СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИМАЛЬНОЙ СКОРОСТИ РЕЗАНИЯ ТВЕРДОСПЛАВНЫМИ ИНСТРУМЕНТАМИ Российский патент 2001 года по МПК B23B1/00 

Изобретение относится к обработке металлов резанием, а именно к способам определения оптимальной скорости резания, обеспечивающей минимальную интенсивность износа и максимальную работоспособность твердосплавного режущего инструмента, и может быть использовано для назначения режимов резания при лезвийной механической обработке углеродистых и легированных сталей, жаропрочных сплавов и других металлов и сплавов в различных отраслях машиностроения.

Известны способы определения оптимальной скорости резания по графикам зависимостей различных параметров от скорости резания [1-3]. Недостатком известных способов является остановка процесса резания для промежуточных измерений и применение дополнительных контролирующих приборов, приспособлений и методик.

Известен также способ определения оптимальных скоростей резания для твердосплавного инструмента с использованием графика зависимости температуры резания при различных скоростях резания θ = f(V) и температуры провала пластичности θ_пп, полученных по результатам стандартных кратковременных испытаний образцов из обрабатываемого материала в широком диапазоне температур [4].

Недостатком указанного способа является необходимость проведения сравнительно длительных измерений пластичности в широком диапазоне температур.

Наиболее близким по технической сущности является известный способ определения оптимальной скорости резания для твердосплавного инструмента [5], заключающийся в следующем. По результатам стандартных кратковременных испытаний образцов из обрабатываемого материала определяют температуру, при которой происходит изменение "температурного коэффициента" твердости обрабатываемого материала. С помощью кратковременных температурных испытаний находят зависимость температуры резания от скорости резания θ = f(V). По температуре, при которой происходит изменение "температурного коэффициента" твердости обрабатываемого материала на графике θ = f(V), определяют значение оптимальной скорости резания.

Однако трудоемкость указанного способа высока ввиду необходимости проведения кратковременных температурных испытаний для каждого нового обрабатываемого материала.

Предлагаемое изобретение решает задачу сокращения трудоемкости определения оптимальной скорости резания на основе стандартных кратковременных испытаний.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в способе определения оптимальной скорости резания для твердосплавного инструмента, включающем кратковременные стандартные испытания по измерению твердости образцов при различных температурах, определение температуры резания при различных скоростях резания и построение соответствующих графиков, для указанных испытаний берут образцы из твердого сплава и устанавливают величину температуры максимальной работоспособности твердого сплава, которую используют для определения оптимальной скорости резания с помощью указанных графиков.

Сущность способа заключается в следующем.

По результатам стандартных кратковременных измерений твердости по Виккерсу образцов из инструментального твердого сплава при 4-6 температурах, достаточных для построения двух прямых, строят график lgHV = f(θ). По излому зависимости логарифма твердости твердого сплава от температуры определяют температуру максимальной работоспособности инструмента θ_м.p. С помощью кратковременных температурных испытаний находят зависимость температуры резания от скорости резания V. По величине температуры θ_м.p. на графике зависимости θ = f(V) определяют значения оптимальной скорости резания V_опт, при которой путь резания твердосплавным инструментом максимален.

Предлагаемое решение отличается от прототипа тем, что для кратковременных стандартных испытаний берут образцы из твердого сплава и устанавливают величину температуры максимальной работоспособности твердого сплава, которую используют для определения оптимальной скорости резания с помощью указанных графиков.

Таким образом, по сравнению с прототипом существенно сокращается продолжительность измерения выбранной характеристики материала от температуры, так как для кратковременных стандартных испытаний используют по одному образцу каждого отдельного инструментального твердого сплава, а не множество образцов из широкой номенклатуры обрабатываемых материалов, работающих в паре с данным инструментальным твердым сплавом. Кроме того, в частных случаях предлагаемый способ определения оптимальной скорости резания можно выполнить по таблицам или решением уравнений на компьютере без проведения кратковременных стандартных испытаний.

На фиг. 1 представлена зависимость логарифма твердости по Виккерсу твердого сплава от температуры; на фиг. 2 - зависимость температуры от скорости резания; на фиг. 3 - зависимость пути резания до предельного износа от скорости резания.

Предлагаемый способ иллюстрирует пример.

На графике зависимости логарифма твердости твердого сплава ВК8 от температуры (фиг. 1) имеется излом при температуре 740^oC, которая соответствует температуре максимальной работоспособности θ_м.p. Используя величину θ_м.p. по зависимости температуры от скорости обработки (фиг. 2) определяют оптимальную скорость резания. В приведенном случае она составляет 42 м/мин.

Представленная на фиг. 3 для сравнения зависимость пути L, пройденного резцами до предельного износа, от скорости резания V, построена по результатам стойкостных испытаний. Оптимальные скорости резания, определенные предлагаемым способом и стойкостными испытаниями, совпадают.

Предлагаемый способ позволяет сократить трудоемкость определения оптимальной скорости резания, обеспечивающей минимальную интенсивность износа твердосплавного инструмента и его максимальную работоспособность.

Источники информации
1. А.с. СССР N 841779, МКИ 3 B 23 В 1/00, опубл. 30.06.81.

2. А.с. СССР N 1021519, МКИ 3 B 23 В 1/00, опубл. 07.06.83.

3. А.с. СССР N 1155361, МКИ 4 B 23 В 1/00, опубл. 15.05.85.

4. А.с. СССР N 570455, МКИ 2 В 23 В 1/00, опубл. 30.08.77.

5. А.с. СССР N 770661, МКИ 3 В 23 В 1/00, опубл. 15.10.80.

Изобретение относится к области обработки металлов резанием. Способ включает кратковременные стандартные испытания по измерению твердости образцов при различных температурах, определение температуры резания при различных скоростях резания и построение соответствующих графиков. Для сокращения трудоемкости определения оптимальной скорости резания на основе стандартных кратковременных испытаний берут образцы из твердого сплава и устанавливают величину температуры максимальной работоспособности твердого сплава, которую используют для определения оптимальной скорости резания с помощью указанных графиков. 3 ил.

Способ определения оптимальной скорости резания для твердосплавного инструмента, включающий кратковременные стандартные испытания по измерению твердости образцов при различных температурах, определение температуры резания при различных скоростях резания и построение соответствующих графиков, отличающийся тем, что в указанных испытаниях берут образцы из твердого сплава и устанавливают величину температуры максимальной работоспособности твердого сплава, которую используют для определения оптимальной скорости резания с помощью указанных графиков.