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

щин и отодвигает начало трещинообразования, о чем говорят не­ которые данные литературы.

При попутном фрезеровании резание начинается с максималь­ ной толщины среза, скалывание происходит в момент врезания и тепло не успевает перейти за пределы контактной зоны в область опасных точек. Поэтому в данном случае скорость резания срав­ нительно мало влияет на предельные толщины среза.

При строгании и непрерывном резании скалывание происходит в течение кратковременного резания, и тепло не успевает перейти за пределы контактной зоны в область опасных точек. Поэтому скорость резания не оказывает влияния на величину предельных

толщины среза и в конце контакта достигает максимальной. Пос­ кольку с увеличением толщины среза нейтральная линия пере­ мещается в глубь режущей части [18, 22, 84], в конце контакта имеем наибольшую область растягивающих напряжений, и скалы­ вание происходит без удара. Поэтому предельные толщины среза имеют максимальное значение. Наоборот, при попутном фрезе­ ровании, когда зуб начинает резать с максимальной толщины среза, врезание происходит с ударом. В начальный момент резания

построен на основании опытов, проведенных в одинаковых усло­ виях.

На рис. 1.78 и 1.79 даны зависимости предельных толщин среза от скорости резания при разных углах заострения режущей части, соответственно в случаях неполного симметричного и попутного фрезерования.

Как видно из рис. 1.78 и 1.79 при фрезеровании, так же как и при других видах обработки* наблюдается влияние угла заостре­ ния режущей части. Чем больше угол заострения, тем больше пре­ дельная толщина среза и наоборот.

80

Рис. 1.77. Обработка стали 40 Х , закаленной до твердости H R C —40, твердым сплавом Т5КЮ .

Ѵ=0°; ß=60°; а л=30°; q>=60°; фі=30°.

1 __ Неполное симметричное фрезерование, при

Рис. 1.78. Неполное симметричное торцовое фрезерование

6. А. И. Бетанелн

Рис. 1.79. Попутное несимметричное фрезерование стали 40Х, закаленной до твердости H R C = 45—47, одиозубой фрезой Т5КЮ .

На рис. 1.80 дана зависимость предельных толщин среза от скорости резания при фрезеровании зубом, оснащенным мипералокерамикой ЦМ332.

Рис. 1.80. Неполное симметричное торцовое фрезерование стали 40Х, закаленной до твердости H R C = 32—-35, одно­ зубой фрезой ЦМ332.

ß = /o= 2,0 . 10~3м; /=98 . Ю-Зм; D = 100 . 10-Зм. у=0°;

ß=80°; а =20°; ср=60°; (р,=30°.

82

Как видно из рис. 1.80, характер влияния скорости резания в данном случае такой же, как и при обработке твердосплавными фрезами, но предельные толщины среза значительно меньше. Это объясняется тем, что предел прочности при одноосном растяжении, предел выносливости и ударная вязкость минералокерамических материалов значительно меньше, чем у твердых сплавов, т. е. при фрезеровании сохраняется закономерность, имеющая место при других видах обработки.

Определенный практический интерес имеет исследование про­ цесса скалывания зубьев фрез с зачищающей переходной кром­ кой, предназначенных для резания с большими подачами. На рис. 1.81 дано сопоставление фрезерования с острым зубом и зубом, имеющим зачищающую кромку длиной 4,0 • 10~ям.

Как видно из рис. 1.81, увеличение длины кромки до 4,0 • 10-Зм повышает величину предельных подач. Следовательно, помимо прямого влияния кромки как зачищающей, существенное влияние ее сказывается в упрочнении тела режущей части зуба в плане.

83

Многочисленные измерения размеров зоны скалывания пока­ зывают, что как и в других случаях обработки, происходит отде­ ление макрсобъема режущей части инструмента. Опыты показали, что поверхности скалывания режущей части зубьев торцовых фрез имеют формы поверхностей скалывания режущей части проход­ ных прямых резцов (см. рис. 1.54) и характеризуются теми же параметрами х, у, yL, ф и фц. И здесь скалываемые объемы превы­ шают объемы контактных зон (см. рис. 1.69).

На рис. 1.82— 1.84 в качестве примера даны фотографии по­ верхностей скалывания режущей части ножей торцовых фрез [241.

*8t* '

84

Рис. 1.84. Попутное несиммет­ ричное фрезерование стали Х В Г , закаленной до твердости H R C = =40, одиозубой фрезой Т5КЮ .

В - -3,0 ■ 10~3м; V=0°; ß=75°;

а,,-;-15°; ф=60°; срі=30°; г 0,5-10-%! Опр^П.П-Ю-1,!.

§ 1.10. О ВЛИЯНИИ ИЗНОСА КРОМКИ НА СКАЛЫ ВАНИЕ РЕЖ УЩ ЕЙ ЧАСТИ ИНСТРУМЕНТА

Все вышеизложенное относительно механизма скалывания режущей части относилось к резанию острым инструментом. Оп­ ределенный интерес представляет исследование влияния износа режущей кромки на скалывание режущей части инструмента. При этом необходимо различать действие износа на изменение формы режущей части инструмента и вследствие этого влияние на механизм скалывания, а также на накопление усталости, пос­ кольку даже при плавной работе станка в процессе резания до затупления, режущая часть инструмента подвержена действию циклического нагружения.

При износе по передней поверхности фактический угол заостре­ ния уменьшается и, естественно, облегчается скалывание, которое наступает при меньших предельных толщинах среза, чем при не­ изношенном резце.

Возникает вопрос, какое действие оказывает износ задней по­ верхности на скалывание? С целью изучения влияния величины фаски износа по задней поверхности были проведены специальные опыты. Для исключения действия накопления усталости в про­ цессе резания до затупления, фаски затачивались алмазным брус­ ком на различных резцах до разных величин. При определении

85

=0,865 • 10_3м. Такое интенсивное уменьшение предельных тол­ щин среза, по-видимому, связано с резким увеличением нормаль­ ных сил, действующих на заднюю поверхность.

§ 1.11. М ЕХАНИЗМ ПЛАСТИЧЕСКОГО РАЗРУШ ЕНИЯ РЕЖ УЩ ЕЙ ЧАСТИ ИНСТРУМЕНТА

При заданном обрабатываемом материале существует область режимов резания, в пределах которой инструмент из данного инс­ трументального материала может срезать стружку, и имеется об­ ласть, в которой инструмент не в состоянии срезать стружку, так как он сам подвергается пластической деформации [81, 86]. На­ пример, резцом из углеродистой стали У8 можно обрабатывать сталь средней твердости при толщине среза а=0,3 • 10”3м до ско-

86