Способ определения оптимальной скорости резания Советский патент 1991 года по МПК B23B1/00 

Изобретение относится к металлообработке и может быть использовано при назначении оптимальной скорости резания при обработке сталей перлитно-ферритного класса.

Цель изобретения - повышение достоверности определения оптимальной скорости резания при резании сталей перлитно ферритного класса за счет увеличения количества параметров, посредством которых определяют оптимальную скорость резания.

Способ реализуется следующим образом.

Образец исследуемой стали подвергают точению твердосплавным резцом с заранее созданной фаской износа, равной критерию износа, величину которого определяют отдельно.

Постепенно увеличивают скорость резания и наблюдают за поверхностью резания, фиксируя то ее значение, при котором на поверхности резания исчезли матовые и блестящие участки и она приобрела зеркальный блеск.

Взяв другой острозаточенный резец той же марки твердого сплава и на скорости исчезновения блестящих и матовых участков Va.3 на поверхности резания, определяют величину участка пластического контакта.

После замера данного участка определяют необходимую фаску износа по задней грани, равной (0,3-0,7) от величины пластического контакта, и создают эту фаску на резце.

Далее осуществляют процесс резания образца стали со скорости исчезновения блестящих и матовых участков с шагом

шЛ

х| О

КЗ hO

««л

.05-0,1)V3.3 и последовательно замеряют продольную шероховатость выпиленных участков поверхности резания. Е1ыиисляют отношение шероховатостей последующего опыта к предыдущему и при максимальном

Ral +1

значении этого отношения - определяют оптимальную скорость, как скорость в предыдущем опыте V0i.

Предлагаемый способ осуществляют по следующей методике.

Обработка резанием образца металла осуществляется на токарном станке Ш63 с бесступенчатым регулированием скорости резания. Для замера величины пластического контакта по передней поверхности резца используют инструментальный микроскоп БИМ. Критерий износа резца определяется из справочной литературы. Эту величину износа резца искусственно создают по его задней грани на заточном станке.

Скорость исчезновения блестящих и матовых участков на поверхности резания определяют визуально по появлению на ней вертикального блеска. Замер шероховатости поверхности резания производят на профилографе на выпиленном участке поверхности резания.

При значениях фаски, меньших 0,3 Сп. длина зоны относительного застоя будет недостаточной, и полоса локализации деформации не сможет стабильно взаимодействовать с нижней частью фаски износа. В результате этого формирующая поверхность резания будет иметь мелкие задиры и резко возрастает ее шероховатость.

При более высоких скоростях резания, когда на задней поверхности зона относительного застоя заменяется участком пластического контакта (где процесс локализации деформации совершается в объеме всей контактной зоны), поверхность резания тоже будет иметь значительную шероховатость. Это обусловлено тем, что при малых площадках износа процесс локализации деформации полностью не завершается (не образуется узкой полосы деформации, в которой металл находится уже в состоянии квазивязкого течения). В результате этого металл не будет размазываться от взаимодействия с нижней частью площадки износа и формировать глянцевую поверхность с незначительной шероховатостью. Поэтому при данной величине фаски нельзя определить по шероховатости, какой вид взаимодействия существует по задней грани,

При значениях фаски износа, лежащих от 0,3 Сп до 0,7 Сп, при реализации на задней поверхности зоны относительного застоя полоса локализации металла, образуемая в верхней части зоны, вступает во взаимодействие с нижней частью площадки

износа и формирует гладкую глянцевую поверхность.

При более высоких скоростях, когда зона относительного застоя заменяется участком пластического контакта, процесс

0 локализации деформации не успевает завершиться на данном участке фаски (до 0,7 Сп). и поверхность резания имеет мелкие задиры, что значительно увеличивает шероховатость и позволяет поэтому определить

5 существование данного вида взаимодействия.

При фасках по задней поверхности, больших 0,7 Сп, поверхность резания будет иметь гладкую зеркальную поверхность,

0 как при зоне относительного застоя, так и при реализации участка пластического контакта. Поэтому по значению шероховатости нельзя будет определить каков же вид контактного взаимодействия по площадке: из5 носа задней грани и, вследствие этого, определить оптимальную скорость {предельную скорость, на которой сохраняется зона относительного застоя}.

Результаты исследований для значи0 тельной номенклатуры марок ферритно- перлитных сталей показали, что максимальный диапазон существования зоны относительного застоя по задней поверхности инструмента находится в пределах

5 (1,0-1,7)Узз. Затем данная зона трансфор- . мируется в участок пластического контакта, что резко увеличивает интенсивность износа инструмента.

