Способ определения оптимальных режимов резания

кап О 5 сР55 са 18+ гкЧ са К га К жущей стали наибольшая стойкость наблюдается в интервале скоростей резания, в котором глубина деформацийсмятия максимальна, при этом на инструменте развивается наиболее стабильный нарост, предохраняющий инструмент от износа. Нарост удлиняетрежущий клин, увеличивает угол сдвига, сокращает поверхность сдвига,чтоприводит к снижению силы резания. Прирезании твердосплавным инструментомнаибольшая стойкость наблюдается вдругом интервале скоростей резания,когда напряжения не успевают распространиться на большую глубину в поверхностном слое заготовки, при этомсокращается глубина деформация смятия и наклела, а резание идет на ненаклепанному предварительно слою, В 20укаэанном интервале скоростей резания также наблюдается снижение силрезания. Существует еще один интервал скоростей резания, в котором имеет место снижение силы резания и иовышение стойкости, соответствующейсверхскоростному резанию, когда межатомные связи разрушаются эа времяколебания атома и обработка ведетсябез пластических деформаций и смятия, 30не успевающих распространиться перединструментом. Наклеп в поверхностномслое заготовки при этом полностью отсутствует. Глубину деформаций смятияи наклепа можно измерять непрерывнона поверхности резания, или в стружке, сразу же за режущим лезвием известными способами, например, измерением удельного электросопротивления, магнитных свойств, термоЭДС, 40ультразвуковым и т.д. После достижения критерия оптимизации по скорости резания фиксируют термоЭДС резания, измдряемой, например, методоместественной термопары, равномерноувеличивают подачу до достижения критерия оптимизации по подаче, в качестве которого принимают момент возрастания амплитуды колебаний силы резания в интервале подач, обуславливающем целесообразную высоту микронеровностей обработанной поверхности и определяемом по формуле где Б - подача, мм/об;К - целесообразная высота микронеровностей обработаннойповерхности мм;г - радиус при вершине инструмента, мм;угол в плане, град;вспомогательный угол в пла 1не, град,снижая одновременно скорость резанияс сохранением термоЭДС резания постоянной,Подача ограничивает рост амплитуды колебаний силы резания, причиной которого может быть как ограниченная жесткость инструмента, таки нестабильность процесса резания всвязи с образованием элементной стружки, адгезией, срывами нароста. Дляустановления момента возрастания амплитуды колебаний силы резания вышедопустимого значения возможны какпрямые методы измерения с помощью динамометров, тенэодатчиков и т.п,так и косвенные: по колебаниям элементов технологической системы, поволнистости поверхности резания идр, Контроль скорости резания и подачи выполняют с помощью специальных датчиков скорости.Расчетные формулы получены следующим образом.Как известно, при чистовой обработке толщины среза не должны превышать 0,1 мм, при этом радиус округления лезвия р более 0,015 мм нецелесообразен, Для таких радиусовпроцесс выглаживания начинается, когда толщина среза а =0,2 . Учитываясвязь подачи Я с толщиной среза .Ъ=8 вп , где- угол в плане, имеем 5=0,2/в 1 п у . Это и есть минимально допустимая подача по условиюотсутствия выглаживания поверхности резания,Из расчетной схемы, показаннойна рисунке, где обозначены: Б - подача; ц- угол в плане; ц - вспомогательный угол в плане; г - радиуспри вершине инструмента, Ь- глубина врезания вершины инструмента в заготовку, следует, что высота микронеровностей обработанной поверхностиК журавка 11 . Так как 11 =В-ОВ+г, аОВ"АО сов .АОВ при АОг/в 1 п (90 -Ц+ Кто после вывода изсоотношений и/ Д 1 с Ч и ь/(8 =Сд Ч, выражений Л =-БСд Ч,/(Сд Ч + + 8 Ч,) и Ь = 8 сЧс 8 Ч,/И 8 Ч+сКЧ) и подстановки с последующими упрощениями имеемБссг еЖЕ 8 сГ+ 8 Ч т ядп 0 5 Ч- Ж. соя 0,5(ц+Ч,)1493 С учетом Ь=Кполучаем искомую формулуя 1.и 0 5 Ч-Ч,Я С+ЕЧ,2соя 0,5(Ч+ М,) К Ч КЧ где кпринимается в качестве задаваемой величины - целесообразной вы соты микронеровностей обработанной поверхности, мм.