Способ определения оптимальной скорости резания

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 119 1511 4 В 1 00 ВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОСУД ПОД САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ116 а Октябрьс рудового К ой Реасноготут инс В.П. Нестере 8)етельство ССС В 1/00, 1974,(54)( НОЙ С 7) СПОСОБ ОПРОРОСТИ РЕЗАНИЯых инструмент ЕЛЕНИЯ ОПТИМАЛЬдля твердовключающий л АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТ(56) Авторское свид11 570455, кл. В 23 определение зависимости температурыот скорости резания с построениемграфика этой зависимости Ц =Е(Ч) иназначение в качестве оптимальнойскорости скорость, соответствующуютемпературе провала пластичностиобрабатываемого материала, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и снижениятрудоемкости, в качестве оптимальнойскорости назначает скорость резания,соответствующую температуре нагреватвердосплавной пластины, при которойнаблюдается минимальное значение параметра формы кривой углового распределения аннигиляционных фотонов.1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к обработкеметаллов резанием и может быть исполь зов ано для определения оптимальной скорости резания, которая обеспечивает минимальную интенсивность износа твердосплавного режущего инструмента и максимальную его стойкость при оптимальной температуре (8 С) резания.Цель изобретения - повышение точности и снижение трудоемкости при определении оптимальной скорости резания.На фиг. 1 изображена зависимость (УРАФ) от твердосплавного материала при различных температурах; на фиг,2- зависимость параметра формы кривой (Р) от температуры нагрева твердого сплава; на фиг. 3 - номограмма для определения оптимальной скорости резания при обработке различных марок сталей; на фиг. ч - схема установки по измерению кривых УРАФ для исследуемых твердых сплавов; на фиг. 5 определЕние .оптимальной скорости резания при обработке стали 1218 Н 1 ОТ твердосплавным резцом ВК 8.Способ осуществляют следующим образом.Определяют температуру в зависимости от скорости резания на токарном металлорежущем станке методом есте-, ственной термопары, Тарирование термопары производят стандартными методами. Строят график 6 =г(Ч) зависимости "температура резания - скорость". Далее определяют зависимость параметра УРАФ (угловое распределение) аннигиляционных фотонов от температуры, производя измерения на длинно-щелевой установке, оснащенной нагревательным устройством, позволяющим изменять температуру исследуемого образца от 200 до 800 С (Г), и в процессе регистрации интенсивностей аннигиляционных фотонов при последовательном относительном смещении источника позитронов с образцом твердосплавной пластинкой и приемника укаэанного излучения на некоторый определенный угол строят кривую УРАФ. При этом твердосплавную пластинку (образец) подвергают облучению позитронами источника 22 Ыа активностью 10 мКюри при заранее установленной температуре, в результате чего инжектированные в поверхность твердого сплава позитроны термолиэуются эа время 1 О -10 с, а ан-с -я нигилируют на валентных электронах, принадлежащих дефектным областям, или на электронах беэдефектной области кристаллических решеток. Аннигиляционные-кванты, образуюшиеся в результате реакциие =2несут информацию об импульсном распределении электронов в атомах.Аннигиляция поэитрона с электроном,принадлежащим дефекту, вносит вкладв интенсивность счета импульсов втак называемую малоугловую областькривой УРАФ при относительном углесмещения, близком к о = О мрад. Аннигиляция позитронов в бездефектнойобласти структуры дает вклад в интенсивность счета импульсов фотоновв широком диапазоне углов областикривой УРАФ, близком к И =10 мрад.