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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 19.10.2024

Просмотров: 114

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

может возрастать от кромки к концу ширины контакта и наобо­ рот, а Т р В отдельных случаях может не иметь ярко выраженного горизонтального участка [31, 32].

Рассмотрим влияние переднего угла и толщины среза на кон­ тактные касательные напряжения.

На основании поляризационно-оптических исследовании X . Чандрашекаран [155] установил, что передний угол оказывает су­ щественное влияние на контактные касательные напряжения. При этом величины напряжений на горизонтальном участке возраста­ ют пропорционально переднему углу.

Для определения влияния толщины среза было проведено спе­ циальное поляризационно-оптическое исследование [84]. На рис. 3.24

6м,

Рис.

3.1/.

(./

Изменение величин

Рис. 3.18. Изменение величин

ад,,

т

р,

на передней по­

Од,, т

F,

(.1

на передней поверх­

верхности.

 

Свободное точение

ности. Свободное точение стали

стали

20Х

резцом из быстро­

20Х резцом из быстрорежущей

у

 

режущей стали Р18.

у=20°;

стали Р18.

 

= 10°;.Р =

72°; 0=0,01166 м/сек

ß=62°; о = 0 ,01166 м/сек

 

(0,7 м/мин); с = 0 ,3 10-Зм.

(0,7 м/мин); а=0,2>Ю -3м

138

приведены результаты опытов. Обозначения эксперименталь­ ных точек такие же, как и на рис/3.13. Кривые контактных каса­ тельных напряжений имеют примерно горизонтальный участок, параллельный оси абсцисс, приблизительно соответствующий по­ ловине ширины контакта стружки с передней поверхностью.

Рис: '3.19-. Изменение

величин

Рис; 3.20. 'Изменение зыхичігн

aNi Ир,-

на передней по­

од,, т

р,

(.1

на

передней , по--.,

верхности.

Свободное

точение

верхности. Свободное, точентье

стали 20Х

резцом

из быстро­

жаропрочного

сплава

 

ХНірОВ,

у =режущей

стали Р18.

(ЭИ867)

твердым сплавом В :К 8 ,.

2 0 °;

ß=62°;

£-=0,01166

Г==— 10°; ß=90°; о =0,0250

м/сек

(0,7 м/мин)

а =

м/сек

(1,5 м/мин);

1

аіір— "

= 0 ,3 • 10_3м.

 

 

 

=0,64 •10_3м.

 

 

В заключение необходимо отметить следующее: возникает воп­ рос в отношении того/ что некоторые эпюры, полученные поляри­ зационно-оптическим методом (рис. 3.10, 3.11, 3.12), отличаются от эпюр, полученных разрезным резцом при резании сталей, Чу­ гунов и ' цветных металлов.

Д . Т. Васильев1[37], В. Ф. Бобров [31, 32] и др. получили эпю­ ры, вогнутые относительно передней поверхности, а на рис. 3.10, 3.11, 3.12 эпюры — выпуклые. Получение выпуклых эпюр не 'яв-

Т39


6 n, ^f

Л

Рис. 3.21.

Изменение ветчин

Рис. 3.22. Изменение величин

r F,

j

 

на передн и по­

Од,,

Гр,

р

на передней по

.1

Свободное

точение

 

 

Свободное

точение

верхности.

 

верхности.

 

жаропрочного сплава

ХН 60В

жаропрочного

сплава

ХН60В

(ЭИ867) твердым сплавом ВК8.

(ЭИ867) твердым сплавом ВК8.

у = 10°;

ß=70°; d= 0,025 м/сек

7=20°; ß=64°; о=0,025 м/сек

(1,5 м/мин); пЛр=0,56-10-3м

(1,5

м/мин);

ö„p=0,46 ■ Ю-Зм.

ляется специфической особенностью резания свинца или погреш­ ностью поляризационно-оптического метода. Так например, в ре­ зультате поляризационно-оптических исследований В. Каттвинкель [163], Г. С. Андреев и В . М. Заварцева [7], М. Ф. Полетика и М. X . Утешев [104] получили эпюры, вогнутые относительно пе­ редней поверхности. В данной работе на основании поляризацион­ но-оптических исследований на рис. 3.13 приведены эпюры, вог­

нутые относительно передней поверхности. Следовательно,

как

уже отмечалось, на характер эпюр

оказывают

влияние

 

толщина

среза и передний угол.

3.6 и 3.9

при у = —5° и

у =

Как видно из таблицы 3.2 и рис.

= — 10°, эпюры являются вогнутыми относительно передней

по­

верхности и соответственно показатели степени параболы

п-

=0,3

и /г=0,5 (т. е. п<1). Далее с увеличением у эпюра становится

вы­

пуклой. Т^к, при у=0° показатель степени п = 1,05 и эпюра

ста­

новится треугольной, а при у =20°

показатель

степени

/7=3,3 и

140



эпюра уже

выпуклая. На рис.

