granovskij_rm (831076), страница 38
Текст из файла (страница 38)
За то же время лезвие воспроизводит пОверхнОсть резания длинОЙ !3 с. Квж дая точка двигающейся поверхности рсва, ния взаимодействует с контактной изношенной задней поверхностью лезвия на длине 1» = л,. Так как числовые значения с и й обычно значительно различаются, то продолжительность взаимодействия каждой точки поверхности резания в 1э/1» = с/й, раз меньше продолжительности взаимодействия каждой точки задней поверхности лезвия. В связи с разной продолжительностью взаимодействия в трущейся паре, составленной из инструментального материала лезвия и обрабатываемого металла, изнашивавмым телом всегда является инструментальный материал, а истирающим телом — стружка и поверхность резания на обрабатываемой заготовке. ИЗНОСОСТОИКОС1Ъ.
Под износостойкостью понимается отношение затраченной на превращение в продуюпы износа изнашивасмого тела работы И» сил трения Г, к массе т, продуктов износа в конкретных условиях взаимо. действин. Износостойкость зависит от ряла факторов„среди которых можно назвать такие, как кинематика и скорость и взаимного скольжения трущихся понерхностей, площадь А, взаимного контакта, коэффициент трения и трущейся пары, давление р на трущихся поверхностях, температура 0 поверхностей контакта и др. Так как работа сил трения И', = Г,Ь = ррЬ= ррА,1., то износостойкость согласно определению выражается следующей зависимостью: (9.21) В = И',/т., = ррА,Ь/гл„ где Ь вЂ” длина пути взаимного скольжения трущейся пары. Входящие в правую часп уравнения (9.21) параметры могут иметь разные числовые значения в зависимости от физических и механических свойств обоих взаимодействующих тел, а также изменяться за время взаимодействия истираюшего и изнашнваемого тел при изменении условий контакта Поэтому износостойкосп В нельзя рассматривать квк неизменное свойство, присущее твердому телу во всех условиях взаимодействия с другим телом.
Износостойкость следует рассматривать как количественное выражение способности рассматриваемого тела сопротивляться изнашиванию другим телом в конкретных условиям им взаимодействия как труи1вйся пары. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ИЗНАШИВАНИЯ ЛЕЗВИЙ. Чтобы вычислить значение износостойкосги В, необходимо знать силу трения Г, на контактных поверхностях взаимодействующей пары тел.
Непосредственно измерить силу Г, на поверхностях лезвия в процессе резания весьма затруднительно. Поэтому, чтобы определить закономерности изменения силы трения Г, и массы т, продуктов износа в зависимости от давления и скорости взаимного скольжения, используют метод физического моделирования. Схема моделирования трения и износа для условий, приближенных к процессу резания, аналогична схеме, использованной для изучения закономерностей наростообразования (см. рис.
6.8). В данном случае индентор изготовлен из инструментального материала и является нзнашиваемым телом пары. Цилиндрический образеуь захапый в патроне токарного станка, изготовлен из консгрукцнонного металла и является истирающнм телом пары. До начала эксперимента на рабочем торце индентора подготавливается плоская контактная поверхность площадью А, = 1 мм'. Индентор своей контактной поверхностью прижимается к свежеобработанной поверхности цилиндра с нормальной силой Р=РА,.
Давление Р устанавливается в пределах 0,05... 0,6 ГПа, что соответствует средним значениям давления на контактных поверхностях режущих лезвий. Во время эксперимента давление на поверхностях контакта поддерживают постоянным. В процессе скольжения по поверхности цилиндра контактная поверхность нндентора изнашивается н площадь ее увеличивается. Поэтому размеры контактной поверхности нндентора периодически измеряют, вычисляют фактическую площадь контакта и для поддержания постоянства давления р соответственно увеличивают нормальную силу Р. Конструкция установки лает возможность измерить силу трения Г,. В целях обеспечения контакта поверхностей, не загрязненных продуктами износа, моделирующей установке сообщается по- дача вдоль оси вращения цилиндрического образна, по значению превышающая диаметр пятна контакта. При проведении эксперимента через выбранные отрезки М.
пути взаимного скольжения производится измерение силы трения Г, и размеров плошади А, изна- Н, глнд Рис. 9.1 3. Кривые изиосостойкости й(хы) твердых сплавов при скольжении всухую по стали БО шиваемой контактной поверхности нндентора. По результатам измерения подсчитывают значение коэффициента трения р = Г,/Р, а также объем Г, н массу т, изношенной части нндентора. Чтобы получить достоверные результаты для быстрорежушнх сталей н твердых сплавов, достаточна общая длина пути скольжения Ь= 2000 м. Для минеральных инструментальных материалов (корунд, эльбор, алмаз) общая длина пути взаимного скольжения нндентора н цилиндрического образца может быть значительно больше. ЗАВИСИМОСТЬ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ ОТ СКОРОСТИ ОТНОСИТЕЛЬНОГО СКОЛЬЖЕНИЯ.
