Комплексные способы эффективной обработки резанием - Ермаков Ю.М.
ISBN 5-217-03160-3
Скачать (прямая ссылка):
Параметр V, м/мин
125 150 158 176 210 220
F19 даН - 216 190 - 253 -
275 367 286 286 - 180
Тшг, шт - 600 630 - 450 -
470 420 400 370 - 500
Ti9M - 2615 2750 - 1960 -
2100 1840 1760 1620 - 220
Примечание. Верхние значения соответствуют а - 0,15 мм, нижние а = 0,3 мм.
ем скорости. Резание свободное, без охлаждения, ширина среза 4 мм, толщина 0,14 мм. Силу резания и износ резца измеряли через каждые 25 м/мин. Износ по задней поверхности резца для пути резания 20 м и линейная стойкость для максимального износа задней поверхности A3 = 1 мм приведены в табл. 2.2.
ВЗАИМОСВЯЗЬ СТОЙКОСТНОЙ И СИЛОВОЙ ЗАВИСИМОСТЕЙ 37
2.2. Значение касательной составляющей силы F,, мощности резания Р, износа Zr3 по задней грани, стойкости T1 резца в зависимости от скорости резания v
Параметр V, м/мин
25 150 225 350 400 500 600 800 900 950
F1, даН 210 175 170 170 175 170 180 170 158 155
Р, кВт 0,88 4,35 6,4 10 11,6 14,2 18 22,7 23,7 24,5
A3, мм 0,1 0,08 0,04 0,05 0,28 0,4 0,8 1 1 1,5
Ti, м (A3 = 1 мм) 200 250 500 400 72 50 25 20 20 13,5
Экспериментальные зависимости показывают совпадение экстремальных значений силы и стойкости, подчиняющихся общей тенденции: с ростом скорости сила резания и стойкость уменьшаются.
Уменьшение износа при экстремальном падении силы резания с увеличением скорости объясняется снижением сил трения в зоне пластических деформаций. Это обусловлено уменьшением контактных давлений, размягчением материала заготовки с ростом температуры, изменением коэффициента трения в зависимости от скорости резания. Учитывая эти зависимости, целесообразно осуществлять резание с максимальной скоростью, соответствующей минимальной динамической силе резания в интервале скоростей, определяющем целесообразную стойкость для данной пары инструмент-заготовка [A.c. 622579 (СССР)].
На обобщенном графике зависимостей силы резания и стойкости от скорости резания F9 T = f (v) проводятся поля характеристик в диапазоне подач Si, ...,S3 (рис. 2.8). Максимальным значениям линейной стойкости, расположенным на изоанабазах, соответствуют минимальные значения силы резания, расположенные на изокатабазах. Произведение линейной стойкости Ti на подачу S дает площадь обработанной поверхности (производительность резания), а оптимальное произведение их значений по изолиниям - максимальную производительность резания Qmax =[^/max^Fmin]>
откуда vonT находят из условия d(Tt SF )/dv = 0. В большинстве случаев поиск максимальной производительности резания упрощается. После назначения наибольшей подачи по условиям жесткости системы и шероховатости обработанной поверхности достаточно в интервале скоростей, рекомендуемых для конкретных материалов пары заготовка-инструмент, определить скорость, соответствующую минимальной силе резания.
38
ЗАВИСИМОСТИ СПОСОБОВ ОБРАБОТКИ РЕЗАНИЕМ
F1 дан
Fm Fn
Fn
щ _I-L?J-1---1-1-1--і-1-
50 WO 150 700 250 300 350 400 450 500 v, м/мин
О
Рис. 2.8. Типовые зависимости стойкости (сплошные) и силы резания (штриховые линии) от скорости резания и подачи:
1 - быстрорежущая сталь; 2 - твердый сплав; ? - керамический материал; 4 - композит; 5 - алмаз и СТМ; 6 - изоанабазы стойкости; 7 - изокатабазы силы резания
Интервалы экстремальных значений для каждой пары различны, они определяются свойствами материалов заготовки и инструмента. Для инструментов из твердых сплавов они находятся правее по оси v, чем из быстрорежущей стали, а из керамических материалов правее, чем из твердого сплава.
Для инструмента из твердого сплава такой интервал I (см. рис. 2.8) охватывает диапазон скоростей резания до vi. Скорости Vi соответствует минимальное значение динамической силы резания на кривой F = /(v)
и максимальная стойкость ГтаХ1. В интервале II сила резания возрастает
до Fmax , а линейная стойкость уменьшается до 7^n .
Интервал III характеризуется повышением стойкости в диапазоне скоростей Vj - V2 и падением силы резания от максимальной Fmax до минимальной Fmin2 при скорости резания V2 и соответствующей максимальной стойкости Tmax . Так как согласно общей тенденции уменьше-
ВЗАИМОСВЯЗЬ СТОЙКОСТНОЙ И СИЛОВОЙ ЗАВИСИМОСТЕЙ
39
ния силы и стойкости с ростом скорости резания значения максимальной стойкости в интервале III меньше, чем в интервале I (Ттлх < ТтлХ];
^mJn2 < ^min, )> назначение скорости резания V2 будет определяться экономической целесообразностью с учетом выгоды от повышения производительности при некотором уменьшении стойкости инструмента.
Указанные зависимости позволяют определять оптимальную скорость резания также в интервалах сверхвысоких скоростей, которые целесообразны при кратковременном контакте инструмента с заготовкой (см. рис. 2.2).
Если представить зависимости стойкости и силы от скорости резания в /-М и (/ + 1)-м интервале в виде экспоненциальных и степенных зависимостей, то они имеют вид:
на участке падения стойкости
T1 = CT\bi /ecvv ; F1 = Cye''v / (2.5)
или
Т,=Сг/у», F1=Cp I vk*\ (2.6) на участке повышения стойкости
Тм = C7.ec'+|V/v*+l ; FM = CVv^+Ve4+1 v (2.7)
