Зависимость «стойкость — скорость»

При определении зависимости «стойкость — скорость» вначале изучают изменение износа режущего инструмента по задней поверхности в зависимости от времени его работы, г. е. от стойкости Т в минуту. Эти исследования производят при работе с различными скоростями резания, t и S — постоянные величины. Строят графики зависимости /г_{зад тах} (при различных скоростях) от стойкости Т_у мин (рис. 8.1, а).

Строим зависимость Т от v при й_{зад1пах} (рис. 8.1, б).

Кривая Т — v обычно имеет вид степенной зависимости:

(8.1).

Рис. 8.1. Зависимости, характеризующие износ:

а — зависимость износа по задней поверхности от стойкости; б — зависимость стойкости от скорости резания при максимальном износе по задней поверхности; в — график зависимости «стойкость — скорость» в логарифмических координатах где А — период резания, который соответствует скорости резания v = 1 м/мин; z — показатель степени, значение которого зависит от рода обрабатываемого материала, от материала режущего инструмента, от сечения среза (J х 5); для БРС z = 5−8, для твердых сплавов z = 3−5, для режущей керамики z = = 2−3.

Для малых сечений среза значение z больше, чем для средних и больших. Из формулы (8.1) можно определить скорость резания в зависимости от периода резания:

где v_T — выражение скорости резания через стойкость; В — скорость одноминутного резания; т — показатель относительной стойкости, т = 1/z.

Широко применяются логарифмические анаморфозы, которые позволяют перейти от нелинейных уравнений к линейным зависимостям и тем самым упростить графические отображения кривых, так как в логарифмических координатах они преобразуются в прямые:

где С — коэффициент, зависящий от физико-механических свойств и структуры обрабатываемого материала и материала режущей части инструмента, а также от условий обработки.

Обобщенная формула скорости резания была предложена в СССР Комиссией по резанию металлов. Для получения этой формулы используют:

1) формулу скорости резания, которую выводят из эмпирической формулы для температуры:

2) выражение скорости резания через стойкость (8.2):

Тогда обобщенная формула для расчета скорости резания имеет вид.

где C_v — коэффициент, зависящий от свойств обрабатываемого и инструментального материалов и условий обработки; x_v, у, — показатели степени, зависящие от тех же условий, что и С_г.

Например, для титановых сплавов выражение для скорости принимает вид.

из которого следует, что наибольшее влияние оказывает подача, с ее увеличением скорость резания падает.

Зависимость скорости v от стойкости Т находят, измеряя для каждой скорости резания, при обработке поверхности заготовки, износ по задней поверхности инструмента /г._4адтах, мм.

Далее строят графики зависимости А_{зад тах} =/(Т) для определения скорости резания:

По этим графикам, задаваясь определенным допускаемым износом по задней поверхности инструмента /г_эаддоп, определяют стойкость режущего инструмента Г, Т₂, Т₃, …, Т_п, соответствующую данной скорости v_{ < v₂ < < < - < о, ^ПР^{И =} const.

Затем по полученным значениям Twv строят график зависимости «скорость — стойкость» в логарифмических координатах (рис. 8.1, в) и выводят формулу для определения скорости резания в зависимости от стойкости инструмента:

где С — постоянная, зависящая от свойств обрабатываемого материала, глубины резания t, подачи 5, материала режущей части инструмента и его геометрии; Т — время работы инструмента до затупления или период стойкости, мин; тп — показатель относительной стойкости, зависящий от свойств обрабатываемого материала, инструментального материала и характера обработки, m = tga.

Задаваясь периодом стойкости режущего инструмента Т, можно определить скорость резания v.

Чем сложнее инструмент, тем больше должен быть его период стойкости. Основываясь на этом, выбирают режим резания для данного инструмента.

Допустимый износ по задней поверхности инструмента /г_{зад доп}, или критерий износа инструмента, т. е. степень износа, при которой инструмент подлежит переточке, выбирается из соображений обеспечения заданного качества поверхности детали, точности ее изготовления, мощности резания и экономическим соображениям.