 |
 |
 |
 |
времени его работы, который называется размерной стойкостью инструмента.
Влияние свойств обрабатываемого материала. Скорость резания, допускаемая инструментом, зависит от физико-механических свойств обрабатываемого материала: прочности, вязкости, теплоемкости, теплопроводности, а также от структуры, абразивных включений и состояния поверхностного слоя. Чем больше в стали углерода и примесей вольфрама, титана, хрома и других элементов, образующих высокопрочные, тугоплавкие карбиды, тем выше твердость и прочность стали, тем больше выделяется тепла в процессе резания.
Тугоплавкие примеси уменьшают теплопроводность стали, ухудшая тем самым отвод тепла от режущих кромок и поверхностей инструмента в деталь и стружку, что способствует интенсивному нагреву и износу инструмента; поэтому с увеличением количества углерода и легирующих примесей обработка стали производится с меньшей скоростью. Стали с мелкозернистой структурой более пластичны и легче обрабатываются.
Обрабатываемость различных материалов характериуется коэффициентом Км„, выражающим отношение скорости данного материала к скорости материала, принятого за эталон, при одинаковых условиях обработки. Чем выше значение Км,, тем обрабатываемость материала лучше. Например, для конструкционных низколегированных хромистых и хромоникелевых сталей Км = 0,8; для нержавеющей стали Км = 0,5-0,6; для силумина и дуралюмина = 4-j-6. Значения Кя даны относительно углеродистой стали (а = 75 кГ/мм) [431.
Трудно обрабатываются детали из высоколегированных жаропрочных и нержавеющих сплавов, на никелевой, титановой и другой основе, имеющие большую вязкость, высокую теплоемкость и низкую теплопроводность.
Детали из цветных металлов обрабатываются на повышенных скоростях, так как они имеют небольшую прочность и высокую теплопроводность, хорошо отводят тепло от режущих элементов резца, работающего в более благоприятных температурных условиях. Обработка деталей из чугуна производится с меньшей скоростью, чем из стали, хотя силы резания и количество выделяемого тепла при этом меньше (меньше деформация металла, слабая связь его элементов). Уменьшение скорости связано с худшей теплопроводностью чугуна и износом резца твердыми абразивными включениями (кварц и др.), содержащихся в чугуне. При чистовых и отделочных операциях характеристикой обрабатываемости является также шероховатость поверхности: чем она выше, тем обрабатываемость материала хуже.
На величину допускаемой скорости резания влияет состояние обрабатываемой стали (горячекатаная, отожженная, нормализо-
ванная), а также состояние поверхностного слоя заготовки (наличие корки, окалины). Состояние стали учитывается коэффициентом Ксм- За единицу принимается скорость резания при обработке горячекатаной стали. Обработка заготовки, имеющей твердую поверхностную корку или окалину, ведется на пониженной скорости. Наличие корки и окалины учитывается коэффициентом Кк.
Влияние материала режущей части инструмента. Физико-механические свойства материала инструмента существенно влияют на допускаемую им скорость резания. Чем выше красностойкость, износостойкость, теплопроводность и сопротивляемость адгезии материала инструмента, тем медленнее изнашивается инструмент и тем с большей скоростью можно работать при заданных условиях резания. Рациональным выбором материала инструмента можно значительно увеличить скорость. Режущие свойства материала инструмента характеризуются коэффициентом Ки (приводится в гл. I).
Влияние глубины резания и подачи. Глубина резания и подача влияют на скорость резания, допускаемую резцом. С их увеличением возрастают силы, действующие на резец, увеличивается количество выделяемого тепла, а это способствует более интенсивному износу резца. Отсюда следует, что с увеличением глубины резания и подачи скорость резания уменьшается. Скорость можно выразить формулой
V = м/мин,
где Cj, - характеристика коэффициента (указана выше);
и г/„ - показатели степеней, характеризующие влияние глубины резания и подачи на скорость. Экспериментально установлено, что при работе с прямыми срезами ( > s) глубина резания влияет на скорость в меньшей степени, чем подача, т. е. х„ < у-. Например, при точении деталей из углеродистой стали (0„ = 75 кГ/мм) твердосплавными резцами (Т5К10) при S < 0,75 мм./об
Индекс 60 означает, что скорость резания определяется для стойкости резца, равной 60 мин. Меньшее влияние глубины резания на скорость объясняется тем, что температура резания увеличивается в меньшей степени при увеличении глубины резания, чем подачи и тепловое напряжение режущей кромки при ts = = const будет меньше при увеличении глубины резания (см. гл. УП). Отсюда следует, что при заданной стойкости целесообразно работать с возможно большей глубиной резания. Припуск выгодно снять за один проход резца.
Влияние смазывающе-охлаждающей жидкости. Смазывающе-охлаждающая жидкость отводит тепло от стружки и инструмента, уменьшает работу трения на контактных поверхностях, облегчая процесс резания, и в итоге повышает стойкость инструмента, или допускаемую им скорость резания. Применение 3-5%-ной эмульсии при черновой обработке конструкционных сталей быстрорежущими резцами позволяет увеличить скорость резания на 15- 25%. При чистовой обработке эффективность от применения эмульсии меньше: скорость резания может быть повышена лишь на 8-10%. Снижение шероховатости достигается применением масла или сульфофрезола.
При работе твердосплавным инструментом влияние охлаждающей жидкости сравнительно невелико. Например, при обработке конструкционной стали с эмульсией, подаваемой поливом, скорость может быть увеличена на 10-12% - при черновой и на 5-7% - при чистовой обработке. Объясняется это тем, что твердосплавный инструмент работает на высоких скоростях резания и свободно падающая струя жидкости частично разбрызгивается. Эффективность охлаждающей жидкости зависит от ее температуры и способа подачи. При понижении ее температуры до 5° С скорость может быть увеличена примерно на 20-30%. Способы подачи жидкости излагаются в гл. VII. Эффективность охлаждения учитывается коэффициентом Ко = """ •
VoesoxA
§ 2. ВЛИЯНИЕ ГЕОМЕТРИИ "ЕЗЦА НА ЕГО СТОЙКОСТЬ. ВЫБОР ГЕОМЕТРИИ РЕЗЦА
Геометрия резца зависит от свойств обрабатываемого материала, материала режущей части резца, сечения среза, качества обрабатываемой поверхности, жесткости системы и др. Рационально выбранная геометрия при заданных условиях резания должна обеспечить наибольшую стойкость инструмента или наибольшую скорость резания. Такая геометрия называется оптимальной.
Влияние и выбор переднего угла и формы передней поверхности. Зависимость между стойкостью резца Т и углом у показывает (рис. 57, а), что стойкость резца достигает максимального значения при определенной (оптимальной) величине угла Y (Т = Yonm)-При больших и меньших, чем у передних углах, стойкость резца уменьшается: при больших углах - в связи с ухудшением условий отвода тепла от режущей части резца и уменьшением ее прочности; при меньших углах - вследствие увеличения работы деформации и трения и, следовательно, большего тепловыделения.
На величину Уопт наибольшее влияние оказывают свойства обрабатываемого материала. Чем выше его прочность и твердость и чем меньше прочность материала резца, тем меньше величина угла уопт, т. е. Vo«m, <Yoftma при о, > Gg. Например, увпт =
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