По результатам экспериментов по моделированию трения прн резании согласно уравнению (9.21) подсчитывают значения износостойкости В инструментального материала н строят кривые нзносостойкости В (с ) (рис. 9.13). Для данных на рисунке подсчет значений В производился лля пути скольжения Ь= 2000 м н прн постоянном давлении р = О,1 ГПа. Полученные зависимости нелннейны и имеют экстремумы. Максимум износостойкосги для пары сталь — твердый сплав Т5К10 достигается прн скорости сколыкения пы = 131 О, Гдигг 132 = 150 м/мин, а для остальных пар — при о = 200 м/мин. Расположение кривых относительно друг друга показывает, что с увеличением содержания в сплавах карбидов титана нх износостойкость при трении в паре со сталью 50 существенно пав ьпцастся. 0 50 Жд 500 500 с00 яп яв Ц,нуг«си Рис.
9.14. Кривые ивнесестойиасти В(г«н) твердых сплавов при скольжении всухую гю чугуну На рис. 9.14 приведены кривые износастайкости В(с:,„), полученные при тех же условиях эксперимента для трущихся пар, составленных из чугуна твердостью НВ 200 и твердых сплавов групп ВК и ВТК. Характер изменения износостойкости для твердых сплавов этих групп существенно различен. Так, лля пар, в которых участвуют твердые сплавы марок ВКЗ и ВК8, зависимость износостойкости В(о ) монотонно убывающая.
Для трущихся пар с участием твердых сплавов группы ВТК (марок Т5К10, Т15К6 и ТЗОК4) кривые износостойкостн имеют экстремумы. При этом с увеличением содержания в сплаве карбидов титана значения максимальной нзносостойкости увеличиваются, а также происходит смещение максюнума в обласгь более высоких скоростей скольжения (до гь«ю м 300 м/мнн для сплава ТЗОК4). Полученные экспериментальные зависимости, имеющие нелинейный характер, могут быль аппроксимированы аналитической функцией (9.22) В = асье в которой коэффициенты а, Ь н с оцределяются с помощью графа-аналитической обработки. Используя свойства функции (922), скорость ов „, при которой достигается максимальная износостойкость, подсчитывается по уравнению (9.23) ов „= -(Ь/с), а скорость точки перегиба о после которой влияние скорости резания становится менее существенным, по уравнению (924) о« = — (Ь + )/Ь)/с.
Здесь Ь вЂ” показатель степени при о, а с — коэффициент в показателе степени при. е в уравнении (9.22). ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЪЗОВАНИЕ КРИВЫХ ИЗНОСОСТОИКОСТИ. В процессе резания износ лезвий определяет продолжительность целесообразной работы инструмента до его замены новым или переточенным инструментом, т. е. его период стойкости Т, обычно выражаемый в минутах. Рассмотренная выше функциональная зависимость В (о) экспериментально установлена моделированием трения и износа инструментальных материалов истирающими конструкцнонными металлами в условиях, приближенных к условиям резания. Износостойкость инструментальных материалов и изнашивание изготовленных нз них инструментов взаимосвязаны единством протекающих физических явлений.
Поэтому закономерности изменения стойкости инструментов Т от скорости резания о аналогичны закономерностям изменения износостойкости В от скорости скольжения о,„и при обработке сталей имеют нелинейный экстремальный характер, а при обработке чугунов — экстремальный или монотонно убывающий. ф 9.7. ИНТЕНСИВНОСТЬ ИЗНАШИВАНИЯ ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ ИНТЕНСИВНОСТЪ ИЗНАШИВАНИЯ КАК СКОРОСТЪ НАРАСТАНИЯ ИЗНОСА.
На рис. 9.15 приведены кривые изменения изношенной массы с увеличением пути скольжения при различных скоростях скольжения индентора нз твердого сплава Т15К6 по заготовке нз а) зг 133 стали 50, построенные по результатам экспериментов иа моделирующей установке. Анализ формы кривых т,(1 ) показывает, что они нелинейны, причем с увеличением пути скольжения количеспю изнацпшаемой массы, приходящейся на единицу пупс увеличивается. Под Рис. 9.15, Зависиность массы т изношенных продуктов от пути 1., относитильного скопыкеиия индентора из твердого сплава Т1$К6 по стали зй интенсивностью изнашивания у, изнашиваемого тела нанимается скорость нарастания изношенной массы т, в процессе его взаимодействия с истиршозцим телом. Интенсивность изнашивания Зс зависит от конкретных значений факторов, перечисленных в 9 9.6, и выражается следующим уравнением: (925) ус = дтс/зУ.з Зависимость т,(1.,) с достаточной точностью может быть аппроксимирована степенной функцией (9.26) нь=М4, где числовые значения коэффициента с, и показателя степени р могут быть найдены с помощью графа-аналитической обработки экспериментальных кривых.
Используя уравнение (9.26), интенсивность изнашивания представляется выражением (9.27) .7, = з)т,фанз = с~Ф" ЗАВИСИМОСТЬ ИНТЕНСИВНОСТИ ИЗНАШИВАНИЯ ОТ СКОРОСТИ СКОЛЬЖЕНИЯ. На рис. 9.16, а приведены кривые, графически выражающие закономерность изменения интенсивности изнашивания,7, твердых сплавов группы ВТК в паре со сталью 50. Кривые построены для длины пути скольжения 1 =2000 м при различных скоростях Рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