Проходя через коллиматоры, аннигиляционные кванты регистрируются приемниками (сцинтиляционными датчиками) и через специальную аппаратуруих интенсивность (количество импульс ов - актов аннигиляции в единицувремени) выдается в цифровом видена считывающее устройство, По результатам измерений для каждой заданнойтемпературы строят кривые УРАФзависимость интенсивности аннигиляции позитронов от величины угловогопараметра, выражающего относительноесмещение источника аннигиляции иприемника-квантов (фиг, 1). После построения УРАФ для каждой заданной температуры в зависимости от углов смещения рассчитывают так называемый параметр Р=Б(0)/И(10), характеризующий форму кривой УРАФ и выражающий степень дефектности структуры твердого сплава, Здесь И(0) - скорость счета в пике УРАФ при угле относительного смещения0 мрад и И(10) - скорость счета аннигиляционных свойств в области УРАФ, аппроксимируемои кривой Гаусса при угле относительногосмещения 8 = 10 мрад.Рассчитав значение Г при исследовании УРАФ для каждой температуры, строят график зависимости параметра формы кривой (характеристики степени дефектности структуры твердого сплава) в зависимости от температуры (фиг. 2).Дпя определения оптимальной скороСти резания достаточно построить зависимость Р=Й(6) степени дефект ности структуры твердого сплава (параметра формы кривой УРАФ) от температуры, установить температуру, при которой наблюдается экстремум - его минимальное значение подставить найденное (на основании экспериментально подтвержденного соответствия 9(Р)=9(0 значение температуры 9;Р) в найденную зависимость 9 = =Г(Ч) температуры резания от скорости и определить из этой зависимости оптимальную скорость резания. Вследствие различного для каждого материала при резании характера восхождения кривой 6 =Г(Ч) оптимальная температура в каждом конкретном случае будет различной (фиг. 3).Установка по измерению кривых УРАФ в зависимости от температурного состояния исследуемого образца позволяет с высокой производительностью производить измерения. Установка по измерению кривых УРАФ для исследуемых твердых сплавов содержит источник 1 позитронов 22 Иа активностью 10 мКюри; исследуемый образец 2 из твердого сплава, расположенный на специальном столике, оснащенном нагревательным устройством, коллиматоры 3, детекторы (приемное устройство для регистрации аннигиляционных фотонов) 4, специальная аппаратура 5, определяющая соотношение скоростей счета и выдающая информацию на считывающее устройство.П р и м е р . На предлагаемом устройстве по определению углового распределения аннигиляционных фотонов (УРАФ 1, оснащенном нагревательным устройством, определяют аннигиляционные характеристики в зависимости от температуры у твердо- сплавной пластинки ВК 8. По резуль-,1227339татам измерений и обработки экспериментальных Данных строят графики Р=й(9) зависимости "параметр формы кривой (параметр дефектности) - температура нагрева. Находят, что минимальному значению дефектности структуры твердого сплава из ВК 8 соответствует температура, равная В(Р)=640 С.ОВ процессе резания на токарномстанке модели 163 хромоникелевойстали 12 Х 8 Н 10 Т аустенитного классаметодом естественной термопары определяют среднюю температуру в контакте Резец - обрабатываемый ма 1териал от скорости резания. Дляисследований используют четырехгранные твердосплавные пластинкииз ВК 8 с передним углом У =Ооцзадним углом М =5, углом в планеЧ=45 , вспомогательным углом в плаоне Ч =45 . Подача во всех опытахпостоянная и равна 80,3 мм/об, а 25 глубина резания - С=2 мм. Испытанияпроизводят без охлаждения. Скоростьрезания изменяется от 20 до 00 м/минТермопару ВК 8 - 12 Х 18 Н 10 Т" предварительно тарируют, На основании измерения термо-ЭДС и данных по тарированию строят зависимость О =Е(У)температуры от скорости резания(фиг. 5),35Подставляя в полученную зависимость 9 =Е (Ч) значение 9 (Р) 640 С, при которой наблюдается минимальная дефективность структуры твердого сплава, графическим способом определяют скорость резания соответствующую оптимальной скорости резания и равную Ч=75 м/мин, что хорошо согласуется с классическими стойкостными испытаниями.1227339 80 орректор М. Самборс еда одписное з 2246/11ВНИИПИ Государспо делам изоб113035, Москва,ираж 100венного омитета СССРоткрытийшская наб., д. 4 етении и Ж, Ра 1 роизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород,Проектная, 41фъ(ЕЬВЪ,