Способ оценки обрабатываемости материалов

СО)ОЭ СОВЕТСКИХСОЦИАЛ И СТИЧ Е С К ИРЕСПУБЛИК ПИСАНИЕ АВТОРСКОМУ С ТЕЛЬСТВ ческий инсти вой и С, Н,Лавие труднообраба, с, 65-78. сследование проустической эмисостроение, 1976,й коэффициент об ГДЕ "о рабат бр, - относительываемости;Твх.1 Твх.2-и --ивх.1 твх.2 веденная энергия 1 Ткв 2 приведенная энер. тке выхода инструторого материалов ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(56) Подураев В, Н, Резантываемых материалов. МПодураев В, Н, и др, Ицесса резания методом аксии./ Изв. вузов, МашинМ 12, с. 160-163,Изобретение относится к области исследования материалов обработкой резанием, в частности оценки обрабатываемости различных материалов,Цель изобретения - повышение точности оценки обрабатываемости материалов,Цель достигается тем, что исследуемый образец материала обрабатывают режущим инструментом и определяют его обрабатываемость, а с целью повышения точности при оценке обрабатываемости материалов в процессе резания регистрируют зависимость величины виброускоренил заготовки от времени, по этой зависимости определяют три участка временного диапазона резания (вход инструмента, квазистационарный г 1 роцесс резан 1 л и выход инструмента) и находят значения кинетической энергии разрушения срезаемого слол в конце каждого участка, по которым, используя зависимость кобр.1Твх.1/Твх 1 + Ткв.1/Гкв,1 + Твых.1/Гвых.1 тж,.зс;,-;Зс ,3(54) СПОСОБ ОЦЕНКИ ОБРАБАТЫВАЕМОСТИ МАТЕРИАЛОВ(57) Использование: исследования материалов обработкой резанием, Сущность: в процессе обработки материалов регистрируется зависимость величины виброускорения заготовки от времени, По этой зависимости определяют три участка временного диапазона резания: вход инструмента, квазистационарный процесс резания и выход инструмента, 3 атем определяют значения кинетической энергии разрушения срезаемого слоя в конце каждого участка, по которым находят относительный коэффициент обрабатываемости. 1 табл.,З ил. разрушения на участке входа инструментадля первого и второго материалов соответственно;Tкв,1 Ткв.2 разрушения на участке квазистационарного процесса резания длл первого и второго материалоз соответственно;вых,1 Твых.2иживых.1 твых,2гия разрушения на учас щава мента для первого и в соответственно, находят относительный коэффициент обрабатываемости и при условии, что значение приведенной энергии разрушения первого материала больше соответствующего значения для второго материала, полученное энаl чение Кобр,1 показывает, во сколько разобрабатываемость второго материала лучше, чем обрабатываемость первого материала,Сопоставленный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый способ оценки обрабатываемости материалов отличается тем, что регистрируется зависимость величины виброускорения заготовки от времени, по этой зависимости определяют три участка временного диапазона резания (вход инструмента, квазистационарный процесс резания и выход инструмента) и находят значения кинетической энергии разрушения срезаемого слоя в конце каждого участка, по которым, используя зависимость (1), находят относительный коэффициент обрабатываемости и при условии, что значение приведенной энергии разрушения первого материала больше соответствующего значения для второго материала, полученное значение Коьр,1 показывает, во сколько раз обрабатываемость второго материала лучше, чем обрабатываемость первого материала.На фиг. 1 изображена схема реализации предложенного способа оценки обрабатываемости материалов в процессе фрезерования, В качестве датчика регистрации сигналов вибрации (ускорения) применялся акселерометр 1 типа К 4383, который крегился на обрабатываемую заготовку 2 Сигнал с акселерометра поступил на усилитель 3 мод, 2635 и регистрировался с помощью прибора 4, "РопаЫе Оа 1 а ВесогбегТеас ЯР 31 С" на магнитную ленту. Обработку сигналов проводили с помощью динамического анализатора 5 сигналов мод, 3562 А, оснащенного миниЭВМ. Графическая интерпретация полученных результатов осуществлялась графопостроителем 6 мод, 75550 А. На основании машинной обработки графических результатов определения зависимости виброускорения заготовки от времени временной интервал процесса фрезерования разбит на три характерных участка, соответствующих моменту входа фрезы 7 в заготовку. квазистационарному процессу резания и моменту выхода инструмента, которые можно с большой точностью выявить на графике зависимости ускорения от времени (фиг. 2), Точность определения начала и конца каждого из трех участков временного диапазона фрезерования обеспечивается малым временным интервалом между точками регистрации Лх =10 с), что позволяет с большой достоверностью регистрировать быстропротекающие процессы.