Для определения оптимальной скоро0 сти проводят обработку образца стали от скорости Уз з, последовательно увеличивая скорость с шагом, равным {0,05-0,1)Узз

величина шага определяет точность нахождения оптимальной скорости. Для по5 лучистовой обработки необходимо брать шаг ближе к верхнему пределу (0,1)Уз з для чистовой обработки - ближе к нижнему пределу - 0.05V3 з.

Осуществляют точение стали, наблюдая за поверхностью резания, фиксируя то зна0 чение скорости, на которой исчезают блестящие и матовые участки, и поверхность резания становится гладкой с зеркальным блеском, Для стали 45 это значение скорости равно 60 м/мин. Взяв другой острозато5 ченный резец, замеряют на данной скорости величину пластического контакта на передней поверхности, равную 0,5 мм, затем на задней грани резца создают фаску износа (0,3-0,7) от измеренной величины

пластического контакта - 0,5 мм, которая равняется 0,25 мм, Осуществляют процесс резания стали со скорости 60 м/мин с постепенным увеличением скорости. Вырезают участок поверхности резания на каждой скорости и замеряют продольную шероховатость на профилометре. Вычисляют соотношение шероховатостей последующего замера к предыдущему, и за оптимальную скорость взяли такую, гда это соотношение резко возросло в три с лишним раза и приR а +1 „ ., няло максимальное значение ,7.

Ival

Эта скорость равнялась 100 м/мин.

Пример. Определяют оптимальную скорость резания стали ЗОХГС твердосплавным резцом ТН-20, на следующих режимах резания: глубина 0,5 мм, подача 0,15 мм/об. Геометрия инструмента аналогична описанной. Диаметр заготовки 150 мм. Критерий износа резца 0,8 мм. Резец предварительно притупляют до данной величины износа. Осуществляют точение образца стали, наблюдая за поверхностью резания, фиксируя скорость, где исчезают блестящие и матовые участки на поверхности резания. Величина этой скорости равна 135 м/мин. Взяв другой острозаточенный резец, замеряют на этой скорости величину пластического контакта на передней грани, которая равна 0,3 мм. На задней грани резца создают фаску износа 0,16 мм. величина которой находится в пределах (0,3-0,7) от величины пластического контакта. Осуществляют процесс резания со скорости 135 м/мин с постепенным увеличением скорости. Выре0

зают участки поверхности резания и замеряют продольную шероховатость на про- филографе. Вычисляют соотношение шероховатостей последующего замера к предыдущему и за оптимальную скорость взяли такую, где это соотношение резко возросло и приняло максимальное значение, равное 2,9.

Формула изобретения

Способ определения оптимальной скорости резания, включающий обработку детали резцом, имеющим фаску износа по

задней поверхности, и определение величины скорости, при которой происходит исчезновение блестящих и матовых участков на поверхности резания, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности

способа при обработке сталей ферритно- перлитного класса, определяют величину пластического контакта на передней поверхности резца при скорости,на которой происходит исчезновение блестящих и матовых

участков на поверхности резания, образуют фаску износа на задней поверхности резца, равной 0,3-0,7 величины пластического контакта, а обработку ведут в пределах 1,0- 1,7 величины скорости, при которой происходит исчезновение блестящих и матовых участков, замеряют шероховатость участков обработанной поверхности и вычисляют отношение последующего замера шероховатости к предыдущему, по максимальному

значению которого определяют оптимальную скорость резания.

Изобретение относится к Металлообработке и может быть использовано при назначении оптимальной скорости при обработке сталей ферритно-перлитного класса. Целью способа является повышение достоверности определения оптимальной скорости резания при обработке сталей ферритно-перлитного класса. Это достигается за счет увеличения количества параметров, посредством которых определяют оптимальную скорость резания. Первоначально определяют величину пластического контакта на передней поверхности на скорости, при которой происходит исчезновение блестящих и матовых участков на поверхности резания. Затем образуют фаску износа на задней поверхности, равной 0,3-0,7 от величины пластического контакта. Обработку ведут в пределах 1,0-1,7 от величины скорости, при которой происходит исчезновение блестящих и матовых участков, замеряют шероховатость участков обработанной поверхности и вычисляют отношение последующего замера шероховатости к предыдущему, по максимальному значению которого определяют оптимальную скорость резания. |Ј