книги / Обработка резанием с вибрациями книга

Стойкость и износ инструментов при резании с рибрациями исследовались как построением кривых изно­ са резцов по отдельным параметрам (см. рис. 43), так и при работе инструмента до определенного критерия

Таблица 14

Стойкость и износ при обычном точении tf=0| и точении

с низкочастотными вибрациями резцами без стружколомательной канавки со вспомогательной режущей кромкой длиной 1 мм

затупления. Во всех испытаниях параллельно велись эк­ сперименты в тех же условиях, но без вибраций. 1

В табл. 14 и 15 приведены результаты эксперимен­ тальных исследований стойкости и износа резцов, полу­ ченные в лабораторных условиях [39]. Обрабатывались после закалки заготовки из стали 50А длиной 500 мм на

— 30°. В табл. 14 «=18°, <pî—0°; в табл. 15 а=8°. Испы­ тания проводились с использованием вибратора гидрав­ лического типа ВГ-2 [28], амплитуда вибраций 0,4 мм;

все резцы работали до появления выкрашивания. Из табл. {14 и 15 видно, что течение с низкочастотными осе­ выми вибрациями в лабораторных условиях показывает некоторое повышение стойкости инструмента, причем в случае, когда режущая кромка резца ослаблена ртружколомательной канавкой, повышение стойкости порядка

Показатели стойкости и Доноса дрм обычном точении и точении

с низкочастотными вибрациями резцами со стружколомательной канавкой и радиусом скругления вершины r= 1 мм

вается на 20—60% ширина лунки, причем более значи­ тельно при наличии стружколомательной канавки. Надо отметить, что это увеличение произошло за период стойкости инструмента, т. е. когда при обычном резании резец в среднем обрабатывал 7,5 заготовки, а при резации с вибрациями резец в среднем обрабатывал 26 за­

готовок.

Длина лунки оставалась почти такой же или увели­ чивалась (на 30%) при наличии стружколомательной канавки.

Ширина площадки износа на задней поверхности за

уменьшается.

При малом заднем угле (см. табл. 15) ширина износа по вершине также возрастает на 55%; при увеличении заднего угла по вершине износ вершины резко снижа­ ется, однако в этом случае сильно ослабляется вершина режущей кромки.

нено из-за сливной стружки. При резании с вибрациями применялись те же резцы со стружколамательной канав­ кой, чтобы можно было сравнивать результаты при ана­ логичных условиях работы.

Из табл. 16 видно, что при одинаковой длительности работы резцов ширина лунки при вибрационном резании с частотами 25 и 50 гц остается )точти такой же, что и

при безвибрационном резании, а длина лунки несколько сокращается (на 27%). Ширина площадки износа по задней поверхности при точении с вибрациями остается такой же (/=50 гц) или увеличивается (/=25 гц) до­

вольно значительно (в 2 раза). Износ по вершине инст­ румента при точении с вибрациями увеличивается, при­ чем больше (в 2,2 раза) при более низкой частоте — 25 гц. Глубина лунки износа по передней поверхности

ве замерялась, так как не было найдено достаточно на­ дежного способа замера; однако, можно отметить на 'ос­ новании визуального наблюдения, что при точении с осевыми вибрациями глубина лунок была почти всегда меньше, чем при обычном точении.

Значительный объем стойкостных испытаний точения

снизкочастотными осевыми вибрациями был проведен

взаводских условиях. Зависимость износа инструмента при точении с низкочастотными осевыми вибрациями от скорости резания и числа обработанных заготовок при­ ведена на рис. 48,а. Кривые износа получены при обта­ чивании стали 50 ИВ 207 резцами Т15К6 с геометрией

у = 12°, a=aj =8°, ф=60°, ф]—30°, /= 0,15 мм на режи­

полученные при обтачивании заготовок из стали 45 теми же резцами. В обоих случаях сплошные линии отно­ сятся к точению с вибрациями, пунктирные — к обычно­ му. Интенсивный износ и разрушение имеют место при точении с весьма высокими скоростями (t)p=207 M JM U H ). В этом случае снижение стойкости составляет 20%. На­ против, точение с типовыми скоростями резания 100— 140 м1мш показывает такую же долговечность инстру­

