Способ определения коэффициента усадки стружки при резании стали

/5 0 ТЕН ЕЛЬСТВУ Й строят мное зависимосрезаемого еханических го материаре протекаполучения ни, расхода 4 ъ Ц 1 ия КУС, загновенной лектронной овместно с и Одстэ Вл я, Характеро способа ГОСУДАРСТВЕН.ЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ И К АВТОРСКОМУ СВИДЕТ 1(21) 4429005/28(71) Институт сверхтвердых материалов АНУССР(56) Еремин А.Н; Физическая сущность явлений при резании стали, Машгиз, 1951, с.5,Там же, с.87.Авторское свидетельство СССРВ 1295300, кл. 6 01 й 3158, 1984,(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА УСАДКИ СТРУЖКИ ПРИ РЕЗАНИИ СТАЛИ(57) Изобретение относится к машинострое: нию, а именно к резанию сталей на металлорежущих станках инструментамиразличного типа, и может быть использова. но для определения коэффициента усадки Изобретение относится к машиностроению, а именно к обработке металлов резаниеми может быть использовано для . определения коэффициента усадки стружки (КУС); который применяют как параметр в расчетных формулах сил резания при проектированииметаллорежущих станков, инструментов и назначении оптимальных режимов резания,Известен экспериментальный класси-.ческий способ, по которому в срезанной на . станке стружке измеряют либо длину, либо . ее толщину, а полученные результаты измерений делят на соответствующие им. расчет- ные значения среэаемого слоя. стружки (КУС), который применяют как параметр в расчетных формулах сил резания. Цель изобретения - снижение трудоемкости определения КУС в широком диапазоне параметров резания для деталей идентичной марки стали. КУС рассчитывается по теоретической зависимости, вывод которого основан на новой физической модели сдвига по эллиптической линии стружки при резании, Входными параметрами в расчетных зависимостях являются твердость обрабатываемого металла, скорость резания, толщина срезаемого слоя и передний угол инструмента. Проведенные исследования полученной зависимости показали, что погрешность по сравнению с экспериментальным методом составляет не более 10, а трудоемкость снижается в 100 раз за счет возможности применения на современных ЭВМ. По данному способу обычно гочисленные экспериментальны сти КУС от скорости, толщины . слоя, геометрии инструмента, м характеристик обрабатываемо ла, по которым судят о характе ния процесса резания и для которых требуется много време материала, инструмента.Известен способ определен ключающийся в измерении м мощности резания с помощью э .аппаратуры, значение которой с параметрами режимов резания ют в определенную зависимость ной особенностью известногявляется использование сложной аппаратуры, построение экспериментальных графиков, по которым производится оценка КУС,а следовательно, процесса резания в целом,Недостатком способов является то, что 5для определения КУС в широком диапазоне параметров резания требуется многовремени на проведение опытов, отладку инастройку станка, регистрирующей аппаратуры для снятия характеристики, мгновенной мощности резания. Использованиесложной аппаратуры и ее отладки предопределяет высокую трудоемкость определения КУС.Целью изобретения является снижение 15трудоемкости определения КУС в широкомдиапазоне параметров резания для детачейидентичной марки стали,Определяют твердость НВ материалазаготовки по Бринеллю, выбираю 4 т значение 2 20коэффициента еиздиапазона Ю я10с, определяют теоретическое значение коэффициента усадки стружки по зависимостиВ йВАС 25а.(1)где В= 2 Кнв 29 уд(Кч- - ); (2)соз удА КНВ 19 Уд+ Кч, (3)С Кнв (Кч- - )-Кнв Кч.(4)а . 2 2, 30соз удКнв-И 2:Кч чуд - действительный передний угол инструмента (+) при отрицательном, (-) при положительном;а - толщина срезаемого слоя, мм;б - диаметр отпечатка шарика прибораБринелля, мм;ч - скорость резания, мм/с, 40сравнивают значения К и Ка, определяютвеличину допустимой погрешности, в соответствии с которой и корректируют значение е, с учетом которого определяюткоэффициент усадки стружки для раэличных параметров резания поуказвиной зависимости,Сущность изобретения заключается вследующем,Сначала производят измерение твердости НВ на приборе Бринелля испытуемойстальной заготовки, при этом фиксируютдиаметр б отпечатка шарика прибора и выражают его значение через коэффициентКнв-б 2, Затем выбирают второй коэ 2 ффициент е иэ диапазона 10 е Я 10 с и,умножая его на скорость резания У (мм/с),получают значение Кч" я. После чего назначают действительный передний угол уд инструмента, толщину срезаемого слоя а и переходят к определению теоретического коэффициента усадки стружки по формулам (1)- (4).