Запорожец  Издания 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 [ 22 ] 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129

мягкой стали (0 = 40 кПмм)


хромоникелевой стали (о = 70ч-85 кПмм)

Q = 210d°-V-V-"°C.

Из рассмотрения этих формул видно, что на величину температуры наиболее значительно влияет скорость резания: несколько меньше - подача и незначительно - гйубина резания. Указанное явление можно объяснить условиями расположения контактной плош,адки на передней поверхности резца. На рис. 47, а сопоставлены условия изменения контакта при увеличении глубины резания или подачи. Плош,адь сечения среза в обоих случаях abed и ebfh одинакова и равна ts. В то же время контактная площ,адка во втором случае расположена вблизи вершины резца. Усиленное поступление тепла в зоне вершины резца затрудняет теплоотвод и способствует повышению температуры на рабочих поверхностях резца и, следовательно, более интенсивному их изнашиванию. Это происходит несмотря на то, что деформация толстых срезов несколько меньшая.

При сопоставлении влияния на темпера[туру контакта глубины резания и подачи (рис. 47, б) видим, что равные объемы среза в единицу времени будут в том случае, если срез с сечением abed снимался в 2 раза быстрее, чем с сечением abef. В первом случае при большой скорости резания тепло будет поступать в зону, близкую к режуш,ей кромке, и, кроме того, более тонкий срез abed будет иметь соответственно и большую степень деформации. Указанные обстоятельства и приводят к наличию более высоких температур и более интенсивному износу. Отсюда можно сделать вывод, что с целью снижения температуры в зоне контакта выгодно работать при том же объеме материала, срезаемого за 1 мин, в первую очередь с большими глубинами резания, а затем подачами.

С целью измерения температур в различных зонах контактных площадок возможно применять специальные разрезные резцы, разработанные советскими исследователями Е. А. Панкиной и Д. Т. Васильевым (рис. 48). Передняя поверхность этого резца состоит из ряда участков, изолированных друг от друга и расположенных на различных расстояниях от режущей кромки. Каждый участок образует спай независимой термопары.

П 50 100

Рис. 46. зависимость температуры контакта от скорости резания



На рис. 49 приведены температуры контакта на передней поверхности резца Г„ при точении стали 45. Наибольшая температура будет на некотором расстоянии от режущей кромки (Gq = = 0,2-ь0,3 мм); при дальнейшем увеличении Gq температура быстро убывает. Изучение температуры контакта на задней по-


Рис. 47. Расположение контактной площадки резца со срезаемым слоем:

а - при различных глубинах резания, б- при различных подачах

верхности показало, что наибольший нагрев происходит возле режущей кромки, а по мере удаления от режущей кромки температура резца быстро снижается. Указанные исследования также показали, что температура контакта на задней поверхности выше, чем на передней.


0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0.6 Оомн

Рис. 48. Разрезной резец для измерения температуры контакта на различных участках передней поверхности

Рис. 49. Температура контакта передней поверхности резца со стружкой:

/ - при S = 0,3 мм/об; 2 - при S = 0,5 мм/об

Метод микроструктурного анализа разработан советскими исследователями А. П. Гуляевым и Б. П. Костецким [13]. Метод основан на определении остаточных изменений микроструктуры и твердости материала режущей части, которые возникают под влиянием тепловых потоков, проходящих при резании.



Металлографические исследования показали, что нагрев свыше 250° С оказывает остаточное воздействие на микроструктуру и твердость ряда углеродистых и легированных инструментальных <;талей (9ХС, ХГ, УЮ, У12 и др.), нагрев выше 550° С изменяет микротвердость быстрорежуш,их сталей (Р18, Р9 и др.), и, наконец, нагрев выше 900° С может оказать влияние на микроструктуру твердого сплава. Указанные явления позволяют определить температуру, возникаюш,ую при резании, путем измерения твердости или рассмотрения микроструктуры.

,650


Рис. 50. Температура резца (а) и температурное поле зоны резания (б)

Постепенно стравливая поверхность исследуемого инструмента, определяют микротвердость и по ней температуру нагрева нижележащих слоев. На рис. 50, а показано сечение быстрорежущего резца с нанесенными изотермами. Резцы были исследованы после обработки стали 50Н с подачей s = 3,2 мм1об, глубиной резания f = 15 жж и со скоростью резания v = 4,5ч-8,5 м/мин. Наибольшая температура возникала на поверхности трения со стружкой. По мере углубления в тело резца температура быстро снижалась.

На основании выполненных исследований возможно построить температурное поле зоны резания. Понятие «температурное поле» характеризует распределение температур в изучаемом объекте. Если температурное поле с течением времени не меняется, то такой температурный режим считается установившимся или стационарным. Обычно температурное поле зоны резания рассматривают в характерных плоскостях - главной секущей или в плане.

На рис. 50, б показан характер температурного поля в сечении главной секущей плоскостью.



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 [ 22 ] 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129