 |
 |
 |
 |
",5" СКОРОСТЬ РЕЗАНИЯ ПРИ ТОЧЕНИИ
Допускаемая инструментом скорость резания v зависит от ряда факторов: стойкости инструмента, обрабатываемого материала, материала и геометрии режущей части инструмента, глубины резания и подачи, свойств смазывающе-охлаждающей жидкости и др.
При анализе влияния отдельных факторов на скорость резания необходимо учитывать их воздействие на образование и отвод тепла из зоны резания. Чем меньше образуется тепла и интенсивней оно отводится, тем выше допускаемая скорость резания или стойкость инструмента Т, при неизменных условиях работы.
§ 1. ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ НА СКОРОСТЬ РЕЗАНИЯ, ДОПУСКАЕМУЮ РЕЗЦОМ
Влияние стойкости инструмента. Зависимость между v и Т устанавливают экспериментальным путем. Задавшись различными значениями v, определяют время Т, потребное для достижения заданного износа инструмента. Значения v и Т наносят на график «Стойкость - скорость резания», построенный в простых или логарифмических координатах, и определяют искомую зависимость. Для быстрорежущих резцов зависимость между v к Т в зоне применяемых скоростей резания следующая: с увеличением v уменьшается Т (рис. 56, а, кривая 1). Это объясняется тем, что при увеличении v увеличиваются работа резания и количество выделяемого тепла. Одновременно возрастает скорость скольжения на контактных площадках инструмента со стружкой и деталью и, следовательно, температура трения. В результате стойкость резца снижается. Для твердосплавного инструмента эта зависимость более сложная (см. кривую 2). В зоне малых скоростей резания стойкость мала. С увеличением v стойкость увеличивается, достигая максимального значения при скорости Vz, затем она уменьшается.
Как видно, одинаковую стойкость Г можно получить как при работе с малой скоростью Vi, так и высокой Vs- Отсюда следует, что зона рационального использования твердого сплава лежит на участке А Б. Скорость v, соответствующая наибольшей стойкости Т,пах, лежит в пределах 100-150 mImuh при точении кон-
струкционных сталей (а = 75 кПмм) твердым сплавом Т5К10 с глубиной резания 2-4 мм. и подачей 0,25-0,75 мм1об [48]. Для чугуна она несколько меньше. Небольшая стойкость резца при малых скоростях порядка 20-30 м.1мин объясняется явлением слипания (адгезии) стружки и материала заготовки с твердым сплавом. Твердый сплав и минеральная керамика в силу хрупкости интенсивно изнашиваются при слипании (см. гл. VII).
Рис. 56. Зависимость между v я Т при точении стали:
а - в простых координатах, б - в логарифмических; / - быстрорежущими резцами; 2 - твердосплавными
С увеличением скорости слипание ослабевает вследствие повышения температуры в зоне контакта, поэтому износ пластины уменьшается, а стойкость резца увеличивается. При больших скоростях V (в зоне А Б) сильно возрастает температура контактных площадок, снижаются твердость и прочность режущей части резца, повышается интенсивность износа и снижается его стойкость.
Зависимость между v и Т выражается степенной функцией вида
где Сц - коэффициент, зависящий от свойств обрабатываемого материала и условий резания; т - показатель относительной стойкости, характеризующий степень влияния Т на v. В простой системе координат эта зависимость выражается кривой линией (см. кривые 1 и 2); в логарифмической системе координат - прямой (рис. 56, б), наклоненной к оси Г под углом а (прямые 7 и 2). В логарифмической системе координат по осям откладываются логарифмы величин v и Т. Если прологарифмиро-
вать уравнение v = -~, получим: Ig и = Ig С, - m Ig Т, т. е.
получим уравнение прямой линии, где т - тангенс угла наклона линии к оси Т:
m = tga = -.
Величина т зависит от характера износа резца, его материала и т. д. При точении стали и чугуна быстрорежущими резцами т = 0,l-i-125, при точении твердым сплавом т = 0,2-0,25. При абразивном износе, имеющем место при обработке пластмасс, значение т достигает 0,5-0,6. Чем меньше т, тем более чувствителен резец к изменению скорости резания, т. е. при незначительном изменении скорости его стойкость сильно изменяется. Так, при m = 0,1 увеличение скорости на 20% уменьшает стойкость в 1,2" раз, т. е. до 6 раз. Это следует учитывать при назначении режимов резания.
Из уравнения vT" = С = const следует, что vT( = v,T = . . . . . . = vT". Отсюда
г>2
Если известна величина Ti и соответствующая ей Vi, то из приведенных соотношений можно определить стойкость резца Т, соответствующую любой другой скорости резания при неизменных условиях работы. Также можно определить при любой другой стойкости Г 2.
Период стойкости и соответствующая ему скорость резания должны устанавливаться с учетом высокой производительности и наименьшей себестоимости обработки. Расход инструмента, затраты на его переточку и переналадку влияют на себестоимость детали. При значительных Г (малых v) снижается производительность, а при малых Т (высоких v) резко возрастают расход инструмента и затрата времени на его переточку и перестановку. В обоих случаях работа неэкономична.
Следует выбирать Г таким образом, чтобы затраты на инструмент, его переточку, перестановку и подналадку были минимальными. Такое значение стойкости называется экономической (Гэк), которая зависит от конкретных условий эксплуатации инструмента. Чем организованнее работа предприятия, цеха, тем меньше затраты на инструмент и его эксплуатацию. Поэтому Так должна устанавливаться для каждого цеха, завода. На практике пользуются нормативными данными, где Тд = 30--120 мин. Чем дороже инструмент, сложнее его профиль и больше затрата времени на восстановление его режущих свойств и замену, тем его стойкость должна быть большей; например, для автоматных и фасонных резцов она равна 120 мин.
На автоматических линиях режущий инструмент должен обеспечить заданные размеры детали в течение установленного периода
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