Файл: Бетанели, А. И. Прочность и надежность режущего инструмента.pdf

Определенный интерес представляло исследование влияния длины хода резца L на предельные толщины среза. На рис. 1.61 п 1.62 приведены результаты этих опытов.

Как видно из рис. 1.61 и 1.62, изменение длины хода резца практически не влияет на величины предельных толщин среза, хо­ тя для танталовых сплавов ТТ7К12, ТТ10К8А и ТТ10К8Б наблю­ дается некоторая тенденция повышения предельных толщин среза.

•nSTIv

Рис. 1.63. Свободное строгание стали У8А, закаленпой

вистого резания. Учитывая большое практическое значение фрезе­ рования как вида обработки, исследование скалывания режущей части зубьев фрез является актуальной задачей. Поскольку наи­ более хрупкие инструментальные материалы — минералокерами­ ка и твердые сплавы применяются в основном для оснащения тор­ цовых фрез, наибольший интерес представляет исследование ска­ лывания режущей части этих фрез.

Были исследованы случаи неполного симметричного, встречного несимметричного и попутного несимметричного торцового фрезе­ рования.

На рис. 1.66— 1.68 даны основные элементы фрезерования и срезаемого слоя в соответствии с ГОСТ 3235-46.

В опытах были использованы стандартные насадные торцовые фрезы со вставными твердосплавными ножами и специально изго­ товленные фрезы для минералокерамики (на рис. 1.66, 1.67 и 1.68 для схематизации показаны цельные прямозубые фрезы).

72

73

а также с минералокерамическим материалом ЦМ332. В качестве обрабатываемых материалов использовались хромистая сталь 40Х, закаленная до твердости H R C=32 —35 и H R C=45 —47, и инстру­ ментальная легированная сталь Х В Г , закаленная до H R C=40. Предельные толщины среза определялись из выражения:

a = s z • sin cp.

Исследования показали, что при торцовом фрезеровании оста­ ются в силе закономерности скалывания, установленные во всех предыдущих случаях обработки, в отношении влияния угла заос­ трения ß, переднего угла у, толщины среза а, ширины среза Ь, касательного напряжения на условной плоскости сдвига обраба­ тываемого материала тф, предела прочности инструментального материала при одноосном растяжении аь, среды. На рис. 1.69 даны этапы хрупкого разрушения режущей части ножа торцовой фрезы вследствие трещины на передней поверхности за пределами контактной зоны. На рис. 1.70 дана зависимость предельных тол­ щин среза апр от ширины фрезерования В, которая в соответствии с ГОСТ 3235-46 при работе торцовыми фрезами совпадает с глуби­

Как и в случае строгания, при исследовании скалывания ре­ жущей части зубьев торцовых фрез, главное внимание было уде­ лено влиянию скорости резания.

74 •

Рис. 169. Этапы хрупкого разрушения режущей части ножа торцовой фрезы вследствие трещины на передней поверхности за пределами контактной зоны (х20)

Т5К10—40Х ( Я Я С = 40—42);

75

Рис. 1.70. Зависимость предельных толщин среза от ширины фрезерования при торцовом фрезеровании однозубой фрезой Т5К10 стали Х В Г , закаленной до твердости H R C = 40.

На рис. 1.71— 1.76 даны зависимости предельных толщин сре от скорости резания.

76

Рис. 1.72. Торцовое фрезерование стали 40Х, закаленной до твердости H R C = 32—35, двузубоіі фрезой Т5К10.

3 — Встречное несимметричное фрезерование.

Анализ зависимостей, данных на рис. 1.71— 1.76, показывает, что они коренным образом отличаются от аналогичных зависи­ мостей при точении и строгании. Если при строгании и точении предельные толщины среза не изменяются с увеличением скорости резания, то при фрезеровании наблюдается обратная картина; при повышении скорости резания предельные толщины среза увели­ чиваются; наиболее сильное влияние на предельные толщины сре­ за оказывает скорость резания при встречном несимметричном фре-

Рнс. 1.76. Торцовое фрезеро­ вание стали Х В Г , закаленной до твердости H RC — W, однозу­ бой фрезой Т5КЮ.

г = 0,5 •10~ям.

1— Неполное симметричное фрезерование.

2 — Встречное несимметричное фрезерование.

зеровании, а наименьшее — при попутном. Симметричное фрезе­ рование занимает промежуточное положение. При каждой данной скорости резания наибольшую величину имеют предельные тол­ щины среза при встречном фрезеровании, наименьшую — при по­ путном и при симметричном занимают промежуточное положение. Повышение предельных толщин среза при увеличении скорости резания можно объяснить тем [23], что в процессе встречного (и частично симметричного) фрезерования за время контакта в ре­ жущей части зуба происходит аккумуляция тепла. Вследствие этого разогреваются поверхностные слои режущей части в кон­ тактной зоне и за ее пределами. Это способствует повышению удар­ ной вязкости. В результате затрудняется зарождение и развитие трещин в опасной точке и предельные толщины среза увеличива­ ются тем больше, чем выше скорость резания. По-видимому, поэ­ тому при фрезеровании предварительный подогрев зубьев твердо­ сплавных торцовых фрез до 570ч-670°К резко снижает число тре-

79