Однако для подтверждения правильности выбора коэффициента проводят один опыт на станке, по которому определяют экспериментальное значение коэффициента усадки стружки К. Далее путем сравнения К и К определяют погрешность и, если она превышает допустимое значение, например 10, то корректируют величину коэффициента е, Таким образом, для идентичных сталей принимают е сопз 1 и переходят к определению оптимального значения КУС.путем перебора на ЭВМ скорости, толщины срезаемого слоя, геометрии инструмента, твердости стали.П р и и е р 1. Определяют КУС по предлагаемому способу при точении, например, стали ШХ 15 по ГОСТУ, которая используетсяв аарико-подшипниковой промышленно-,сти. Под механическую обработку детали из этой стали подготавливают разной твердости в зависимости от технологии и вида операции. В отожженном состоянии сталь ШХ 15 дает твердость 197 - 21 кг/мм, а в закаленном - 300 - 350 кг/мм, соответст- . венно этому и механическая обработка ведется на различных режимах резанияинструментом.с разными передними углами.Иэ поступающей на механическую обработку партии отожженных деталей берут одну, которую проверяют на твердость, Для этого берут шарик диаметром 10 мм, включают нагружение прибора Бринелля 3000 кг, и производят его вдавливание в деталь и измеряют диаметр б отпечатка, В результа- те измерения, например, получают что диаметр отпечатка равен 4.3 мм (ВВ 197), следовательно, Кнв=Ф 2= 2,15 мм.После чего выбирают коэффициент е из диапазона 10 4е10 2 с, например, равное е = 0,007 с, тогда коэффициент кч с учетом скорости резания У=20 м/мин (330 мм/с) Кч" я ч 2,31 мм. Пусть передний угол у= 0, а подача, например, Во=0.222 мм/об, то при р 75 толщина срезаемого слоя а= = Воза ф = 0,214 мм. Подставляя полученные значения в формулы, находят В= 0; А =+5,34; С = - 4,38.Таким образом, по предлагаемой формуле находят КУС, который равен Ки,23.После проведенного расчета К определяется экспериментальный КУСДля этого на образце детали из той же стали ШХ 15(НВ 197) прорезают несколько пазов и на токарном станке на скорости У 206 1714459 мому способам занимает разное вспомогательное и машинное время.Формула изобретения Способ определения коэффициента усадки стружки при резании стали, заключающийся в том, что осуществляют резание стальной заготовки при фиксированных параметрах резания, определяют длину строки и срезаемого слоя, вычисляют коэффициент усадки стружки К 1, отл и ч а ющ и й с я тем, что, с целью снижения трудоемкости определения коэффициента усадки стружки в широком диапазоне параметров резания для деталей идентичной марки стали, определяют твердость НВ материала заготовки по Бринеллю, выбирают энэчение 2 коэффициента я из диапазона 10е 5 10 с, определяют теоретическое значение коэффициента усэдки стружки по зависимости Составитель Л,СидоренкоТехред М,Моргентал Корректор М,Пожо Редактор И.йулла Заказ 687Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 м/мин, Зо 0,222 мм/об резцом уд -0 снимают стружку, Так, длина стружки в среднем составляет 1-8,48 мм. а ее расчетная длина срезаемого слоя 10=35,64 мм. Таким образом, экспериментальный КУС в 5 опыте равенК - - 4,2.0Сравнивая значения Ю и К, определяют величину допустимой погрешности 10Р 432 42100 =1%.4,2 Таким образом, значение е - 0,007 с выбрано правильно, его корректировать не надо,тэккак отклонение расчетного КУС от 15 экспериментального составляет 1. В дальнейших расчетах КУС коэффициент е= 0,007 с принимается постоянным вдиапазоне изменяемых исходных параметров.П р и м е р 2. Йустьтребуется измерение 20 твердости на приборе Бринелля и получают, что диаметр Отпечатка б=3,26 мм, следовательно Кнв1,63 мм.Пусть требуется в процессе обработки применять скорость резания 1330 мм/с 25 (Чм/мин), тогда К=9,31 мм. При этом по техническим условиям обработку нужно вести твердосплавными (15 К 6) резцами уд = + 100 и (-100). По соответствующей формуле находят 30В 2(1,631910 (9,31 -) =8,24;рз 100А (1,63) (щ 100)+(9,31) = 86,7;С (1,63)2 (9,31-)2 - 35соз 10- (1,63)2 (9,31)2 = - 24,6.Подставляя полученные значения в формулу (а"0,504 мм), при резании резцом с переднимуглом уд + 10 находят К=1, 40 при резании резцом с передним углом .уд -- 10 - К,и,15;. Измерение и расчет коэффициентов усадки стружки по известному и предлагаеВ йВ - 4 АС2 А агде В= 2 Кнв Щ удач - )соз удА= Кнв 2 д 2 уд+ КЧ 2С=Кнв (К - ) - Кнв К;асоз удКнв=б/2;Кч= Еч;уд - действительный передний угол инструмента (+) при отрицательном, (-) при положительном;а - толщина срезаемого слоя, мм;б - диаметр стпечатка шарика прибораБринепля, мм;Ч - скорость резания мм/с,сравнивают значения К и К, определяют величину допустимой погрешности, в соответствии с которой и корректируютзначение е, с учетом которого определяюткоэффициент усадки стружки для различных.параметров резания по приведенной зависим Ости,