Способ определения обрабатываемости материалов резанием

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОБРАБАТ ; БАЕМОСТИ МАТЕРИАЛОВ РЕЗАНИЕМ, заклю чаклцийся в том, что заготовку обтачивают с линейно возрастающей ско . ростью резания до достижения заранее назначенного критерия затуплени определяют время, соответствующее . критерию затупления, и конечную ско рость резания V по формуле в г $ , VH где v, - начальная скорость резания; 1с - ускорение; Т|(J- время, соответствующее критерию затупления, строят зависимость резания Уц от параметров , характеризующих изнашиваемость , и по ним определяют обрабатываемость материалов, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности, меняют резец, обтачивают заготовку с линейно убьгаающей скоростью резания, начиная с конечной скорости УК , измеряют износ инструмента и по данным измерений строят зависимость интенсивности изнашивания от скорости резания в координатах с логарифмическими шлаками, а об об .рабатываемости материала судят по тан-р генсу угла наклона к оси абсцисс и уровню полученной зависимости. ft П Г,нвм /

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИДЯИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК зя9 С 01 N 3/58

Рие. 1

h,ге

08

Of

0Р

Ц2

ИЮ ЧЧЮ !ФУ 4,lt

P,rut фФ ф

Ор ф

ff Я Тяп

@на.1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA (21) 3533175/25-28 (22) 07.01.83 (46) 30.04.84 Бюл. № 16 (72) В.С.Кушнер, Н.И.Губкин и А.Л.Ахтулов (71) Омский политехнический институт (53) 620.179.5(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 354322, кл. G 01 Н 3/58, 1969.

2." Кушнер В.С. Теоретические ос- . новы расчета режимов резания. Новосибирск, 1977, с.59-61 (прототип). ( (54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОБРАБАТЫ - ВАЕМОСТИ МАТЕРИАЛОВ РЕЗАНИЕМ, заключающийся в том, что заготовку об тачивают с линейно возрастающей скоростью резания до достижения заранее назначенного критерия затупления, определяют время, соответствующее . критерию затупления, и конечную скорость резания V no формуле,.SU„„,1089482

Ч = Ч„+%7„ где Чн — начальная скорость резания;

k — ускорение, Т вЂ” время, соответствующее критерию затупления, . строят зависимость резания Ук от па-! раметров, характеризующих изнашиваемость, и по ним определяют обрабатываемость материалов, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности, меняют резец, обтачивают заготовку с линейно убывающей скоростью резания, начиная с конечной скорости Я<, измеряют износ инстру- Я мента и по данным измерений строят зависимость интенсивности изнашивания от скорости резания н координатах с логарифмическими шлаками, а об об.рабатываемости материала судят по тангенсу угла наклона к оси абсцисс

:и уровню полученной зависимости.

1089482 2 висимости Ч = g(v) относительно оси, к абсцисс 23.

Недостатком способа является низкая точность определения обрабатываемости, так как способ основан на изменении скорости резания по возрастаюо щему закону, а при сочетании больших значений ширины фаски износа и высоких скоростях резания как правило

10 наступает катастрофический износ инструмента. Работа инструмента в зоне катастрофического износа вносит большие ошибки.

Цель изобретения — повышение точ 15 ности.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения обрабатываемости материалов резанием, заключающемуся в том, что заготовку

20 обтачивают с линейно возрастающей скоростью резания до достижения saранее назначенного критерия затупления, определяют время, соответствующее критерию затупления, и конечную

25 скорость резания Чк по формуле

Чк Чи "Гк5

Чк = Чн 1".э

Изобретение относится к обработке материалов резанием и может быть использовано для определения обрабатнваемости материалов.

Известен .способ определения обрабатнваемости материалов, заключающийся в том, что истирают пластину инструментального материала об обрабатываемый при постоянных скорости и температуре.резания. Температура резания поддерживается постоянной за счет изменения давления в зон трения. В полулогарифмических координатах строят графики зависимости объемного износа пластины.от скорости трения, а об обрабатываемости судят по тангенсу угла наклона получен ной прямой к оси абсцисс 1 3.

Способ характеризуется низкой точ .ностью результатов определения обрабатываемости, так как способ основан на процессе внешнего трения, а п цесс резания не адекватен процессу внешнего трения.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемо му результату является способ определения обрабатываемости материалов резанием, заключающийся в том, что за,готовку обтачивают с линейно возрас- 30 тающей скоростью резания до достижения заранее назначенного критерия затупления, определяют время, соответствующее критерию затупления, и конечную скорость резания Мк по форму-55 ле где V — начальная скорость резания, k — ускорение," 40

Тк — время, соответствующее критерию затупления, строят зависимости резания Ч, от параметров, характеризующих изнашиваемость,и по ним определяют обрабаты- 45 ваемасть материалов. где V — начальная скорость резания, k — ускорение, Ò„ — время, соответствующее критерию эатупления, строят зависимость резания Чк от параметров, характеризующих изнашиваемость, и по ним определяют обрабатываемость материалов, меняют резец, обтачивают заготовку с линейно

1 убывающей скоростью резания, начиная с конечной скорости Мк,измеряют износ инструмента и по данным измерений строят зависимость интенсивнос ти изнашивания от скорости резания в координатах с логарифмическими шкалами, а об обрабатываемости материала судят по тангенсу угла наклона к оси,абсцисс и уровню полученной ,зависимости.

