Комплексные способы эффективной обработки резанием - Ермаков Ю.М.
ISBN 5-217-03160-3
Скачать (прямая ссылка):
или
Г|+1=С7./ v^; /T+1=C7,//'+', (2.8)
где Ст, Cp- коэффициенты, учитывающие условия обработки в заданном диапазоне скоростей резания; Ь, с, ц, /, к - эмпирические показатели степени.
Из совместного решения систем (2.5) и (2.7) получается зависимость линейной стойкости от силы резания
T1 =CTF/(FhecF) (2.9)
или
T,=(CTF/F)k,m, (2.10)
где C7P - коэффициент, учитывающий условия обработки; кит- абсолютные значения показателей степени при скорости резания.
40
ЗАВИСИМОСТИ СПОСОБОВ ОБРАБОТКИ РЕЗАНИЕМ
Анализ формул (2.9), (2.10) показывает, что зависимость 7} =/(/7) может быть использована в качестве оценочной функции дополнительно к зависимости (2.4).
Еще больший интерес представляет зависимость линейной стойкости от произведения силы на скорость. При решении систем уравнений (2.6) и (2.9) она имеет вид
T1 =CTFl(F\Y'{k±X). (2.11)
Знак «минус» в показателе степени соответствует интервалу скоростей резания, на котором стойкость повышается, например интервалов I и III (см. рис. 2.8). Произведение силы на скорость характеризует работу, затрачиваемую в единицу времени на резание (мощность резания).
При обработке твердосплавным инструментом заготовок из сталей 45, 40Х, ШХ15 ц = 1,9 ... 2,4, * = 0,4 ... 0,6, C7F = OOO ... 745.
Зависимость (2.11) совпадает с зависимостью (2.4) и является оценочной функцией стойкости по мощности резания P = Fv. Она является реверсивной функцией к < 1 и по экстремальным точкам позволяет находить оптимальную скорость резания. Стойкостная зависимость с одной экстремальной зоной, имеющей место в большинстве случаев при средних скоростях резания для заготовок из конструкционных сталей 100 ... 200 м/мин (см. рис. 2.7), описывается формулой
T1 = CTF (Fv)m/ekFw = CTFPm/екр. (2.12)
Эта формула более удобна для использования в сравнении с реверсион-ной функцией (2.11) вследствие постоянства знака в показателях степени.
При обработке резцом из твердого сплава Т15К6 с охлаждением заготовок из стали 45 (см. рис. 2.6, а) коэффициенты в формуле (2.12) следующие: Ctf = 148; т = 12,9; к = 3,1; заготовок из стали 60 в диапазоне скоростей 150 ... 400 м/мин (см. рис. 2.7) - CTF= 75,436; т = 12,3;* = 3,1.
Оптимальную скорость выбирают следующим образом. По силе резания контролируют несколько скоростей резания в рекомендуемом диапазоне для конкретной пары заготовка-инструмент. Силу или мощность резания измеряют соответственно динамометрами или амперметром по силе тока в обмотке статора главного двигателя. Большинство гидрокопировальных одношпиндельных, многошпиндельных токарных и сверлильных станков оснащено амперметрами и ваттметрами. Станки с ЧПУ
ВЗАИМОСВЯЗЬ СТОЙКОСТНОЙ И СИЛОВОЙ ЗАВИСИМОСТЕЙ
41
имеют автоматические системы индикации силы резания и ее составляющих. Поиск оптимальной скорости на станках с ЧПУ довольно прост: достаточно непосредственного наблюдения за силой резания при переключении частот вращения шпинделя или в случае постоянной частоты вращения при изменении обрабатываемых диаметров.
В зонах экстремальных значений стойкостной зависимости наблюдается разброс по скорости, вызванный действием множества случайных факторов (см. рис. 1.5). Их влияние возрастает в затрудненных условиях работы инструментов, например при сверлении и растачивании длинными нежесткими сверлами и расточными резцами, нарезании резьбы метчиками.
В таких случаях необходимо дополнительное уточнение скорости резания в зоне минимальной динамической силы резания, соответствующей максимальной стойкости инструмента. Для этого определяют зависимость амплитуды автоколебаний при резании от скорости в рассматриваемом диапазоне и выбирают скорость, соответствующую минимальной амплитуде [A.c. 1065087 (СССР)]. Если минимальная амплитуда превышает критическую, то уменьшают подачу до S = a = kaj I где ка - коэффициент, учитывающий условия резания и вид инструмента (для метчиков ка = 30, для сверл ка = 20 мкм2/даН); j - радиальная жесткость инструмента, даН/мкм; A1^ - критическая амплитуда, мкм.
При работе жестким инструментом с тяжелыми режимами, особенно при обработке заготовок из высокопрочных и закаленных сталей, особое значение имеет тепловая нагрузка инструмента [23]. В этих случаях значение оптимальной скорости целесообразно уточнять по соотношению горячих твердостей материалов инструмента и заготовки [A.c. 1194581 (СССР)]. Для этого заготовки обрабатывают при постоянной толщине срезаемого слоя (подаче) в найденном диапазоне скоростей Av, изменяя скорость резания и измеряя искусственной термопарой температуру в зоне резания. Оптимальной является скорость резания (с учетом погрешности измерений AvonT), при которой в зоне резания поддерживается температура, соответствующая максимальной разности AHVmax твердостей инструмента HV11 и заготовки HVM.
Выбранный таким образом режим наиболее благоприятный: материал заготовки имеет высокую пластичность, материал инструмента сохраняет сравнительно высокую твердость, т.е. обеспечивается минимальная динамическая нагрузка на лезвие.
42
ЗАВИСИМОСТИ СПОСОБОВ ОБРАБОТКИ РЕЗАНИЕМ