C7n

)

0

3.13 видно, что с увеличением

 

м 2

толщины среза вогнутость эпюры

Мн/

 

к передней

поверхности

умень­

1000

 

шается и, соответственно,

вели­

 

800

 

чина показателя степени возрас­

 

тает.

 

 

 

 

 

 

600

 

 

 

 

 

 

 

 

4DQ.

 

Рис.

3.23. Изменение

велении

200

 

a N,

Тр,

J.I на

передней

по­

 

 

 

верхности.

Свободное

точение

 

 

 

жаропрочного сплава

ХН60В

 

 

 

(ЭИ867) твердым сплавом ВК8.

 

 

 

Т=3(Г; ß—52°;

о=0,25 м/сек

 

 

 

(1,5

м/мнн);

 

0,32 ■ 10~3м.

 

 

 

 

 

 

апр~—

 

 

 

 

 

Что же касается резания сталей и жаропрочных сплавов быст­ рорежущими и твердосплавными^резцами, то из таблиц 3.3, 3.4 и 3.7 видно, что в зависимости от переднего угла и толщины среза показатель степени п меняется в сильной степени и эпюра в зави­ симости от этого может быть вогнутой к передней поверхности или выпуклой. Например, на рис. 3.20 эпюра вогнутая, а на рис. 3.21 еыпѵклая.

вдоль ширины контакта в зависимости от толщины среза.


Перейдем к рассмотрению эпюр, полученных методом разрез­ ного резца. Разрезной резец изготовляется обычно из быстроре­ жущей стали, для которой предельная толщина среза, вызываю­ щая скалывание, достаточно большая, порядка 3,5ч-4,0 • 10~3 м. Опыты обычно проводятся при толщинах среза значительно мень­ ших, чем предельная толщина среза. Например, в работах [31, 32] эпюры получены при толщине среза 0,33 • 10'3 м. Поэтому эпю­ ры получаются вогнутыми относительно передней поверхности. Надо полагать, что если бы были проведены опыты по резанию сталей, чугунов п цветных металлов разрезным резцом при тол­ щинах среза близких по величине к предельной толщине среза, то эпюры получились бы выпуклыми.

В отношении изменения коэффициента трения по ширине кон­ такта необходимо отметить следующее. Линейность зависимости р=/(|і), выражаемая формулой (3.36), является допущением. Это допущение приемлемо постольку, поскольку основанные на этом допущении расчеты напряженного состояния в контактной зоне, приведенные в главе V , имеют экспериментальное подтверждение. Как известно, допущение, упрощающее исходное положение, мо­ жет быть принято за основу, если конечный результат является правильным, экспериментально подтвержденным.

В общем случае по мере удаления от кромки коэффициент тре­ ния может не только увеличиваться, но и уменьшаться. На рис. 3.25 дана зависимость р=/(г), рассчитанная автором по формуле

по экспериментальным данным В. Ф. Боброва [31, 32]. На

рис. 3.25 видно, что кривые изменения коэффициента трения вдоль ширины контакта для стали 40, латуни, титана имеют тенденцию снижения по мере удаления от кромки, тогда как кривая для чу­ гуна повышается. Это подтверждается также данными Ф. И. При­ муса [174], который показал, что вдоль ширины контакта коэффи­ циент трения может вначале повышаться, достигать максимума, а затем понижаться.

В обоих случаях, при выпуклых и при вогнутых эпюрах кон­ тактных нормальных напряжений, при линейном и нелинейном изменении коэффициента трения по ширине контакта, при опре­ делении о м по формуле (3.8) или (3.34), с точки зрения анализа на­ пряженного состояния, в контактной зоне получается качественно

142

одинаковый результат, суть которого состоит в следующем: нап­ ряжения в контактной зоне безопасны с точки зрения хрупкого разрушения (скалывания). С учетом действия сил на заднюю по­ верхность, суммарная сила определяется так: равнодействующая сил, действующих на заднюю поверхность:

R О—V

и на основании этого

Р - і Л Й Л 5-

(3.4])

Рис. 3.25. Изменение коэффициента трения на передней поверхности. Свободное точение различных материалов разрезным резцом.

у=10°; о=0,1 м/сек (6 м/мин). ,а=0,33-10_3м.

$ 3.3. О ТЕРМ ИЧЕСКОМ НАГРУЖ ЕНИИ РЕЖ УЩ ЕЙ ЧАСТИ ИНСТРУМЕНТА

Выше указывалось, что временные напряжения первого рода могут возникать в режущей части инструмента вследствие нерав­ номерного температурного поля. По данным [81, 111, 177] в кон­ тактной зоне максимальную температуру имеем на передней по­ верхности в середине ширины контакта. Поэтому при расчете тер­ мических' ' напряжений необходимо исходить из указанной схемы нагружения.

143