Главная Случайная страница Контакты | Мы поможем в написании вашей работы! | ||
|
Любой вновь созданный инструмент для достижения наибольшей стойкости, производительности или других технологических характеристик должен иметь оптимальные значения геометрических параметров. Поэтому далее рассмотрим пути достижения наивысшей стойкости инструментов при определенных режимах резания, видах обработки, свойствах режущих и обрабатываемых материалов.
Передний угол γ является одним из важнейших геометрических параметров инструмента. От его величины зависят степень деформации срезаемого слоя, сила и температура резания, прочность режущего лезвия и стойкость инструмента.
С увеличением угла γ снижаются степень деформации, силы резания и трения, уменьшается тепловыделение, что способствует повышению стойкости инструмента. Однако, с другой стороны, увеличение угла γ приводит к уменьшению угла заострения β и поэтому ухудшает отвод теплоты в инструмент и снижает прочность режущего клина. Из-за такого двойственного характера влияния переднего угла γ на процесс резания зависимость Т-γ представляет собой горбообразную кривую, максимуму которой соответствует оптимальное значение переднего угла γопт (рис. 6.3).
Рис. 6.3. Схема определения оптимального значения переднего угла γ при точении материалов различной твердости:
1 - твердый материал; 2 - мягкий материал
Для различных инструментальных и обрабатываемых материалов оптимальные значения углов γ будут разными. При этом чем пластичнее обрабатываемый материал, тем больше угол γ. Для хрупких инструментальных и обрабатываемых материалов угол γ с целью повышения прочности режущего клина должен быть минимальным. В частности, у быстрорежущих резцов при точении стали 45 γопт = 18°, а чугуна γопт = 0...5°. Для менее прочных инструментальных материалов, таких как твердые сплавы, минералокерамика, эльбор и алмазы оптимальный передний угол находится в пределах γопт = 0...-15°. При этом следует иметь в виду, что когда используют отрицательные значения углов γ, то резко возрастают силы резания, температура и, как следствие, количество выделяемой теплоты. В результате стойкость инструмента падает, увеличивается вероятность возникновения вибраций и даже разрушения режущих пластин. В полной мере эта проблема проявилась при внедрении твердых сплавов, как в виде напайных пластин, так и в виде СМП. В результате была предложена форма пластины с упрочняющей фаской на передней поверхности под углом γф = 0...-5° и положительным передним углом γ за этой фаской. Ширина фаски зависит от толщины срезаемого слоя а ив среднем f = (1...2) а, т.е. ширина фаски не должна превышать длину контакта стружки с инструментом. В противном случае деформации и силы резания будут определяться величиной переднего угла на фаске γф.
58) Влияние на стойкость заднего угла.
Задний угол α обеспечивает зазор между заготовкой и задней поверхностью режущего клина, способствуя, тем самым, снижению интенсивности износа инструмента и повышению его стойкости. Угол α так же, как и угол γ, влияет на прочность режущего клина через изменение угла заострения β, а также на условия отвода теплоты от вершины инструмента, и поэтому зависимость Т-α также принимает экстремальный характер (рис. 6.4). На оптимальное значение угла α оказывают влияние толщина среза а, а следовательно, и подача s и свойства обрабатываемого и инструментального материалов. При этом, чем меньше подача s, тем больше оптимальный угол аопт- При снижении прочности обрабатываемого материала и повышении прочности и износостойкости инструментального материала угол а увеличивают.
С увеличением угла α связана еще одна особенность. При одинаковом размере фаски износа по задней поверхности с ростом угла α увеличивается объем инструментального материала, подлежащего износу, что способствует повышению стойкости инструмента. Из рис.6.5 видно, что при увеличении угла α масса изношенного материала также увеличивается, т.е. МII > MI. Ограничением для увеличения угла α служит снижение прочности режущего клина и ухудшение отвода теплоты от режущей кромки.
Рис. 6.4. Схема определения оптимального заднего угла режущего инструмента (s2 > s1)
Рис. 6.5. Влияние заднего угла α на массу изношенного инструментального материала
На величину оптимального угла αопт влияет также конструкция инструмента. Например, у проходных резцов αопт = 6...8°, у отрезных и фасонных резцов, работающих с меньшей подачей, αопт = 10... 12°, а у дисковых фрез, работающих с подачей s ≤ 0,01 мм/зуб, αопт = 30°.
59) Влияние на стойкость главного угла в плане.
Главный угол в плане φ определяет отношение b/а ширины срезаемого слоя к его толщине, которое с увеличением угла φ непрерывно уменьшается, достигая минимума при φ = 90°.
Выше было показано, что уменьшение угла φ способствует улучшению отвода теплоты от режущей кромки, а следовательно, и снижению температуры резания, и поэтому стойкость инструмента монотонно увеличивается. Однако при этом меняется соотношение осевой и радиальной составляющих силы резания Px/Py,. Причем увеличение радиальной составляющей Рy, при малых значениях угла φ сопровождается увеличением вибраций. Поэтому оптимальное значение угла φ в основном зависит от жесткости технологической системы, а именно: чем выше жесткость системы, тем меньше угол φ. На практике чаще всего угол φ = 45...60°, а на операциях, связанных с подрезкой торцов ступенчатых деталей, угол φ = 90°.
60) Влияние на стойкость угла наклона главной режущей кромки.
Угол наклона главной режущей кромки λ, как и передний угол, оказывает влияние на стойкость инструментов через изменение условий стружкообразования и направления схода стружки.
При несвободном резании с ударными нагрузками угол λ способствует повышению прочности вершины резца.
Известно, что при изменении угла λ температура и главная составляющая силы резания Рz остаются неизменными из-за увеличения ширины срезаемого слоя. В то же время существенное влияние на износ оказывает возрастающая сила трения вдоль режущей кромки. При несвободном косоугольном резании и положительном угле λ процесс износа усугубляют затрудненные условия схода стружки в направлении к оси заготовки. В основном же положительное значение угла λ используют для повышения прочности резца при действии ударных нагрузок, при низкой прочности инструментальных материалов и повышенной твердости обрабатываемых материалов. Например, рекомендуется:
· при работе твердосплавными резцами λ = 0...5°;
· при точении и строгании с ударами λ = 10... 15°;
· при точении с ударами закаленных сталей λ = 30...45° [34].
Другая закономерность изменения стойкости инструментов наблюдается при кинематическом косоугольном резании круглыми самовращающимися резцами. В этом случае благодаря значительному снижению сил трения и постоянному обновлению режущей кромки температура резания и интенсивность износа с ростом кинематического угла Х,^ снижаются до такого уровня, что позволяет вести обработку быстрорежущими резцами на скоростях, достигаемых при работе проходными твердосплавными резцами. В настоящее время этот способ обработки по ряду причин пока не получил широкого практического применения. Однако он весьма перспективен, особенно для резания труднообрабатываемых материалов.
Дата публикования: 2015-01-25; Прочитано: 751 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!