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

Г Л А В А VI

ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ РЕЖУЩЕЙ ЧАСТИ ИНСТРУМЕНТА И ОСНОВЫ РАЦИОНАЛЬНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Исторически повышение производительности обработки реза­ нием в основном достигалось созданием новых инструментальных материалов, которые давали возможность достигать необходимой

Современные жаропрочные и иные труднообрабатываемые кон­ струкционные материалы создаются на базе интерметаллндов и карбидов тугоплавких металлов, т. е. на той же основе, что и сов­ ременные инструментальные материалы. Поэтому обеспечение необходимой разницы в физико-механических свойствах инстру­ ментального и обрабатываемого материалов при высоких режимах резания в современных условиях является значительно более сло­ жной задачей.

Вообще необходимая разница в физико-механических свойст­ вах инструментального и обрабатываемого материалов может быть обеспечена либо понижением сопротивления обрабатываемого ма­ териала пластической деформации в зоне стружкообр азовання, ли­ бо повышением сопротивления разрушению режущей части инст­ румента. Соответственно, пути увеличения надежности режущей части инструмента повышением прочности можно разделить на две группы.

264

I. Понижение сопротивления обрабатываемого материала плас­ тической деформации в зоне стружкообразования.

II. Повышение сопротивления разрушению режущей части инструмента.

К первой группе относится предварительный подогрев срезае­ мого слоя обрабатываемого материала. Вторая группа объеди­ няет различные методы упрочнения режущей части инструмента. Из этих методов по рекомендации [138, 139, 140, 141] можно вы­ делить приведенные в таблице 6.1.

Т а б л и ц а 6 . 1.

265-

Рассмотрим последовательно пути повышения надежности по прочности первой, а затем второй группы. В заключение даны

основы рационального использования инструментальных матери­ алов по прочностным характеристикам.

§ 6.1. РЕЗАНИЕ С ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫМ ПОДОГРЕВОМ СРЕЗАЕМОГО СЛОЯ

Одним из средств улучшения обрабатываемости и повышения производительности обработки труднообрабатываемых материа­

лов резанием является резание с подогревом обрабатываемого ма­ териала — т. н. терморезание.

Как видно из рис. 3.5, подогревом срезаемого слоя можно уменьшить сопротивление обрабатываемого материала пластичес­ кой деформации в зоне стружкообразования. Анализ формул (3.17),

(3.34), (3.45) показывает, что при этом уменьшается силовое наг­ ружение, действующее на режущую часть инструмента.

266

Рис. 6-1. Зависимость

267

Рис. 6.5. Зависимость Pz—f(a) для ВК8—ШХ15

и=0-367 м/сек (22 м/мин)

!—293°. ; 2—823°К; 3—873“К; 4—973°К; 5—1073°К; 6— 1ІУЗ“!/:;'* 7— !273°К-

269

Рис. 6.7. Зависимость Рг—!(а) для ВК8—Ст. 40

Рис. 6-8- Зависимость Px= f(a ) для ВК8—Ст. 40

о=1,2 м/сек (72 м/мин)

1—2!>3СК; 2—873°К; 3—973°К; 4— 1073V; 5— 1173°1\; 6— 1273°К; 7— 1393°К.

270

Па рис. 6.1—6.8 даны результаты измерений сил резания в зависимости от толщины среза при разных температурах предва­ рительного подогрева, проведенных для построения рис. 3.5. Опы­ ты были проведены при несвободном точении с глубиной резания

Как видно из рис. 6.1—6.8, с увеличением температуры подо­ грева силы резания понижаются. Ввиду того, что на основании рис. 4.1 до определенных достаточно больших температур предел прочности инструментальных материалов остается практически неизменным, то на основании формул (5.50) и (5.53) можно пола­ гать, что при подогреве срезаемого слоя возрастает коэффициент запаса хрупкой прочности и уменьшается вероятность скалыва­ ния режущей части инструмента. Следует отметить, что при этом также понижается интенсивность адгезионного и абразивного вз­ носов [89(. Ввиду этого появляется возможность увеличивать тол­ щину среза, так как при данной форме режущей части скалыва­ ние, главным образом, определяется предельной толщиной среза. На рис. 6.9 дана зависимость о\ Inax=f(a) при разных темпера­ турах предварительного подогрева для условий, приведенных на

(ЭИ437Б)- при разных температу­ рах предварительного подогрева.

1-293''К: 2 —1073°К,

3-1273 1\.

0,6 G M 0 м .

271