Способ определения стойкости режущего инструмента

 

Изобретение относится к обработке металлов резанием, а именно к способам определения стойкости инструментов. Цель изобретения - снижение затрат времени и расхода обрабатьшаемого материала путем получения предварительной эмпирической зависимости от .отношения мощности резания к температуре, которая используется для решения конкретных технологических задач при измененных режимах резания, например для расчета стойкости. Мощность резания может быть определена по известной силе резания и скорости стружкообразования. ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (191 (П) (51) 5 G Ol И 3/58

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ М A BTGPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ((21) 4107904/28, 4108070/28 (22) 24.06.86 (46) 07.12.91. Бюл. М 45 (72) Б.П.Бучин, В.В.Закураев,,В.С.Карякин и С.И.Самойлов (53) 620 ° 179.5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 622579, кл. В 23 В 1/00, 1976. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТОЙКОСТИ

РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА (57) Изобретение относится к обработке металлов резанием, а именно к способам определения стойкости инструментов. Цель иэобретения— снижение затрат времени и расхода обрабатываемого материала путем получения предварительной эмпирической зависимости от .отношения мощ1(ости резания к температуре, которая используется для решения конкретных технологических задач при измененных режимах резания, например для расчета стойкости. Мощность резания может быть определена по известной силе резания и скорости стружкообра зования. 1 ил.

1 )385771 2

Изобретение относится к обработке металлов резанием, а именно к способам определения стойкости режущих инструментов, и может быть использо" вано как для. оценки времени безотказ- . ной работы, так и для ускоренных испытаний, Цель.изобретения — снижение эат" рат времени и расхода обрабатываемо )g го материала при определении стойкости инструментов лу Реи получения предварительной эмпирическои эависи" мости между стойкостью и величиной отношения мощности резания к темпера- Ю туре, которая далее используется для расчета стойкости при измененных режимах обработки, например скорос.ти резания и подачи одновременно.

Йа чертеже .показана последова- . 2Î тельность обработки экспериментальных данных.;

При этом введены следующие обозначения:" а — стойкость режущего инструмента 25

А и В- экспериментальные коэффициенхарактеризующие свойства материалов и условия;обработки;

Ц мощность резания

Т - средняя температура резания, . Зб

I - зависимость стойкости рез- ца от измейения скорости резания прй

l, постоянной подаче; 2 — зависимость стойкости резце от изменения подачи при постоянной скорости резания; 3среднее значение стойкости резца

1пС от параметра Ч Y.

Значение коэффициента корреляции находится в пределах - 0,71

0,57, что свидетельствует о наличии 40 ,лийейной связи между 1п ь и параметром (Я/Т), Способ реализуется следунжРж образом.

Осущестпля от. механическую обра". ботку экспериментальных образцов со снятием стружки при двух или более значениях скоростей резания либо подач. При этом в каждом опыте любым иэвестньм способом измеряют мощ" ность Ы резания, средою температуру Т в зоне. резания, а также фиксируют время до поломки (разрушения) режущего инструмента. Ло полученным данным строят зависимость (1п с) (/Т).

Наличие зависимости между стоикостью режущего лезвия (1п ) н параметром (M/Т) вытекает яэ анализа связи напряженного состояния режущего лезвия и условий стружкообрйзованияф

В результате экспериментов уста" новлено, что эта зависимость хорошо описывается уравнением вида . 1пГ А- В(— -)

Ф

Величина коэффициента А соот-. ветствует длине отрезка, отсекав%ого прямой 1п - .M/Т на оси ординат.

Коэффициент В определяется как тангенс угла наклона прямой к оси абсцисс (В tg,p}.

Мощность V резания мож т определяться и косвенно по формуле где Й вЂ . сила стружкообразоввния;

V, скорость резания.

Важным является то, что имеет место инвариантность парам тра Ь/Т к иэмененйю скорости резания н пода-. чи. Возможность применения параметра

M/ f как фактора, от которого в основном зависит стойкость режущего лезвия, обоснована и подтверждена эксперимеитами.

Когда .известны коэффициенты А и В в указанной зависимости в условиях конкретного технологического процесса, при обработке заготовки таким же инструментом измеряют температуру и мощность резания, а стойкость режущего инструмента рассчитывают по той.же формуле. При этом любое соче тание параметров. режима обработкискорости н подачи ие ребует дополнительных стойкостных.испытаний.

Пример. Необходимо опреде» лить ресурс проходного токарного резца при обточке вала диаметром

260 мм и длиной 670 мм из стали 40Х.

Материал .режущего лезвия инструмен" та — сплав KHTf6. Режимы резания: предварительная обточка -, скорость резания 120 и/мин, лодача 0,3 мм/об, глубина резания 2,5 мм (один проход); окончательнач обработка - скорость резании 200 м/мин, подача О,!5 мм/об глубина резания 2,5 мм.

Предварительные испытания проведены на двух подачах S 0,5 мм/об

И 8< 0,8 мм/об при скорости резания 90 и/мин н глубине резания t

2,5 мм. С помощью ваттметра в каж1385771 дом опыте измерялась мошность, затра-. чиваемая на резание, температура резания и время до поломки режущего лезвия резца. Мощность, затрачиваемая на резание, определяется как разность между показаниями ваттметра при рабочем и холостом режимах работы. станка.

После обработки результатов получена зависимость

ln 61-0494 — —.

Ф

30

14 9

b — — — 0 355

42 при чистовой обточке 4. 18 3

b » — =- * 0 16 С 1 14

° ° Ф где C, H cz - время, необходимое на черновую и чистовую обточку вала.

Количество заготовок, которое иожнЬ обработать резцом на черновых режимае

40

В рабочих условиях при заданных режимах определены мощность, затрачиваемая на резание, и температура резания, которые соответственно составляют . при черновой обточке W, 4,1 кВт, Т 860 К;

20 при чистовой обточке W 2,8 кВт, ..т 1020 К. ,Стойкость инструмента иэ расчета:работы на заданных режимах составляет: < * 42 мин; а 114 мин.

Доля ресурса инструмента, расходуемая при черновой обточке вала, составляет

И = --- — — = 2,8 .= 3 шт., 0,355 на чистовых режимах !

И вЂ” — — 6,25 = 6 шт .

0,16

Затраты времени при использовании, известых способов определения .стойкости составили 7 ч, а при использовании данного способа в два раза меньше. Экономия обрабатываемого материала - 110-130 кг, экономия резцов !О штук, Способ позволяет определять стойкость инструмента в широком диапазоне технологических условий, т.е. при изменении скорости и постоянной подаче либо при постоянной скорости и различных подачах, либо при изменении и скорости и подачи одновремен- но, используя при этом одну и ту же расчетную зависимость, полученную в предварительных испытаниях. Это характеризует универсальность способа.

Формула изобретения

Способ определения стойкости ре- жущего инструмента, заключающийся в том, что производят резание, измеряют силу резания при стружкообразовании и время до полного износа, инструмента в зависимости от скорости резания и подачи и определяют стойкость инструмента, о т л и ч а юшийся тем, что,,с целью снижения затрат времени и расхода обрабатываемого материала, измеряют температуру зоны резания, определяют мощность резания, а о стойкости инструмента судят по отношению мощности к температуре.

1385771 ф g и// .

Составитель Н.Зивунников

Редактор Л.Народная Техред И.Ходанич Корректор О.Кундрик

Заказ 4663

Тираж 369 Подлисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, И-35, Раушская араб., д. 4/5

Производственно-погтиграфическое предприятие, r ° Ужгород, ул. Проектная, 4