СПОСОБ УСКОРЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИМАЛЬНОЙ СКОРОСТИ РЕЗАНИЯ Российский патент 2011 года по МПК B23B1/00 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть применено при обработке жаропрочных сплавов резанием.

Известен способ определения оптимальной скорости резания, заключающийся в том, что на выбранном сечении среза при постоянной для всех скоростей длине резания измеряют термоэлектродвижущую силу (ТЭДС), определяют значение отношения изменения ТЭДС к изменению пути резания и определяют скорость резания как минимум отношения , затем для определения режимов нестационарного резания по полученным результатам вычисляют размеры пятна контакта по передней и задней поверхностям резца по приведенным формулам, определяют оптимальную величину ускорения привода главного движения α_υ и скорости изменения подачи a_S резца при нестационарном резании для предельного случая в зависимости от размеров пятна контакта, ширины резания, начальных температуры, силы резания, скорости, подачи и текущего времени (патент РФ №2207935 С2, МПК В23В 1/00, 2003).

Однако данный способ не позволяет использовать его на производстве из-за сложности реализации, трудоемкости и экспериментального определения достаточно большого количества параметров, входящих в расчетную зависимость.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому является способ определения оптимальной скорости резания твердосплавными резцами по выбранному исходному параметру, включающий проведение измерения температуры в зоне контакта инструментального и обрабатываемого материалов при различных скоростях резания с построением графической зависимости и предварительным нагревом образцов твердосплавных резцов, затем по уже построенной графической зависимости «скорость резания - температура резания» назначают в качестве оптимальной скорости резания скорость, при которой температура нагрева в зоне рабочего контакта соответствует выбранной температуре предварительного нагрева твердосплавного резца (патент РФ №2230630 С1, МПК В23В 1/00, 2004).

Недостаток этого способа заключается в необходимости точного определения температуры предварительного нагрева резца, соответствующей оптимальной температуре для данной пары «деталь - резец», и отсутствии учета длительности нахождения инструментального материала при высокой температуре, а также в его трудоемкости, длительности и сложности реализации на производстве.

Задача изобретения - повышение скорости и точности определения оптимальной скорости резания за счет учета временного фактора при оценке влияния твердости инструментального материала на его износостойкость при обработке заданного конструкционного материала.

Поставленная задача решается тем, что в способе ускоренного определения оптимальной скорости резания обработку осуществляют разрезным резцом при различных значениях скорости резания и определяют оптимальную скорость резания. Согласно изобретению обработку производят на выбранном сечении среза при постоянном для всех скоростей времени резания в течение 20-60 секунд, затем для каждой скорости резания измеряют микротвердость приконтактной зоны резца с помощью микротвердомера и определяют значения относительной микротвердости по формуле:

где h₀ - начальное значение микротвердости инструментального материала;

h(τ) - конечное значение микротвердости инструментального материала;

далее строят зависимость относительной микротвердости от скорости резания и по минимуму скоростной зависимости относительного снижения микротвердости определяют оптимальную скорость резания.

Пример конкретного выполнения

Требуется определить оптимальную скорость резания при точении сплава 12Х18Н10Т резцом ВК8. Для этого осуществляют обработку разрезным резцом на выбранном сечении среза при различных значениях скорости резания и постоянном для всех скоростей времени резания, производят измерение микротвердости резца согласно схеме, представленной на фиг.1, с помощью микротвердомера (например, ПМТ-3). Далее строят зависимость скорости от относительного снижения микротвердости (фиг.2).

Согласно построенной зависимости при скорости резания 60 м/мин наблюдается минимум относительного снижения микротвердости. Соответственно скорость резания 60 м/мин является оптимальной при точении сплава 12Х18Н10Т резцом ВК8.

Итак, предлагаемый способ ускоренного определения оптимальной скорости резания позволяет повысить скорость и точность оценки оптимальной скорости резания за счет учета временного фактора при оценке влияния твердости инструментального материала на его износостойкость.

Способ включает обработку разрезным резцом при различных значениях скорости резания. Для повышения скорости и точности определения оптимальной скорости резания обработку производят на выбранном сечении среза при постоянном для всех скоростей времени резания в течение 20-60 секунд. Затем для каждой скорости резания измеряют микротвердость приконтактной зоны резца с помощью микротвердомера и определяют значения относительной микротвердости по приведенной формуле, затем строят зависимость относительной микротвердости от скорости резания и по минимуму скоростной зависимости относительного снижения микротвердости определяют оптимальную скорость резания. 2 ил.

Способ определения оптимальной скорости резания, при котором осуществляют обработку разрезным резцом при различных значениях скорости резания, отличающийся тем, что обработку производят на выбранном сечении среза при постоянном для всех скоростей времени резания в течение 20-60 с, затем для каждой скорости резания измеряют микротвердость приконтактной зоны резца с помощью микротвердомера и определяют значения относительной микротвердости по формуле:

где h₀ - начальное значение микротвердости инструментального материала;
h(τ) - конечное значение микротвердости инструментального материала,
затем строят зависимость относительной микротвердости от скорости резания и по минимуму скоростной зависимости относительного снижения микротвердости определяют оптимальную скорость резания.