 115—230 кгс; крутизна на­ клона соответственно равна 25, 51,5 и 33 кгс/мм2.

Аналогичные зависимости сил резания от площади фаски изно­ са приведены в работе [77], а от параметра hs - t — в работе [34].

Для более широкого диапазона условий износа проведены ис­ следования в технологическом институте в г. Турине (Италия) [66]. Испытания проводились на отожженных сталях марок 38 NCD4 (0,38% С; 0,85% Ni; 0,80% Cr; 0,25% Mo) твердостью HB 241 и ХС45 (0,44% С; 0,41% Si, 0,71% Mn) твердостью HB 199, обрабатываемых инструментом из быстрорежущей стали 18-4-1 со

чтобы оставалась постоянной предварительно заточенная фаска на задней грани; размеры фаски 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5 мм, задний угол на фаске 0°. С учетом того, что износ по задней и передней граням противоположно влияет на изменение сил резания, в эксперимен­ тах создавались условия преобладания износа по задней грани при сравнительно низком износе по передней и наоборот. В первом случае, при обработке абразивных сталей малой вязкости силы и мощность резания возрастали с увеличением ширины фаски; во втором — в условиях, исключающих возможность образования на­ роста, с увеличением лунки на передней поверхности силы резания ■уменьшались. Результаты экспериментов приведены в табл. 7.

В обоих случаях отмечается высокий коэффициент корреляции линейной зависимости тангенциальной и осевой составляющих си­ лы резания от размеров фаски и лунки износа, колеблющийся в пределах 0,88—0,98 для обоих исследованных материалов. Наклон прямых при изменении подач в диапазоне 0,04—0,12 мм/об меняет­ ся незначительно; для начальных значений усилий подач характер­ на большая зона рассеяния (до ±25% ), вызванная существенным влиянием на величину Рх небольших вариаций геометрии режу­ щей части инструмента; изменения в тех же условиях Рг меньше и достигают 8%. Нарастание износа во времени принято линейным после короткого начального периода.

Существенным результатом работы является установление то­ го факта, что при одновременном износе по передней и задней гра­ ням силы резания остаются практически постоянными в течение всего времени резания, несмотря на то, что износ по передней по­ верхности оказывает почти вдвое более интенсивное влияниена силы, чем износ по задней грани. Это объясняется более быстрым нарастанием фаски износа на задней грани (по-видимому, для конкретных и полностью не приведенных условий резания). Так как, по мнению авторов, предвидеть характер износа невозможно,