Скорость резания и стойкость

Состояние поверхности обрабатываемого материала и химический состав.

Сечение державки резца.

Чем больше площадь сечения держав­ки резца, тем ниже температурная концентрация. Жесткость резца повышается, а потому резец, имеющий большее сечение державки, допускает и более высокие скорости. Для рез­цов, оснащенных пластинками из твердых сплавов, влияние сечения державки незначительно, и им можно пренебречь.

9.5. Допустимая величина износа резца.

Чем больше допустимый износ, тем большую скорость реза­ния можно назначить для

резца.

На скорость резания, допускаемую режущими свойствами резца, влияет со­стояние обрабатываемого материала и поверхности заготовки. Так, если для горя­чекатаной стали скорость резания принять за единицу, то для холоднотянутой стали необходимо ввести коэффициент 1,1, т. е. принять скорость резания на 10% выше. Для нормализованной стали этот коэффициент будет 0,95, для отожженной 0,9 и для улучшенной 0,8.

Если при обработке стальной заготовки из проката или поковки без корки (корка срезана на предыдущем проходе или протравлена) скорость резания при­нять за единицу, то в случае обработки стальной отливки скорость резания умень­шается (коэффициент 0,9). Твердая корка, получившаяся на чугунной заготовке после литья, окалина после поковки и горячего проката стали - резко повышают износ инструмента и в связи с этим снижают скорость резания (окалина на 10 - 20%, корка на 20-40%).

На скорость резания влияет химический состав стали, ее термическая обра­ботка и характер структуры, получаемой при термической обработке. Так, при уменьшении содержания углерода в конструкционной углеродистой стали, допус­каемая скорость резания повышается, а при введении легирующих материалов (Сг, Мn и др.) понижается; для стали 40Х наибольшая допустимая скорость резания будет при отжиге с 900°С, для стали 40 — при нормализации с 900—950°С, а для быстрорежущих сталей — при изотермическом отжиге. Наибольшая допу­стимая скорость резания наблюдается при зернистом перлите, когда цементит имеет форму мелких шарообразных зерен, равномерно распределенных в феррите, а из структур наибольшую скорость резания допускает феррит, затем (в порядке уменьшения допустимой скорости резания) перлит (точечный, зернистый, пластин­чатый, сорбитообразный), сорбит и троостосорбит.

Мелкозернистые стали обрабатывать легче, чем крупнозернистые, и небольшим введением некоторых элементов (например, до 0,1% S и до 0,2—0,25% Pb) можно повысить обрабатываемость стали, почти не изменяя ее механических свойств.

Увеличение скорости резания приводит куменьшению машинного времени Т_м. Однако скорость резания нельзя назначать без учета конкретных условий обра­ботки, так как при ее увеличении резко возрастет износ инстру­мента, т. е. снизится егостойкость — машинное время работы инструментом от переточки до переточки (или до опре­деленной величины износа). Это вызовет более частую переточку инструмента, а следовательно, и затрату труда заточника, за­трату времени на снятие и установку инструмента (станок вэто время будет простаивать) и перевод в отходы (при заточке) определенного количества материала, идущего на изготовление режущей части инструмента. Таким образом, стойкость инстру­мента влияет на производительность, и на себестоимость обра­ботки. Чем большую скорость резания допускает инструмент при одной и топ же стойкости, тем выше его режущие свойства, тем он более производителен.

На скорость резания, допускаемую резцом, влияют следующие факторы: стойкость режущего инструмента; физико-механические свойства обрабатываемого металла; материал режущей части инструмента; подача и глубина резания; геометрические элементы режущей части резца; размеры сечения державки резца; смазочно-охлаждающая жидкость, максимально допустимая величина износа резца; вид обработки.

Для инструмента, осна­щенного твердым сплавом зависимость между скоростью резания и стойкостью более сложная. При увеличении скорости резания стойкость твердо­сплавного резца сначала уменьшается, затем увеличивается и вновь уменьшается (рис. 102, кривая 3); при этом, чем больше твердость обрабатываемого металла, тем меньше величина критических ско­ростей, соответствующих точкам перегиба (см. рис. 102 и 103).

Та­кая зависимость между скоростью резания и стойкостью для твер­досплавных резцов объясняется тем, что при малых скоростяхвследствие низкой температуры резания износ протекает медленно. По мере увеличения v температура на поверхностях соприкосновения резца с заготовкой и стружкой увеличивается, что содействует слипанию (свариванию) в местах контакта и соответственно повышению ин­тенсивности износа и снижению стойкости резца. При дальнейшем увеличении v (начиная с v = 10 м/мин, рис. 103) повышение темпе­ратуры способствует размягчению (и даже микроплавлению) по­верхностей стружки и заготовки, что уменьшает слипание, облег­чает относительное скольжение и снижает интенсивность износа (повышает стойкость); этому содействует также повышение удар­ной вязкости твердого сплава (особенно в интервале температур 600—800° С) и уменьшение сил, действующих нарезец. При даль­нейшем же увеличении скорости (v 20 м/мин) и соответственно температуры резания резко снижаются твердость и прочность твердого сплава, что (при все возрастающем пути трения за один и тот же промежуток времени) приводит к повышению интенсивно­сти износа резца и соответствующему снижению стойкости.

Потому зоной рационального использования твердого сплава следует считать участок, расположенный вправо от точки перегиба максимальной стойкости.

Список литературы:

1.Байкалова В.Н., Колокатов A.M. Методические указания по расчету (назначению) режимов резаний при точении. М.: МИИСП, 1989.

2. «Резание материалов» Косенко А.И. Методические указания для самостоятельной работы студентов НовГУ

3.Справочник технолога машиностроителя. В.2-х т. / Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. - 4-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1985.

4. Косенко А.И Оптимизация процессов резания, В. Новгород, 2006 г.

5. Барановский Ю.В. «Режимы резания металлов» справочник, Изд. 3-е, переработанное и дополненное. М., «Машиностроение», 1972г.

ПРИЛОЖЕНИЯ

Мощность электродвигателя главного движения, КПД станка, значения продольных и поперечных подач, а также значения допустимых усилий подач токарных станков.

Модели станков: 1А62,1А62Б, 1А62Г

Мощность электродвигателя главного движения Nэ = 7 кВт; КПД станка η = 0,75.

Продольные подачи: 0,082; 0,088; 0,10; 0,11; 0,12; 0,13; 0,14; 0,15; 0,16; 0,18; 0,20; 0,23; 0,24; 0,25; 0,28; 0,30; 0,33; 0,35; 0,40; 0,45; 0,48; 0,50; 0,55; 0,60; 0,65; 0,71; 0,80; 0,91; 0,96; 1,00; 1,11; 1,21; 1,28; 1,46;1,59.

Поперечные подачи станка: 0,027; 0,029; 0,033; 0,038 0,040; 0,042; 0,046; 0,050; 0,054; 0,058; 0,067; 0,075; 0,079; 0 084; 0,092; 0,10; 0,11; 0,12; 0,13; 0.15; 0,16; 0,17; 0,18; 0,20; 0,22; 0,23; 0,27; 0,30; 0,32; 0,33;'0,37; 0,40; 0,41; 0,48; 0,52.

Дата добавления: 2015-06-28