мента, что и при резании с вибрацией, несколько увели­ чивая при этом его износ по задней поверхности (на 10—15%) и ширину лунки, при этом снижая ее глубину. Выкрашивание твердосплавных режущих кромок на ти­ повых режимах резания с низкочастотными вибрациями

существенно не увеличивается по сравнению с обычным

точением. Приведенные выше результаты лабораторных испытаний показали лучшие результаты. Это можно объ­ яснить тем, что в этом случае обеспечивалась лучшая подготовка резцов за счет более качественной заточ-

Рис. 48. Кривые износа при точении с осевыми вибрациями при различных скоростях резания

условия обработки:

ретическими расчетами изменения рабочих углов реза­ ния и длины срезаемого слоя. На рис. 51 показано изме­ нение расчетной длины среза в зависимости от (к-Н), полученных вычислением на электронно-счетной машине

Рис. 51. Зависимость длины срезаемого элемента I и задних углов а от сдвига фаз (заштрихованная часть — изменение а за период резания)

характеризуются и минимальными действительными ве­ личинами заднего угла в момент врезания; диапазон из­ менения 0ÿeücm6 (от Саг До «вы,) за период резания .в

этих случаях также максимальный. При некоторых зна­

чениях (к-И) aBjr может быть даже отрицательным |иа-

что уменьшение заднего угла при врезании приводит к увеличению трения по задней поверхности и к быстро­ му износу инструмента.

Результаты обработки экспериментальных данных по

исследованию влияния параметра (к-и) на износ инст­ румента при сверлении показаны на рис. 52. Каждая точка на графиках — это результат обработки данных не менее пяти экспериментов. Зависимости (см. рис. 52) отличаются друг от друга тем, что в первом случае (слева) за критерий износа была принята определенная

величина Млрор, а во втором (справа) — износ по зад­ ней поверхности сверла, равный 0,2 мм. Полученные

кривые достаточно хорошо совпадают. В обоих случаях наибольший износ инструмента наблюдается в районе

значений (/с-И), характеризующихся значениями — , а

О

максимальная стойкость — при (к-И) = '/8 и ,3/8.

Рост износа сверла на задней поверхности в зависи­

период износ резко растет и достигает •—ОД мм, затем его рост замедляется. Максимальные значения Р0с и Мкр за период резания значительно возрастают при

углублении сверла в металл в связи с затуплением ин­ струмента, при этом повышение максимальных значений

уменьшения действительного заднего угла инструмента возрастают осевое усилие и крутящий момент, следстви­ ем чего является усиленный износ инструмента по зад­

Необходимо учитывать, что с уменьшением к для одних к тех же значений i задний угол уменьшается, но уве­

личивается длина среза. Отсюда видно, что большая стойкость получается при с<0,5, что подтверждает пра­ вильность теоретического анализа кинематики процесса (см. табл. 1), а также позже будет пояснено рассмотре­ нием особенностей процесса прерывистого резания (см. гл. V).

СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩИЕ ЖИДКОСТИ ПРИ РЕЗАНИИ С ВИБРАЦИЯМИ

Использование весьма .многообразного физико-хими­ ческого влияния внешней среды на деформацию и раз­ рушение материалов к настоящему времени на базе мо­ лекулярной физики, физической химии и физики твердо­ го тела и ряда отраслей технологии образовало новую область науки — физико-химическую механику твердых тел [35]. Рассмотрим ее основные положения примени­ тельно к процессам, имеющим место при резании с ви­ брациями.

Положительные результаты использования СОЖ обусловлены воздействием на процесс резания следую­ щих физических явлений:

1)смазка рабочих поверхностей трения инструмента;

2)охлаждение рабочих поверхностей инструмента, деформируемого слоя металла и обработанной поверх­ ности;