Способ ускоренного определения оптимальной скорости резания

Авторы патента:

Постнов Владимир Валентинович (RU)

Хадиуллин Салават Хакимович (RU)

Малахов Евгений Николаевич (RU)

Коев Юрий Александрович (RU)

B23B1 - Токарная обработка; сверление (устройства для копирования или управления B23Q)

Владельцы патента RU 2423205:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" (RU)

Способ включает обработку разрезным резцом при различных значениях скорости резания. Для повышения скорости и точности определения оптимальной скорости резания обработку производят на выбранном сечении среза при постоянном для всех скоростей времени резания в течение 20-60 секунд. Затем для каждой скорости резания измеряют микротвердость приконтактной зоны резца с помощью микротвердомера и определяют значения относительной микротвердости по приведенной формуле, затем строят зависимость относительной микротвердости от скорости резания и по минимуму скоростной зависимости относительного снижения микротвердости определяют оптимальную скорость резания. 2 ил.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть применено при обработке жаропрочных сплавов резанием.

Известен способ определения оптимальной скорости резания, заключающийся в том, что на выбранном сечении среза при постоянной для всех скоростей длине резания измеряют термоэлектродвижущую силу (ТЭДС), определяют значение отношения изменения ТЭДС к изменению пути резания и определяют скорость резания как минимум отношения , затем для определения режимов нестационарного резания по полученным результатам вычисляют размеры пятна контакта по передней и задней поверхностям резца по приведенным формулам, определяют оптимальную величину ускорения привода главного движения α_υ и скорости изменения подачи a_S резца при нестационарном резании для предельного случая в зависимости от размеров пятна контакта, ширины резания, начальных температуры, силы резания, скорости, подачи и текущего времени (патент РФ №2207935 С2, МПК В23В 1/00, 2003).

Однако данный способ не позволяет использовать его на производстве из-за сложности реализации, трудоемкости и экспериментального определения достаточно большого количества параметров, входящих в расчетную зависимость.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому является способ определения оптимальной скорости резания твердосплавными резцами по выбранному исходному параметру, включающий проведение измерения температуры в зоне контакта инструментального и обрабатываемого материалов при различных скоростях резания с построением графической зависимости и предварительным нагревом образцов твердосплавных резцов, затем по уже построенной графической зависимости «скорость резания - температура резания» назначают в качестве оптимальной скорости резания скорость, при которой температура нагрева в зоне рабочего контакта соответствует выбранной температуре предварительного нагрева твердосплавного резца (патент РФ №2230630 С1, МПК В23В 1/00, 2004).

Недостаток этого способа заключается в необходимости точного определения температуры предварительного нагрева резца, соответствующей оптимальной температуре для данной пары «деталь - резец», и отсутствии учета длительности нахождения инструментального материала при высокой температуре, а также в его трудоемкости, длительности и сложности реализации на производстве.

Задача изобретения - повышение скорости и точности определения оптимальной скорости резания за счет учета временного фактора при оценке влияния твердости инструментального материала на его износостойкость при обработке заданного конструкционного материала.

Поставленная задача решается тем, что в способе ускоренного определения оптимальной скорости резания обработку осуществляют разрезным резцом при различных значениях скорости резания и определяют оптимальную скорость резания. Согласно изобретению обработку производят на выбранном сечении среза при постоянном для всех скоростей времени резания в течение 20-60 секунд, затем для каждой скорости резания измеряют микротвердость приконтактной зоны резца с помощью микротвердомера и определяют значения относительной микротвердости по формуле:

где h₀ - начальное значение микротвердости инструментального материала;

h(τ) - конечное значение микротвердости инструментального материала;

далее строят зависимость относительной микротвердости от скорости резания и по минимуму скоростной зависимости относительного снижения микротвердости определяют оптимальную скорость резания.

Пример конкретного выполнения

Требуется определить оптимальную скорость резания при точении сплава 12Х18Н10Т резцом ВК8. Для этого осуществляют обработку разрезным резцом на выбранном сечении среза при различных значениях скорости резания и постоянном для всех скоростей времени резания, производят измерение микротвердости резца согласно схеме, представленной на фиг.1, с помощью микротвердомера (например, ПМТ-3). Далее строят зависимость скорости от относительного снижения микротвердости (фиг.2).

Согласно построенной зависимости при скорости резания 60 м/мин наблюдается минимум относительного снижения микротвердости. Соответственно скорость резания 60 м/мин является оптимальной при точении сплава 12Х18Н10Т резцом ВК8.

Итак, предлагаемый способ ускоренного определения оптимальной скорости резания позволяет повысить скорость и точность оценки оптимальной скорости резания за счет учета временного фактора при оценке влияния твердости инструментального материала на его износостойкость.

Способ определения оптимальной скорости резания, при котором осуществляют обработку разрезным резцом при различных значениях скорости резания, отличающийся тем, что обработку производят на выбранном сечении среза при постоянном для всех скоростей времени резания в течение 20-60 с, затем для каждой скорости резания измеряют микротвердость приконтактной зоны резца с помощью микротвердомера и определяют значения относительной микротвердости по формуле:

где h₀ - начальное значение микротвердости инструментального материала;
h(τ) - конечное значение микротвердости инструментального материала,
затем строят зависимость относительной микротвердости от скорости резания и по минимуму скоростной зависимости относительного снижения микротвердости определяют оптимальную скорость резания.

Изобретение относится к области обработки резанием - точению резцом с круглей кромкой поверхностей сложного контура, состоящего из фасонного участка и пересекающегося с ним прямолинейного участка.

