Резание. Резание материалов Лекции. Учебник для машиностр спец. М. Высш школа 1985 г. 304 с. Понятие о процессе формообразования
 Скачать 6.79 Mb.
|
Физические процессы при резании материалов пластическая деформация режущего клинаСхемы и внешний вид пластического разрушения режущих кромок инструментов: а, в — из быстрорежущей стали; б, г — из твердого сплава Для быстрорежущих сталей кривую износа можно представить на зависимости hз = f(τ) Можно выделить три участка: интенсивного износа (или участок приработки)– участок I, нормального износа – участок II катастрофического износа – участок III, вызванный "прорывом" перемычки. Твердосплавные инструменты работают на скоростях резания, при которых нарост не образуется. Поэтому при их износе край лунки смыкается с режущей кромкой и перемычка отсутствует. На кривой зависимости величины износа по задней поверхности от времени работы инструмента имеется только два участка – участок приработки -I и участок нормального износа II. Относительный линейный износ режущего инструмента определяется по формуле: где h3 – величина износа режущего инструмента по задней поверхности, (мм), L – путь режущего инструмента, пройденный до данной величины износа, (мм). Зависимость относительного линейного износа режущего инструмента от скорости резания: 1 – твёрдосплавный инструмент; 2 – быстрорежущий инструмент; 3 – зависимость твёрдости обрабатываемого материала от температуры в зоне резания Для быстрорежущего инструмента с повышением скорости резания относительный износ возрастает. При этом происходит постепенный переход адгезионного износа в диффузионный (кривая 2). Для твердосплавного инструмента зависимость относительного износа от скорости резания носит более сложный характер (кривая 1): при обработке до скорости резания V1 имеет место адгезионное изнашивание инструмента, которое протекает с постоянной скоростью, о чем свидетельствует постоянная величина относительного износа; снижение интенсивности адгезионного износа для режущего инструмента из твердого сплава после скорости V1 связано с уменьшением прочности «мостиков схватывания» из-за разупрочнения обрабатываемого материала (V1 соответствуетТ = 600 οС, когда начинается разупрочнение материала заготовки) и уменьшением хрупкости твердого сплава. Все это повышает количество циклов образования и разрушения «мостиков схватывания» для усталостного разрушения поверхности режущего инструмента и снижает интенсивность адгезионного износа; при скорости резания V2, когда температура равна примерно 800°С, начинается разупрочнение твердого сплава и адгезионный износ переходит в диффузионный. Используют два основных критерия износа: критерий оптимального износа; критерий технологического износа. В обоих критериях за основу принимают износ по задней поверхности, так как задняя поверхность инструмента изнашивается при любых условиях резания и измерение фаски износа hз значительно проще, чем глубины лунки износа по передней поверхности Критерий оптимального износа. Инструмент считается затупленным, когда величина износа по задней поверхности достигает значения, равного оптимальному износу. Под оптимальным износом понимается такой, при котором полный период стойкости режущего инструмента получается максимальным. Для определения оптимального износа строится зависимость полного периода стойкости ∑Т от изменения величины фаски износа. Величина фаски износа по задней поверхности, при которой полный период стойкости будет максимален, и будет оптимальным износом. h3опт величина оптимального износа Применение критерия оптимального износа, обеспечивающего максимальный суммарный срок службы инструмента, возможно не всегда. Им нельзя пользоваться в случае, когда на кривой износа нет участка катастрофического износа. Если по каким-либо причинам износ инструмента нельзя доводить до величины hопт., то применение критерия оптимального износа также невозможно. В этих случаях используют критерий технологического износа. Под технологическим износом понимают такой, при котором работу инструмента прекращают по технологическим ограничениям: резкое увеличение шероховатости обработанной поверхности, вызываемое изнашиванием инструмента; потеря инструментом необходимого размера; возникновение вибраций в технологической системе и т.п. Критерий технологического износа в основном используют при исследовании и эксплуатации инструмента, предназначенного для чистовой (окончательной) обработки. 3,2 Ra τ Величина фаски износа по задней поверхности, соответствующая времени работы инструмента до заданного параметра шероховатости, и будет соответствовать критерию технологического износа (отмечена пунктирными линиями). При выполнении черновых операций в качестве критерия затупления инструмента целесообразно принять величину износа h3, соответствующую точке А перехода от участка нормального износа II к участку катастрофического износа III. Для чистовых операций величина критерия затупления обычно в 2 и более раз меньше: h3 = 0,75 мм – для черновой обработки твердым сплавом; h3 = 0,25…0,4 мм – для чистовой обработки. При выполнении чистовых операций пользуются понятием технологического критерия затупления, при котором обеспечиваются требуемая точность размера и шероховатость обработанной поверхности. Стойкость любого инструмента зависит от: физико-механических свойств обрабатываемого и инструментального материала; параметров режима резания; геометрических параметров режущей части инструмента; применяемой смазочно-охлаждающей жидкости Кривые износы h3= f(Т): V1 < V2 < V3, h3 – критерий затупления, h3 = Const Из графиков для каждой скорости V1, V2, V3 находят соответствующие стойкости Т1, Т2, Т3 и строят график зависимости T = f(v). |