Кинетическая энергия элемента пластины обрабатываемого материала Ьдхбу симассой бхду равна9у и дну г(- - ) бхбу,где у - вес единицы объема обрабатываемого материала;дЧЧ- скорость;Кинетическая энергия для всей заготовки обрабатываемого материала в процессе фреэерования 10 15 Так как акселерометр регистрирует ускорение колебания заготовки только по одной координате, т. е. Ю то кинетическая энергия определяется как 1 Ьу г(драч25 29 о где = .Га(г) б т=Я;дЮдта - ускорение колебания обрабатывае 30 мой заготовки;Я - площадь графика а (фхТогдаТ= " 3 Я с 1 х =29 о35 = 2 - - - У-"-Б = бгде а - масса заготовки,Таким образом, кинетическая энергияразрушения срезаемого слоя обрабатываемого материала пропорциональна квадратуплощади графика зависимости ускорения отвремени,Для объективной оценки энергии разрушения срезаемого слоя обрабатываемой заготовки значение энергии отнесено ковремени на каждом иэ изучаемых участков.Таким образом, материал, кинетическаяэнергия разрушения срезаемого слоя которого имеет большое значение, обладает худшей обрабатываемостью.В качестве примера приведены результаты обработки экспериментальных данныхдля трех материалов: стали 40 Х, стали 45 истали 40 при фрезеровании этих материаловс различными скоростями резания55 (Ч=30180 м/мин) и постоянными значениями подачи(8=0,1 мм/зуб) и глубины резания (1=1 мм).В результате машинной обработки зависимостей величины виброускорения отвремени (типовая картина графиков, отражающих эти зависимости, представлена на фиг, 2) для каждого из материалов выделялись временные интервалы входа инструмента, квазистационарного процесса резания и выхода инструмента и по указанным в описании формулам рассчитывались значения кинетической энергии разрушения срезаемого слоя в конце каждого из трех участков. Для объективной оценки энергии разрушения среэаемого слоя величина кинетической энергии разрушения приводилась к временному диапазону рассматриваемого интервала - ) и строились графики завигВх. тк 8. Вых.симости этой приведенной энергии к варьируемому режиму резания, в частности к скорости резания (фиг, 3). На основании полученных графиков определяли относительный коэффициент обрабатываемости для сравниваемых материалов,Результаты сведены в таблицу.Из полученных расчетов видно, что Ч=ЗО м/мин сталь 45 обрабатывается лучше стали 40 Х в 1,47 раза, сталь 40 обрабатывается лучше стали 40 Х в 1,65 раза, сталь 40 обрабатывается лучше стали 45 в 1,29 раза и т. дт. е, наилучшей обрабатываемостью обладает материал, у которого энергия разрушения будет наименьшей на каждом из трех участков. Оценка кинетической энергии разрушения на этапе входа и выхода 5 режущего инструмента позволяет с высокойточностью оценить обрабатываемость материалов с поверхностным упрочнением (обработка по корке, поверхностный наклеп, модифицированные материалы) и материа лов, имеющих гетерогенную структуру (композиционные материалы),Формул а и за 6 рете н ия Способ оценки обрабатываемости ма териалов, заключающийся в том, что проводят предварительную обработку режущим инструментом образца из исследуемого материала и измеряют параметр, характеризующий процесс резания, по которому 20 оценивают обрабатываемость исследуемого материала, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности оценки, обрабатываемость оценивают с учетом значений кинетической энергии разрушения срезае мого слоя, определяемых для участков врезания инструмента в образец, установившегося процесса резания и выхода инструмента из обрабатываемого образца.30