Способ определения оптимальной скорости резания

(51)5 В 23 В 1 ИЯ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ЕЛЬСТВ А ВТОРСНОМУ тной средои на скоро тствующей нормативно ствти ляют с конт (ч к, ), с.оот стойкости инст среды, определ юл. 1 Р 30 политехничес Ленина о, В.К.Крюко огуш умента без контак ют стойкость (Тонтактной средой устанавливают ск нои,)наорость инструмента сэтой скорости,резания (ч )тКтактной среды,инструмента беэсоответствующейе чего рассчитыв то идетельство СССР3 В 1/00, 974,оикости, и т ИЯ ОПТИИАЛЬН 011 тактной средой ( стойкими покрытиЦелью изобрет жение трудоемкос иэносообрете апример, сми, СОТС),ния является снии определения оптиматериалов р пользовано щими инстр ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ П(НТ СССР(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНСКОРОСТИ РЕЗАНИЯ(57) Изобретение относится к обработке материалов резанием и может бытьиспользовано при обработке сталей инструментами, работающими с контактнойсредой. Целью изобретения являетсяснижение трудоемкости определенияоптимальной скорости резания для .инструментов, работающих с контактнойсредой. Первоначально определяют отношение исходного параметра резанияЧ, работающего с контактной средой,к исходному параметру резания Ч,работающегобез контактной среды, причем если значение этого отношениябольше единицы, то обработку осущее относится к обработкезанием и может быть иси обработке сталей режунтами, работающими с конотимальную скорость резания по математической зависимости, а если отношение исходного параметра ре-. зания Ч , работающего с контактной средой инструмента, к исходному параметру резания Чя меньше единицы, то обработку осуществляют с контактной средой на скорости ч р =1,3 ч , где ч , - скорость резания инструмента без контактной среды, соответствующей стойкости 30 мин, определяют стойкость инструмента Тс контактной средой на этой скоросТй, устанавливают. скорость резания чт инструмента без контактной среды, соответствующей этой стоикости, после чего рассчитывают оптимальную скорость резания по математической зависимости, 4 ил.мальной скорости резания для инструментов, работающих с контактной средой.Укаэанная цель достигается за счетуменьшения трудоемкости испытаний иисключения построения зависимостиТО.) = (Ч) .На фиг, 1 и 2 показаны характерныекривые, отражающие зависимость длиныпути резания 1, (кривые 1, 1 и 1),стойкости Т (кривые 2, 2 и 2 ф) и коэффициента деформации срезаемого слояК (3,3 и 3 ) соответственно для инст(рументов без контактной среды, с фрик 15ционной и антифрикционной средами отскорости резания для инструментов избыстрорежущей стали (фиг. 1) и твердого сплава группы ТК (Фиг. 2), которые широко распространены при обработке сталей, Зоны 1, 11 и 111 - этозоны эффективного использования инструментов для указанных случаев.Как видно из фиг. 1 и 2, дляантифрнкционной контактной среды (кривые 1 и 3 ) максимумы Ь и К наблюдаются при больших значениях скоростейрезания по сравнению с исходным инструментом (без контактной среды, кривые 1 и 3). Поэтому, учитывая, чтоУ30 , кривые 1 и 1 и 2 и 2 " не являютсяидеально эквидистантными, а также,что зависимость Ч=Е(Т) - степеннаяФункция, оптимальная скорость для та(, кого инструмента (зона 111) вьппе скорости инструмента без среды (зона 1)35на полусумму отношений Ч /Ч и ч /чо( и к, ткОтношение Ч /Ч относится к началу эоны используемых скоростей, а отношение ч /ч - к концу зоны. В исходе 40К Тк(мы имеет среднее значение поправки.Конкретная величина оптимальной скорости зависит от принятой (требуемой)стойкости, выбор которой обусловленмногими факторами (например, для универсального оборудования, станков сЧПУ и автоматических линий он различен).Для фрикционной контактной среды (кривые 1 и 3 ) максимумы 1. и Кимеют место при меньших скоростях посравнению с исходным инструментом(кривые 1 и 3) . Однако зависимостьмежду скоростями в рабочих зонах дляинструментов с Фрикционной контактной 55средой и без нее (зоны 1 и 11) не связана с отношением исходных параметров(Чф и Чд). Поэтому для определения оптимальной скорости резания определяют скорость резания для исходногоинструмента ч , соответствующую стойкости Т = 30 мин, устанавливают контрольную скорость ч: 1,3 чз котораягарантирует попадания в рабочую зонускоростей (зона 11) для инструментов,работающих с Фрикционной контактнойсредой (установлено путем многочисленных экспериментальных данных),испытывают инструмент с фрикционнойконтактной средой на этой скорости,определяют его стойкость Т послекючего по зависимости назначают оптимальную скорость резания.Значения скоростей ч, ч и чЭе (-кпри известных величинах подачи Я,глубины резания с, стойкости и т.д.определяются по нормативам или литературным данным (для исходного мате"риала).Предлагаемый способ реализованследующим образомОсуществляли обработку стали 45 натокарном станке резцами из быстрорежущей стали Р 6 М 5 (с=45 Ч =15ффу=0, с(= ай 12, 3=0, Ь =0,5 мм) итвердого сплава Т 15 К 6 =45,=15у=о,.С =Ы,=12", Ъ,=0,5 ),П р и м е р 1. Обработка резцом изР 6 М 5. Используют два вида покрытияР 6 М 5+ТдИ и Р 6 М 5+ИИ. Режимы обработки8=0,075 мм/об, С=0,25 мм. Максимумыкбэффициента деформации срезаемогослоя К имеют место: при работе безконтактной среды при ЧУ=34,5 м/мин,для резца с покрытием М И при Ч,"=43 м/мин, для резца с покрытием ТдИпри Чф 26 м/мин (см. Фиг.З).Поэтому для резца с антифрикционным покрытием МоМ (Ч Ч ) " кричвая 1 - оптимальную скорость резанияопределяют по выражениюч =-ч ( - + д)1 Ча чк0 т( 2 "( Ч чИ к(В данном случае Ч,(/Ч=43,34,5=1,25,Для стойкости Т=ЗО мин скорость резания для исходного инструмента должнасоставлять ч =67 м/мин., Проводят нак,этой скорости испытание инструментас контактной .средой (кривые 1",2"),Контрольная стойкость при этом составляет 80 мин, Для обеспечения такойИстойкости исходным инструментом необходима скорость резания чт =1=82,.73, 59 м/мин и т.д,Как видно из приведенных данных,погрешность определения ч,т це преопт,вышает 51,Для определения оптимальной скорости инструмента с фрикционной средой (Ч (Ч , кривая 1) находят скорость ч =67 м/мин, Тогда контрольЗоная скорость составит ч к =1,3 чз, ==86 м/мин, Этой скорости, как видноиз фиг1 (кривая 2), соответствуетконтрольная стойкость Т=35 мин.Для исходного инструмента ей соответствует скорость ч=65 м/мин. Такимобразом, ч /ч =1,34.к тк 1Задаваясь значениями стойкостиТ=ЗО, 60, 120 мин, находят оптимальные скорости ч =89, 80, 64 м/мини т.д. Используя рекомендации, изложенные в прототипе, оптимальные скорости для инструментов из быстрорежущей стали установить нельзя,П р и м е р 2. Обработка резцом иэТ 15 К 6. Так как антифрикционные покрытия для инструмента из твердого сплава неэфФективны, то используют покрытие ТдИ. Установлено, что для инструментов из твердых сплавов антифрикционная среда неэффективна. Режимыобработки Б=0,075 мм/об, С=0,25 мм.Максимум коэдхициецта К имеет место:при работе без контактной среды приЧр=45 м/мин, для резца с покрытиемТх.И при Ч 4.=30 м/миц (фиг,4) .Для определения оптимальной скорости инструмента с Ьрикционной контактной средой (ЧфЧ, кривая 2 ) находят скорость ч =279 м/мин. Тогдаконтрольная скорость составит ч1,3 ч - 362 м/мин. Этой скорости,1 Закак видно из фиг. 2 (кривая 2 ), соответствует контрольная стойкость ТК.1=30, 60, 120 мин, по выражению находят 1 что чопт =362, 320 250 м/мин,ЗО 35 40 45 50 ч =О 5 ч (-э + - д.