8.2.Закон стойкость – скорость
При определении
этой зависимости вначале изучают
изменение износа инструмента по задней
поверхности в зависимости от времени
его работы, т.е. от стойкости Т в минуту.
Эти исследования производят при работе
с различными скоростями резания, t
и S постоянные величины.
Строят графики зависимости
(при различных скоростях) от стойкости
.
Рис. 8.90. Зависимость износа по задней поверхности от стойкости
Строим зависимость от при .
Рис. 8.91. Зависимость стойкости от скорости резания при максимальном износе по задней поверхности
Кривая
имеет обычно политропический характер.
Ее уравнение:
,
(8.1)
где
– период резания, который соответствует
скорости резания в 1 м/мин. Значение z
зависит от рода обрабатываемого
материала, от материала режущего
инструмента, от сечения среза
.
Для быстрорежущих сталей значение z
принимает 5-8, для твердых сплавов 3-5,
режущей керамики 2-3.
Для малых сечений среза значение z больше, чем для средних и больших. Из формулы (8.1) можно определить скорость резания в зависимости от периода резания.
(8.2)
где
– скорость одноминутного резания,
– показатель относительной стойкости.
Широко применяются логарифмические анаморфозы.
Графически этот проще, чем построить кривую. Строим зависимость V от T в логарифмических координатах.
Рис. 8.92. График зависимости скорость – стойкость в логарифмических координатах
Но нас сейчас интересует зависимость скорости от стойкости, чтобы вывести обобщенную формулу скорости резания. Она была предложена комиссией по резанию металлов в 1935-41 г. Для получения этой формулы используют следующее:
1. Формулу скорости
резания, которая выводится из эмпирической
формулы для
:
.
2. Выражение скорости
резания через период резания (стойкости):
.
Тогда обобщенная формула для расчета
скорости резания:
(8.3)
где
– коэффициент, зависящий от свойств
обрабатываемого материала, материала
режущей части инструмента и условий
обработки,
,
– показатели степени, Зависящие от тех
же условий, что и
.
Например, для
титановых сплавов ВТ3:
Наибольшее влияние оказывает подача,
с ее увеличением скорость резания
падает.
Эту
зависимость скорости «
»
от стойкости «
»
находят, измеряя для каждой скорости
резания, при обработке поверхности
детали, износ по задней грани инструмента
в мм. Строят графики зависимости
для определения скорости резания
.
По этим графикам, задаваясь определенным
допускаемым износом по задней поверхности
инструмента –
.,
определяют стойкость инструмента
,
соответствующую данной скорости
при
.
Затем по полученным значениям
и
строят график зависимости
«скорость-стойкость» в логарифмических
координатах (рис.8.3.) и выводят формулу
для определения скорости резания в
зависимости от периода стойкости
инструмента:
где – скорость одноминутного резания, это постоянная, зависящая от свойств обрабатываемого материала, глубины резания , подачи , материала режущей части инструмента и его геометрии;
– время работы инструмента до затупления или период стойкости в мин.;
– показатель
относительной стойкости, зависящий от
свойств обрабатываемого материала,
инструментального материала и характера
обработки,
.
Задаваясь периодом стойкости инструмента
,
можно определить скорость резания
.
Период стойкости инструмента « » выбирается из экономических соображений:
Стойкость инструмента и его восстановление:
;
для
стали;
для чугуна;
;
;
Чем сложнее инструмент, тем больше должен быть его период стойкости, основываясь на этом выбирается режим резания для данного инструмента.
Допустимый
износ по задней поверхности инструмента
или критерий притупления инструмента,
т.е. степень износа при которой инструмент
подлежит переточке, выбирается из
соображений обеспечения заданного
качества поверхности детали, точности
ее изготовления, мощности резания и
экономическим соображениям.
Например, критерий притупления для резцов:
Черновое точение общемашиностроительных материалов (сталей и чугунов)
мм.
Нержавеющих жаропрочных сталей и сплавов, титановых сплавов:
мм.
Чистовое точение
мм.
Если
сравнивать обрабатываемость двух
материалов А и Б, то для них при одинаковых
условиях обработки экспериментально
находят связь между периодом стойкости
и скоростью резания. При немонотонной
зависимости находят отношение скоростей
и
,
допускаемых материалами А и Б при
определенном значении периода стойкости
инструмента. Это будет коэффициентом
обрабатываемости:
.
Классический метод является наиболее точным и объективным, отражающим влияние обрабатываемого материала на изнашивание инструмента, но он очень трудоемок и связан и большим расходом обрабатываемого материала и инструмента, требует станков с бесступенчатым регулированием чисел оборотов.