55. Обрабатываемость материалов резанием.

Обрабатываемость материалов резанием – это способность материалов поддаваться обработке резанием или, иначе, комплекс свойств материалов, обеспечивающих (при их обработке реза­нием) достижение следующих технологических показателей:

1. скорости резания v_Т при заданной стойкости Т (например, V₆₀, т.е. скорость резания при стойкости T = 60 мин);

2. качества обработанной поверхности (шероховатость, на­клеп, остаточные напряжения);

3. силы резания и потребляемой мощности;

4. формы стружки, ее транспортабельности и т.д.

Обрабатываемость зависит: от химического состава обраба­тываемого материала; его механических и теплофизических свой­ств; вида обработки резанием; конструкции инструмента и инстру­ментального материала; режима резания; применяемых СОТС и других факторов.

Результаты исследований обрабатываемости по указанным критериям используют при разработке нормативных документов для технологов. Эти документы необходимы при разработке новых и совершенствовании применяемых технологических процессов, для рекомендаций по назначению режимов резания, при совершен­ствовании химического состава и улучшения свойств инструмен­тальных и обрабатываемых материалов.

В производственных условиях из перечисленных выше крите­риев обрабатываемости наиболее часто используют критерий vr - скорость резания при заданной стойкости, по которому определя­ют производительность обработки данного материала и необходи­мые затраты для осуществления процесса резания.

55. Коэффициент обрабатываемости

Для сравнения обрабатываемости разных материалов часто используют коэффициент обрабатываемости, под которым по­нимают отношение

где – скорость резания при T = 60 мин, характеризующая об­рабатываемость исследуемого материала А; – скорость реза­ния при T = 60 мин, характеризующая обрабатываемость эталон­ного материала Б.

За эталон обычно принимают сталь 45 (σ_В = 650 МПа, 180 НВ), и поэтому для нее коэффициент обрабатываемости К_об = 1. При по­лучистовом точении стали 45 твердосплавным резцом V₆₀ = 135 м/мин, а резцом из быстрорежущей стали Р18 – V₆₀ = 75 м/мин.

Чем выше значение коэффициента обрабатываемости К_об, тем лучше обрабатываемость материала. По этому коэффициенту для разных металлов можно посчитать V₆₀. Например, при точении твердосплавным резцом аустенитной коррозионно-стойкой стали К_об = 0,5 [31] и тогда V₆₀ = 135·0,5 = 67,5 м/мин. При точении этой же стали резцом из стали Р18 К_об = 0,3, а V₆₀ = 75· 0,3 = 22,5 м/мин,

Если для данного материала коэффициент обрабатываемости неизвестен, то для его определения необходимо экспериментально найти зависимость «стойкость-скорость» (Т- V).

Для сокращения затрат времени и средств при нахождении этой зависимости разработаны различные экспресс-методы оценки обрабатываемости. Рассмотрим простейший из них – метод оценки обрабатываемости по интенсивности износа, предложенный А.С. Кондратовым. Суть метода состоит в том, что заготовку из испытуемого материала обтачивают только одним резцом при по­стоянной глубине t и подаче s на различных скоростях резания V₁, V₂, V₃, ..., V_i. Для каждой скорости через определенные отрезки времени T_i замеряют соответствующие этим временам приращения износа по задней поверхности резца и оценивают интенсивность износа по формуле

В двойных логарифмических координатах строят зависимость U = f(V) (рис. 6.8), представляющую собой прямую, тангенс угла наклона которой к оси U принимается равным показателю относи­тельной стойкости т в формуле

Для нахождения коэффициента С в этой формуле определяют эквивалентную интенсивность износа за весь период

Рис. 6.8. Связь между скоростью резания v и интенсивностью износа и при определении обрабатываемости по методу А.С. Кондратова

Из рис. 6.8 находят скорость резания V_ЭКВ, соответствующую эквивалентной интенсивности износа U_ЭКВ. Так как V_ЭКВ = С/T^m, то постоянный коэффициент C = V_ЭКВ· T^m. Отсюда находят показатель обрабатываемости, подставив значения m и С в уравнение V₆₀ = С/60^m

Метод А.С. Кондратова дает хорощую точность при резании твердосплавными резцами и, по сравнению с классическим мето­дом T-v, описанным выше, и в 6... 10 раз сокращает время испы­таний.

Известны и другие экспресс-методы оценки обрабатываемо­сти. Например, для испытаний быстрорежущих инструментов час­то применяют метод торцовой обточки [3] или метод конического точения [8].