-)ч чкОПт 1 Н1И тК,где чоптимаьная скорость ре- ОПт 5=56 м/мин, Тогда находят, что 1 43 672 "1 345 56 1 и,1 Задавшись величинами стойкости Т=ЗО, 60, 120 миц, находят, что чтСогласно прототипу оптимальная скорость резания для исходного ицстру-:. мента составляет 450 м/миц, что, как видно из графика, не соответствует действительности (скорость существенно завышена). Для инструмента с фрикционным покрытием оца составляет 310 м/мин и попадает в данном случае 1 О в зону рабочих скоростей. Однако оцасоответствует только одному (конкретному) значению стойкости (которое остается неизвестным) и также не является оптимальной (погрешности состав ляот 307.). На фиг. 1,2 кривые 1.=Г(Ч) показаны полцостью только для доказательства (объяснения). Для цх получения необходимы длительные испытания (десятки часов), Предлагаемый способ позволяет определить ч за десяткиоптминут . Формула изобретения Способ определения оптимальной скорости резания при обработке сталей, по которому предварительно выбирают исходный параметр резания, скорость, соответствующую максимальному значению коэдЮициента деформации срезаемого слоя, о т л и ч а и щ и йс я тем, что, с целью снижения трудоемкости, определяют отношение исходного параметра Ч резания инструмента, работающего с коцтактнои средой, к исходному параметру резания Ч инструмента, работающего без контактной среды, причем, если значение этого отношения больше единицы, обработку осуществляют инструментом с контактной средой на скорости ч к,соответствующей нормативной стойкости инструмента без контактной среды, определяют стойкость Т инструментаГс контактной средой на этой скорости, устанавливают скорость резания чтк 1 инструмента без контактной среды, соответствующей этой стойкости, после чего рассчитывают оптимальную скорость резания по формуле зания для инструмента,работающего с контактной1585080 где ч,ч тк Т)КЬ Н 2 средой, соответствующаязаданной стойкости;ч - нормативная скорость рен,зания для .инструмента,работающего без контакт 5ной среды, соответствующей заданной стойкости;ч, - скорость резания для инструмента, работающего с 1 Оконтактной средой, соответствующей максимальному значению исходного параметра;ч - скоРость Резания для иниструмента, работающегобез контактной среды, соответствующей максимальному значению исходногопараметра; 20ч - скорость резания для инструмента с контактнойсредой;ч - нормативная скорость ретк, зания инструмента без 25контактной среды, соответствующая контрольнойстойкости ТФ гВа если отношение йсходного параметравлезания Ч, работающего с контактнойсредой инструмента, к исходному параметру резания Ч 4 меньше единицы, обработку осуществляют с контактной средой на скорости ч =1 Зч гдек зь ч - скорость резания инструмента Зобеэ контактной среды, соответствующей стойкости 30 мин, определяют стойкость инструмента Т с контакткной средой на этой скорости, устанавливают скорость резания ч инструфмента без контактной среды, соответствующей этой стойкости, после чего рассчитывают оптимальную скорость резания по формуле оптимальная скорость резания для инструмента, работающего с контактнойсредой, соответствующаязаданной стойкости;нормативная. скорость резания для инструмента безконтактной среды, соответствующая заданной стойкости;скорость резания для инструмента, работающего сконтактной средой;нормативная скорость резания для инструмента безконтактной среды, соответствующая контрольнойстойкости.1 зззодо ЖБ ТнЧтиЯ 5 4и ГКНТ СССР т "Патент", г йроиэ атепьский ком твеннО оро Заказ 2291131 ЯИПИ Гасу ител И,Х Подписноебретенияи и отк аушская наб., д ытияи 4/5