Скорость резания и стойкость инструмента

ПРОЦЕССЫ И ОПЕРАЦИИ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ.

ТОЧЕНИЕ. РАСЧЕТ СКОРОСТИ РЕЗАНИЯ

Краткие методические указания

Цель занятия

Целью занятия является закрепление теоретических знаний по разделу «Теоретические основы процесса резания материала» (скорость резания и стойкости инструмента), получение практических навыков расчета скорости резания с использованием справочной литературы; знакомство с перечнем справочной литературы, возможной для использования при решении рассматриваемых задач; получение методических навыков обоснования и технически грамотной аргументации принятых решений.

Порядок подготовки к занятию и работы на нем

А) Подготовка к занятию:

1. Изучение теории вопроса, ознакомление с данной методической разработкой.

2. Ответы на вопросы для самопроверки.

3. Подбор справочной литературы и знакомство с ней в части касающейся.

Б) Работа на занятии:

1. Контроль теоретических знаний по теме.

2. Разбор примеров решения задач.

3. Решение задач.

4. Обсуждение полученных результатов.

Скорость резания и стойкость инструмента

Скорость резания – скорость главного движения резания. При реализации главного движения резания исполнительными органами станка скорость резания при вращательном движении заготовки определяется зависимостью

, (1)

где - диаметр обрабатываемой поверхности заготовки;

- частота вращения шпинделя.

Диапазон частот вращения шпинделя металлорежущего станка достаточно широк: от десятков до тысяч оборотов в минуту. Поэтому и скорость резания, обеспечиваемая станком, может быть различная. Но руководствоваться только характеристиками станка и определять скорость резания по формуле (1) не корректно.

Скорость резания наряду с другими факторами (глубина резания, подача, геометрические параметры резца, физико-механические свойства обрабатываемого и инструментального материала) влияет на работоспособность инструмента, характеризуемую таким понятием как стойкость.

Способность режущего инструмента сохранять работоспособными свои контактные поверхности и режущие кромки называют стойкостью инструмента, а время , в течение которого это происходит, - периодом стойкости.

В производственных условиях именно стойкость является исходным, назначаемым параметром.

Взаимосвязь между периодом стойкости и скоростью резания имеет экстремальный характер. Во многих случаях для применяемых режимов резания справедливы формулы

; (2)

, (3)

где - период стойкости;

- коэффициент пропорциональности, который зависит от условий резания;

- показатель относительной скорости, зависящий от вида обработки и инструментального материала;

- показатель относительной стойкости.

Учитывая обратно пропорциональную связь между показателями относительной стойкости и относительной скорости, из формул (2) и (3) видно, что незначительные изменения скорости приводят к существенному изменению периода стойкости. Например, для случая обработки стали без СОЖ резцом из быстрорежущей стали имеем

и .

При увеличении периода стойкости в два раза знаменатель выражения увеличивается в 1,09 раза, а при увеличении скорости резания в два раза – в 256 раз.

Оптимальный период стойкости выбирается по производительности или по себестоимости. В любом случае каждому периоду стойкости соответствует своя скорость резания.

При заданном периоде стойкости зависимость скорости резания от размеров срезаемого слоя, выраженных через глубину резания и подачу, определяется эмпирической формулой

м/мин, (4)

где - период стойкости, мин;

- глубина резания, мм;

- подача, мм/об;

- коэффициент пропорциональности;

- обобщенный скоростной коэффициент.

, - показатели степени, определяемые экспериментально.

Коэффициент пропорциональности действует для строго определенных условий обработки. Для учета изменения этих условий в формулу и введен обобщенный скоростной коэффициент, представляющий собой произведение ряда поправочных коэффициентов. Количество поправочных коэффициентов зависит от вида обработки, типа и материала инструмента. Так при точении стали быстрорежущими инструментами

. (5)

При обработке стали и чугуна твердосплавными резцами

. (6)

В формулах (5) и (6) поправочные коэффициенты учитывают:

- главный угол в плане;

- форму передней поверхности;

- состояние поверхности заготовки;

- механические свойства материала заготовки;

- вид обработки (обтачивание, растачивание и т.д.);

- вспомогательный угол в плане;

- радиус переходной режущей кромки;

- сечение державки резца;

- состояние стали (прокат горячекатаный, холоднотянутый и т.д.);

- наличие охлаждения;

- марку инструментального материала.

Рекомендуется также вводить поправку на скорость резания в зависимости от качества заточки и доводки режущих инструментов. При централизованной заточке и безалмазной доводке резцов = 1; при алмазной заточке = 1,08. При отсутствии централизованной заточки скорость резания следует снижать на одну ступень.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: