Диссертация (1173087), страница 8

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 8)

И. Грановского [34, 35]. Меройизношенности инструмента может служить линейный, а также массовыйизнос. Принимая за показатель линейный износ, об изношенности заднейповерхности инструмента судят по максимальной ширине площадки износаh3, а передней поверхности – по максимальной глубине лунки износа hл. Причистовой размерной обработке изношенность инструмента удобно оцениватьлинейным размерным износом, характеризующим смещение вершины илипереходного лезвия инструмента в направлении, перпендикулярном кобработанной поверхности, в результате износа его задних поверхностей.43г)д)е)Рисунок 1.3 – Визуально наблюдаемые признаки износа режущих инструментов:а) фаска износа на задней поверхности, б) фаска износа на задней поверхности илунка на передней поверхности, в) лунка износа на передней поверхности, г) проточина,д) комбинированный износ по задней поверхности, е) все признаки износа отмеченыодновременноСтандарт ФРГ DIN в качестве основных характеристик износапредлагает ширину площадки износа по задней поверхности VB, глубинулунки КТ, расстояние КМ от середины лунки износа до режущей кромки (см.рисунок 1.4 а, б) [36].44Рисунок 1.4 – Меры очагов износа режущего инструмента: а) износ позадней грани согласно DIN [34], б) лункообразный износ согласно DIN [34],в) износ по задней грани согласно стандарту ANSI/ASME B94.55 – 1985 [36]Согласно американскому стандарту ANSI/ASME B94.55–1985 главнаярежущая кромка, с целью измерения параметров износа, разделяется на тризоны (см.

рисунок 1.5 в): зона C – закругленная часть режущей кромкивершины резца, зона N – область изношенной режущей кромки длиной bw,дальняя от вершины резца, зона B – оставшаяся прямая часть режущейкромки между зоной C и зоной N. Для твердосплавных резцоврекомендуются следующие критерии: средняя ширина фаски износа VBB =0,3мм, максимальная ширина фаски износа VBBmax = 0,6мм. Кроме того, вкачествекритерияоценкиизносапричистовомточенииможетиспользоваться шероховатость поверхности и длина проточины («уса»)VBN=1мм.Максимальный линейный износ может быть достаточно надежнойхарактеристикой при разработке промышленных норм допускаемых износови норм расхода инструмента на переточки. Для исследования же физическойприроды износа инструментов более объективной характеристикой является45массовый износ – масса изношенной части инструмента в мг, которойпропорциональна работа сил трения, затрачиваемая на превращениеинструментального материала в продукт изнашивания.При использовании массовых мер стремятся учесть всю массупродуктов износа лезвия резца за период его работы.

Проще рассчитатьобъем изношенной части резца по результатам обмера видимых признаковизноса.Тогдамассаизношенныхконтактныхплощадокможетбытьопределена по формуле:m  V ,где ρ – плотность инструментального материала, V – объем изношеннойчасти резца.В качестве более универсального критерия изнашивания инструмента А.Д. Макаров [37, 38] предлагает использовать скорость размерного износаинструмента,инструментакотораявопределяет,направлении,насколькоукорачиваетсяперпендикулярномвершинаобрабатываемойповерхности, за период нормального износа:vh dhr hr  hн vshоп(мкм/мин),dT T  Tн100где hr и hн – текущий и начальный радиальные износы, соответственно; T иTн- общее и начальное время эксплуатации, соответственно; hоп –относительный поверхностный износ – величина радиального износа на 1000см2 обработанной поверхности:hоп  hr  hн 100 l  lн  s(мкм/1000см2)где lн – начальный обработанный участок заготовки; l – общая длинаобработанной поверхности.Тогда удельная стойкость инструмента, определяющая, какой участокповерхности обработан инструментом за 1мкм его радиального износа,рассчитывается по формуле:T l  lн  sd 1dhr hоп  hr  hн 100Относительный46(103см2/мкм)поверхностныйизносиудельнаястойкостьинструмента являются универсальными характеристиками износа резца, таккак они позволяют проводить сравнения разнообразных инструментальныхматериалов для различных сочетаний скоростей резания и подач.А.Д.

Макаров, А.С. Кондратов, В.С. Кушнер [37, 38, 39] и др.исследователи предлагают использовать дифференциальную характеристикуизносаинструмента–интенсивностьизнашиванияповерхностейинструмента, или относительный износ: Lз dhзdh,  Lп  п .dLdLИспользование интенсивности изнашивания особенно необходимо в техслучаях, когда зависимости параметров износа от пути резания нелинейныеи, следовательно, интенсивности изнашивания не постоянны в течениепериода стойкости. Это можно наблюдать при обработке никелевых ититановых сплавов [33].В.С.

Кушнером показано [3, 4], что при постоянной геометрии инструмента инезначительном изменении режимов резания между интенсивностями изнашивания прификсированной ширине фаски износа h3 = 0,8мм и соответствующими расчетнымитемпературами существует тесная связь, которая может быть аппроксимированастепенными функциями вида: L   0   0 1   0   1   0mгде  L - интенсивность изнашивания инструмента на передней и заднейповерхностяхрежущеголезвия,1-максимальнаярациональнаяинтенсивность изнашивания инструмента на передней и задней поверхностяхрежущеголезвия,0-минимальнаяинтенсивностьизнашиванияинструмента на передней и задней поверхностях режущего лезвия,  -температуры47инструмента,поверхности0и1температуры,-соответствующие значениям интенсивностей изнашивания  0 и  1 , m –показатель степени.В работах А.

Д. Макарова и его школы использовалась модель И. В.Крагельского [40], выражающая связь интенсивности износа и механическихсвойств трущихся поверхностей при пластическом контакте в виде (Л. Ш.Шустер [41, 42]):Jh   2 a  T  T  2 a t/2/  t HB 1t 12vЗдесь интенсивность износа Jh вычисляется как толщина изношенногослоя, приходящаяся на единицу пути трения; σт - предел текучестиприконтаткных слоев изнашивающегося тела;  - предел прочностиадгезионныхсвязейприсрезе,обусловленныймолекулярнымвзаимодействием в зонах фактического контакта (при заданной температуре); - относительное удлинение при разрыве; НВ – твердость; t - показателькривойусталости;v-показатель,зависящийотгеометрическиххарактеристик контакта.Относительно существования минимума зависимости L и объясненияпричинвозрастанияинтенсивностиизнашиванияприуменьшениитемпературы нет единой точки зрения.

Так, наряду с данными о резковыраженном минимуме, характерном для обработки никелевых и титановыхсплавов [43] имеются данные авторов Такеяма и Мурата о весьманезначительном изменении интенсивности изнашивания при уменьшениитемпературы [44] при обработке жаропрочного сплава твердым сплавом Р10.А. Д. Макаровым сформулирована получившая широкую известность ивызвавшая множество споров гипотеза о том, что минимум интенсивностейизнашиванияинструментасоответствуетпостоянной(оптимальной)температуре резания [37].Однако имеются экспериментальные данные [3], свидетельствующие обизменении «оптимальной» температуры при существенном измененииформы режущего лезвия и режимов резания.

Они впрочем, не противоречат и48экспериментальным данным Макарова и его правилу, которое хоть и несовсем точно сформулировано, но отражает справедливое утверждение, чтопри различных комбинациях скорости резания, подачи и глубины резанияможет быть найдена постоянная температура в зоне резания (оптимальнаятемпература), соответствующая оптимальным скоростям резания. Ноговорить только о температуре, при анализе интенсивности износа, неправомерно, поскольку изнашивание вызывают также и силы резания.Проблемой является как определение оптимальной температуры, так инахождение этих комбинаций режимов резания, которые определяют силырезания. Кроме того, с практической точки зрения не выгодно работать наоптимальной скорости резания, поскольку она является довольно низкой и необеспечивает высокой производительности обработки.Проблема усталости, т.е.

разрушения твердых сплавов под действиемциклическиизменяющихсянапряжений,болеенизких,чемпределпрочности, освящена также в монографиях Г.С. Креймера [45], В.И. Третьякова[46], В.И. Туманова [47], М. Г. Лошака [48]. В области исследований прочностиинструмента проведены работы Г.Н. Титовым, Г.Г. Иноземцевым, И.П. Третьяковым,Г.И. Грановским, А.А. Аваковым, М.В.

Касьяном, А.И. Кашириным, Н.Н. Зоревым, Т.Н.Лоладзе, А. И. Бетанели, Б.П. Прибыловым, Л.Г. Куклиным, В.И. Сигаловым, В.В.Серебровским, Л.Г. Хает, М.Ф. Полетика, Е.П. Степановым и др. Однако донастоящего времени, многие вопросы, связанные с прочностью режущейчасти инструмента, решены недостаточно полно.При резании процесс накопления повреждений имеет тот же механизм,что и при усталостном нагружении. На начальной стадии процессапроисходит накопление упругих искажений кристаллической решетки, затемразрушаютсямикроскопическиеобъемыматериаласобразованиеммикротрещин, которые далее развиваются до макротрещин, приводя кразрушению материала [1].

Характеристики

Список файлов диссертации