Способ обработки точением поверхностей сложного контура // 2422248

Изобретение относится к области обработки резанием, в том числе на станках с ЧПУ, - точению токарным резцом сложных поверхностей, контур которых включает фасонный участок и пересекающийся с ним прямолинейный участок.

Способ обработки и технологическое модульное устройство для автоматической балансировки неуравновешенных заготовок типа валов // 2414332

Изобретение относится к области машиностроения и может использоваться для автоматической балансировки в составе замкнутой технологической системы металлорежущего станка при резании заготовки с технологическим дисбалансом, а также для других неуравновешенных роторных систем.

Способ обработки фасонных поверхностей точением // 2412785

Изобретение относится к обработке материалов резанием и может быть использовано при обработке фасонных поверхностей заготовок на токарных станках с высокими требованиями к качеству поверхности.

Трибоэлектрохимический способ сверления хрупких диэлектрических материалов // 2410210

Изобретение относится к способам комбинированной обработки материалов, в частности трибоэлектрохимическим способам сверления хрупких диэлектриков. .

Способ обработки металлов с подачей электрического тока в зону резания // 2410206

Изобретение относится к области механической обработки деталей из металлов и сплавов резанием и, в частности, может быть использовано при токарной обработке трудно обрабатываемых материалов.

Легированный вольфрам, полученный химическим осаждением из газовой фазы // 2402625

Изобретение относится к композиции металлических сплавов, а именно к износо-, эрозионно- и химически стойкому материалу на основе вольфрама, легированному углеродом, причем углерод в пересчете на полный вес материала составляет от 0.01 вес.% до 0.97 вес.%.

Металлообрабатывающий станок (варианты) // 2401721

Изобретение относится к металлообрабатывающему станку с ЧПУ, в частности к токарному станку с ЧПУ. .

Способ обработки деталей резанием с опережающим пластическим деформированием // 2399460

Изобретение относится к технике обработки материалов резанием и может быть использовано при токарной обработке конструкционных и труднообрабатываемых, в частности нержавеющих и жаропрочных, сталей с целью снижения энергоемкости, а также повышения стойкости инструмента и улучшения формы поверхности.

Шпиндельный узел и способ регулирования частоты его собственных колебаний // 2396147

Изобретение относится к станкостроению, а именно к быстроходным токарным станкам с полым шпинделем, на которых возможна обработка длинных цилиндрических деталей небольшого диаметра, например труб, валов, осей, при их подаче в зону обработки через полый шпиндель.

Способ механической обработки резанием металлов и полупроводников с использованием эффекта электропластической деформации // 2426629

Изобретение относится к обработке резанием металлов и полупроводников и может быть использовано в процессах строгания, токарной и фрезерной обработки, сверления, распиливания и др

Устройство для оценки эффективности смазочно-охлаждающих технологических сред при резании металлов // 2428280

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к испытаниям смазочно-охлаждающих технологических сред, используемых при резании металлов

Способ определения обрабатываемости материалов при высокоскоростных методах обработки // 2429946

Изобретение относится к обработке материалов лезвийными и абразивными инструментами; целесообразно применять для экспресс-оценки обрабатываемости различных материалов, в том числе новых марок сталей и сплавов, наплавленных материалов, металлополимерных и композиционных материалов, а также традиционно применяемых сталей и сплавов в изменяющихся условиях резания (значительное повышение скорости резания, существенно дисперсная структура материала)

Способ диверсификации базовой модели токарного станка с учетом динамических характеристик заготовки // 2429947

Изобретение относится к области станкостроения, в частности к станкам токарной группы, предназначенным для эффективной обработки гибких заготовок

Термоэлектрический способ определения нагрева рабочих поверхностей режущего инструмента // 2430812

Изобретение относится к обработке металлов резанием и может быть использовано при измерении температуры на контактных участках режущего инструмента в процессе обработки заготовок различных марок сталей и сплавов

Режущая пластина и способ обработки резанием вращающихся деталей // 2431547

Изобретение относится к режущей пластине призматической формы, причем режущая пластина имеет верхнюю и нижнюю поверхности, расположенные параллельно друг другу и связанные с помощью четырех перпендикулярно расположенных к ним боковых поверхностей, из которых две противоположные боковые поверхности имеют выступы и впадины, которые вместе с верхней и нижней поверхностями образуют режущие кромки, а две остальные противоположные боковые поверхности являются плоскими и расположены параллельно друг другу

Способ восстановления изношенных металлических изделий резанием и поверхностно-пластическим деформированием // 2434718

Способ механической обработки сложных поверхностей // 2440870

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к способам механической обработки сложных поверхностей, и может быть использовано для обработки изделий с криволинейными поверхностями по программе или по жесткой кинематической связи системы СПИД станка, при этом в качестве механической обработки может быть применено фрезерование, точение, шлифование и т.д

Способ обработки резанием изделия с поверхностью сложного профиля и функциональным слоем пониженной жесткости посредством многофункционального программно-аппаратного комплекса // 2446033

Изобретение относится к области станкостроения и может быть использовано в рамках реализации Государственной программы модернизации и технологического развития ведущих отраслей народного хозяйства посредством внедрения современного уровня достижений науки и техники в сфере комплексной механической обработки резанием сложнопрофильных изделий пониженной жесткости в ведущих отраслях промышленности, определяющих уровень экономического развития государства в целом

Способ обработки изделия с поверхностью сложного профиля резанием посредством многофункционального программно-аппаратного агрегата // 2446034

Изобретение относится к области станкостроения