В двойных логарифмических координатах строят зависимость конечной скорости резания Ч< от параметра и, где ь — число оборотов в минуту условного диска, при торцовом точении которого с угловой скоростью и закон изменения скорости резания совпадает с формулой М„М, +М, 06 обрабатываемости судят йо уровню и катангенсу минимального угла на клона о касательной к графику заS0

На фиг.1 представлены графики, выражающие зависимость износа резца от времени Т и пути резания 1., при точении. с линейно возрастающей и линейно убывающей скоростями резания, на фиг.2 — графики зависимости интенсивности износа . б и стойкости 1 от скорости резания.

Способ определения обрабатываемости материалов резанием осуществляют следующим образом.

1089482 ле

Т2 =Ч„т-1 2

1, «. 10-3

1 (1) Обрабатывают инструментальную сталь У8 твердосплавным резцом

Т5К10 со следующими геометрическими параметрами режущей части: передний угол у = 8, задний угол с -= 100, 5 углы в плане Р = Ч. = 45, раЮ диус при вершине резца r = 2 мм.

Точение осуществляют на токарном станке модели 163, оснащенном системой автоматического регулирования скоростью резания. Режимы резания: подача 5 = 0,2 мм/об., глубина резания /1 = 1,5 мм. За критерий затупления инструмента для примера выбран износ по задней поверхности 15 шириной фаски Е = 0,7 мм; Зависимость соответствует точению с линейно возрастающей скоростью резания.

Начальная ск рость V 1000 м/мин, ускорение К = 27,8 м/мин. V и -К 20 выбирают иэ условия стойкости инструмента (4-8 мин).

По зависимости 2 (фиг,1) и формурассчитывают зависимость износа от пути резания (фиг.1 зависимость 4), по которой определяют интенсивность износа д" как тангенс угла наклона касательной в точке пути I к оси абсцисс (g(). Скорость резания, со" ответствующую данной интенсивности, рассчитывают по закону

V=V -1т, По полученным данным в двойных логарифмических координатах строят зависимость d" = f (V) (фиг.2, зависимость 2) .

В случае немочотонной зависимости износа от скорости резания формула стойкость — скорость резания имеет вид

Hs зависимости 1 (фиг.1, построенной по результатам опыта, видно, что 25 катастрофический-износ начался при ширине фаски износа, равной 0,4, т.е. задолго до достижения величины крите, рйя затупления (Ь = 0,7 мм). Работа инструмента в области катастрофичес- ЗО кого износа снижает точность известных способов определения обрабатываемости. Начало катастрофического . износа в данном опыте (зависимость 1) соотвествует времени реза- 35 ния T=5 мин. Подставляя значения

Ч и 7 в формулу V =V +47 опрек Н K3 деляют скорость соответствующую началу катастрофического износа . V =

240 M/ìèí. Затем, сменив резец, 40 заготовку обтачивают с линейно убывающей скоростью резания, начиная со скорости, соответствующей катастрофическому износу. Прй точени с линейно убывающей скоростью реза- 45 ния Чи на 4Х большечк„(Ч„= 250 м/мин, К = -15,5 м/мин2). В процессе опыта периодически измеряют ширину фаски износа, по результатам опыта строят зависимость 2 (фиг.1). Анализ зави- 5О симости показывает, что при точении с линейно убывающей скоростью резания исключается катастрофический износ инструмента, в то время как область исследуемых скорос- 55 тей резания не только осталась прежней, но несколько расширяется. где,Ъ+ — величина фаски износа резца, выбранная в качестве критерия затупления инструмента, мм.

Показатель относительной стойкости

m рассчитывают через тангенс правого участка зависимости сС =фЧ), в данном случае равный

tA = 4Q d +-1 = 6

Коэффициенты Ъ,, Ъ „и b- рассчитывают по нижеприведенным формулам д" -оП "о

1- — -(m- Ц <-— ч N-2 Ь -(m-l) — Ь

1 Ч

2

ЬО д4 Ъ1 Ь2

1 где d" — минимальное значение интено сивности износа для зависимости 2, равное 0,18 10

d" — максимальное значение ин41 тенсивности износа, равное

0,4 ° 10 ;

ЧΠ— скорость резания, соответствующая d" и равная

150 м/мин;

Y — скорость резания, соответствующая d и равная

235 м/мин.

1089482

Ттн во

Юд

ЗЯБ й) 80 100 200V,н/мин

:

08

0,6

0Р

0,8

Е0 Я7100 370 Цн/ ин

Pqe. 8

ЫМНПН Заказ 3591 Тирвк 823 Подписньа

Филиал ПНП Иатент, r.Óçñãîðîä, ул.Проектная, 4

Подставив значения переменных в выше приведенные формулы, получают .следующий вид зависимости стойкооть— скорость резания(фиг.2,зависимость 4).

3 5

Ч О, Э42-0<316 +0,ЗЧ

Так как при расчете коэффициентов

1О формулы (1) используют уровень и тангенс угла наклона зависимости д1 К(V) к оси абсцисс, то по этим параметрам можно судить об обрабатываемости материала.

Для сравнения .обрабатываемость стали У8 в тех же условиях определяют по известной методике с линейно воэ- . растающей скоростью резания Ч =V +×Ò,, и получают зависимость вида

T (3)

Ч О,Ч6-0,79 2 1 +0,61

На фиг.2 представлены графики зависимостей 2 и 3, полученные известным (зависимость 3) и предлагаемым (зависимость 4) способами. Анализ этих графиков показывает, что способ определения обрабатываемости с линейно убывающей скоростью резания позволяет повысить точность и расширить область исследования скоростей резания за счет исключения влияния катастрофического износа в области высоких скоростей резания, повышая экономический эффект изобретения.