Установление режима резания в период вреэания в заготовку является быстрым, не приводит к существенному 20 дополнительному износу инструмента или ухудшению качества обработанной поверхности. Способ не требует проведения предварительных экспериментов.Критерий оптимизации по скорости ре зания и подаче устанавливают при условии сохранения оптимальной термоЭДС резания, поэтому оптимальный режим резания назначают с высокой точностью, Равномерное изменение скорости реза- ЗО ния и подачи при определении их оптимальных значений снижает трудоемкость установления оптимального режима резания, повышает точность способа. Выбор в качестве критерия оптимизации по скорости резания максимума глубины деформаций смятия позволяет оценивать изменение условий резания сразу же во время любого рабочего цикла, что повышает точность 40 способа, снижает его длительность. Критерий оптимизации по подаче - момент возрастания амплитуды колебаний силы резания - позволяет устанавливать режим резания с гарантированным 45 высоким качеством обработки.Способ реализовали при точении стали 45 НВ 190 резцами из быстрорежущей стали Р 18 и твердого сплава Т 15 К 6 с идентичной геометрией: передний угол 1 О , угол в плане 60о вспомогательный угол в плане 15 задний угол 10 , угол наклона лезвия 0 , радиус при вершине 0,2 мм; в процессе врезания в заготовку получены следующие оптимальные режимы резания при снятии припуска глубиной 1,5 мм: для быстрорежущей стали скорость резания 0,3 м/с, подача 387 е0,17 мм/об, для твердого сплава скорость резания 3,4 м/с, подача0,21 мм/об, Регулирование скорости резания обеспечивалось бесступенчато с помощью изменения тока на электродвигателях приводов. Глубина деформаций смятия оценивалась по величине электрического сопротивления стружки. Колебания силы реэащя измеряли по осциллограммам с помощью динамо- метра УДМ. ТермоЭДС резания фиксировалась методом естественной термопары на осциллограф,формула изобретения1, Способ определения оптимальных режимов резания, заключающийся в установлении оптимальных скорости резания и подачи по предварительно выбранному критерию оптимизации, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и снижения трудоемкости, в период врезания работают с минимально допустимой подачей, равномерно повышают скорость резания до достижения критерия оптимизации по скорости, после чего фиксируют термоЭДС резания и равномерно увеличивают подачу до достижения критерия оптимизации по подаче, снижая одновременно скорость резания, сохраняя при этом постоянной термоЭДС резания,2, Способ по п,1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что в качестве критерия оптимизации по скорости резания принимают максимум глубины деформации смятия в обработанном поверхностном слое припуска, или в стружке, в интервале скоростей резания, обуславливающем наперед заданную стойкость инструмента.3. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повьпдения качества обработки, в качестве критерия оптимизации по подаче принимают момент возрастания амплитуды колебаний силы резания в интервале подач, обуславливающем наперед заданную высоту микронеровностей обработанной поверхности и определяемом по формулея 1 п 0 5 Ч - ЖСР 4 + М 4йДеаЮ с р,Составитель В.ЖигановМ.Келемеш Техред Л.Сердюкова Корректор Т.Кол Редак 29/14 Тираж 831 Поосударственного комитета по изобретения113035, Москва, Ж, Раушская ис Заказ НИИПИ м при ГКНТ С и открытаб., д. 4 ронзводственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,10 подача, мм/Ьб;заданная высота микронеровностей обработанной поверхности ммрадиус при вершине инструмента, мм;угол в плане, градувспомогательный угол, град. 4. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что максимально допустимую подачу рассчитывают по фор муле Я 0,2 Р /здп(,где Б - подача, мм/об;- радиус закругления лезвия,мм;Ч - угол в плане, град.