Зависимость стойкости от скорости резания

Установлено, что наибольшее влияние на износ инструментов оказывает температурно-скоростной фактор. Поэтому уже в первых работах по совершенствованию режущих инструментов F.W. Taylor предложил оценивать их работоспособность путем нахождения зависимости «стойкость–скорость» (Т–v).

Эта методика не потеряла своей актуальности и на сегодняш­ний день. Суть ее заключается в следующем: строят зависимости износа от времени (см. рис. 6.1) и, задаваясь критерием равной стойкости для разных скоростей резания, находят значения соот­ветствующих величин стойкости при всех прочих равных услови­ях резания. Графически в прямоугольных координатах связь стой­кости со скоростью выглядят в виде кривых 1 или 2 (рис. 6.2, а). Монотонно убывающая кривая 1 близка к параболе и характерна для быстрорежущих инструментов и однокарбидных твердосплав­ных резцов, обрабатывающих чугун. Кривая 2 имеет более слож­ную форму с двумя перегибами в точках б и в. Эта кривая встреча­ется при резании твердосплавными инструментами легированных сталей и сплавов, в том числе труднообрабатываемых сталей, при изменении скоростей резания в широком диапазоне.

Рис. 6.2. Зависимость стойкости инструмента Т от скорости резания v: а – в прямоугольных координатах; б – в логарифмических координатах

Далее для удобства использования в технологических расчетах указанные кривые строят в логарифмических координатах (см. рис. 6.2, б), и тогда зависимость Т-v аппроксимируют в виде сте­пенных эмпирических формул типа

где С₁ – постоянная, зависящая от условий резания; v - скорость резания; m₁ – показатель степени, учитывающий влияние скорости резания на стойкость, m₁ = tgψ.

В (6.1) постоянную C₁ находят из рис. 6.1, как С₁ = Т_i , где

T_i – стойкость, соответствующая скорости v, при критерии равного износа.

Пользуясь уравнением (6.1), можно при критерии равного из­носа сделать перерасчет стойкости T_i для разных скоростей реза­ния V_i:

Зависимость Т-v имеет большую крутизну (особенно для ин­струментов из быстрорежущих сталей) из-за большой степени влияния скорости резания на стойкость. Так, например, при точе­нии стали быстрорежущими резцами m₁= 8 и при уменьшении скорости всего в 1,09 раза (на 9 %) стойкость Т увеличивается в 2 раза, а если скорость v уменьшить в 2 раза, то стойкость должна увеличиться в 256 раз, что на практике невозможно. Такое несоот­ветствие объясняется тем, что зависимость Т-v справедлива лишь в диапазоне скоростей резания, в котором проводились стойкостные испытания инструмента.