Комплексные способы эффективной обработки резанием - Ермаков Ю.М.
ISBN 5-217-03160-3
Скачать (прямая ссылка):
С уменьшением толщины среза касательные напряжения возрастают, увеличивая радиальную составляющую Fn а нормальные - уменьшаются, уменьшая касательную составляющую силы резания F,. Обе составляющих силы резания становятся равными при а = 0,04 ... 0,05 мм, а при меньших толщинах среза радиальная составляющая силы резания превышает касательную (см. рис. 2.5).
Принимая во внимание, что уменьшение толщины среза увеличивает работу трения, отражением которой является радиальная составляющая силы резания, границу перехода лезвийного резания в макролезвий-ное резание (макрорезание) можно определить по толщине среза. Граничной толщине соответствует F1 = Fn а толщина составляет несколько сотых долей миллиметра. К микролезвийному резанию (микрорезанию) относятся способы со съемом среза толщиной на порядок меньше, чем при макролезвийном резании, - несколько микрометров.
Рис. 2.5. Осциллограммы касательной F1 и радиальной Fr составляющих силы резания, материал заготовки - сталь 60, резец из твердого сплава ТТ20К9, резание свободное, без охлаждения, у = 150 м/мин, Ъ - 4 мм
34
ЗАВИСИМОСТИ СПОСОБОВ ОБРАБОТКИ РЕЗАНИЕМ
2.3. ВЗАИМОСВЯЗЬ СТОЙКОСТНОЙ И СИЛОВОЙ ЗАВИСИМОСТЕЙ
Стойкостная зависимость, построенная в декартовых координатах, имеет полиэкстремальный характер при общей тенденции к убыванию с ростом скорости резания. Ее экстремумы сдвигаются вправо по оси скорости на Av при представлении минутной стойкости в длине пути резания Ti = \Т (рис. 2.6, а) или в площади срезаемого слоя Ts = avT (на рисунке
О 40 80 ПО ISO v,m'muh
Рис. 2.6. Графики зависимости F„ Th T и коэффициента утолщения стружки Ка от скорости резания:
а - материал заготовки - сталь 45, HB 197 ... 207, материал резца - сплав Т15К6, геометрические параметры режущей части: у = 0°, а = 12°, X = 45°, / = 4 мм, S = 0,3 мм/об; б - материал заготовки - сталь UlX 15, HB 200 ... 207, материал резца - сплав Т15К6, геометрические параметры режущей части: у = 0°, а = 24°, X = 30°, X = 18°, b = 4 мм, а - 0,3 мм (сплошные линии), а = 0,15 мм (штриховая линия), охлаждение 3 %-м раствором эмульсола
ВЗАИМОСВЯЗЬ СТОЙКОСТНОЙ И СИЛОВОЙ ЗАВИСИМОСТЕЙ 35
не показано). Линейная (штучная) стойкость в отличие от временной показывает, что в ряде случаев с увеличением скорости резания число обработанных деталей не снижается и даже превышает число обработанных, оцениваемое по наибольшей минутной стойкости для одинакового износа инструмента.
Такой же полиэкстремальный характер, как зависимость стойкости от скорости, имеет зависимость силы резания от скорости, но традиционное представление стойкости в минутах, а не в метрах пути резания не позволяло обнаружить совпадение их экстремумов. Сопоставленный анализ зависимостей силы резания и линейной стойкости от скорости показывает, что они находятся в противофазе относительно друг друга. Это подтверждается исследованиями автора, а также данными других ученых с пересчетом минутной стойкости на линейную. При точении заготовок из хорошо изученной стали 45 резцом из твердого сплава Т15К6 максимальная стойкость T = 335 мин установлена при скорости vr = 95 м/мин, в то
время как максимальная линейная стойкость 7) = 345 х 10 м, полученная пересчетом минутной стойкости, соответствует минимальной силе резания (F1 = 260 даН) при скорости резания vonT =115 м/мин (см. рис. 2.6, а).
Интересно отметить, что при оптимальной скорости резания vonT = = 115 м/мин помимо увеличения в 1,1 раза числа обработанных деталей повышается производительность резания в 1,2 раза. Аналогичные закономерности наблюдаются при обработке заготовок из легированных сталей при сравнении стойкостных (A.M. Вульф) и силовых зависимостей A.M. Розенберга и А.И. Еремина при одинаковых условиях резания, а также в более поздних работах В.А. Остафьева, A.A. Виноградова, В.К. Старкова и др.
Графические зависимости стойкости и силы резания от скорости резания при тангенциальном точении заготовок из стали ШХ15 резцом из сплава Т15К6 со скоростью до 220 м/мин и из стали 60 резцом из сплава PlO (ТТ20К9) при скоростях 25 ... 950 м/мин приведены на рис. 2.6, б и рис. 2.7. Обработка партии подшипниковых колец 310/02 диаметром 72 мм из стали ШХ15 (HB 205 ... 210, ав = 600 МПа) осуществлялась на специальном полуавтомате тангенциального точения МР506 с мощностью главного привода 28 кВт. Резание осуществлялось с охлаждением 3 %-м раствором эмульсола, ширина среза 4 мм, толщина 0,15 и 0,3 мм при подаче 0,55 и 1,1 мм/об. Результаты экспериментов приведены в табл. 2.1.
Обработка заготовок из стали 60 (HB 200 ... 205, а. = 800 МПа) осуществлялась на токарном станке мод. D350 фирмы «Oerlikon» (Швейцария) с мощностью главного привода 100 кВт с бесступенчатым регулировани-
36
ЗАВИСИМОСТИ СПОСОБОВ ОБРАБОТКИ РЕЗАНИЕМ
FJaH T1, м
О WO 200 300 Ш 500 600 700 800 v,m/muh
Рис. 2.7. Зависимости Fh Г/ и Ка от скорости резания (материал заготовки - сталь 60, материал резца - сплав ТТ20К9, Ь = 4 мм, а = 0,15 мм, резание свободное, без охлаждения)
2.1. Значения касательной составляющей силы резания F1 и стойкостей Гщт, T1 инструмента в зависимости от скорости резания
