4.3. Влияние скорости резания на период стойкости инструмента

Связь между скоростью резания и периодом стойкости при обработке чугуна инструментами из быстрорежущей стали и вольфрамокобальтовых твердых сплавов выражается непрерывно убывающей кривой 1 (рис. 4.4), напоминающей гиперболу. Такой же кривой изображается связь между V и Т при обработке инструментами из быстрорежущих сталей углеродистых и легированных конструкционных сталей. При обработке конструкционных, углеродистых сталей, жаропрочных сталей и сплавов и некоторых других материалов твердосплавными инструментами зависимость периода стойкости от скорости резания изображается более сложной кривой 2 имеющей несколько перегибов. Аппроксимацию кривой 1 и участков ab и вг кривой 2 производят степенной функцией.

(4.1)

где m  показатель относительной стойкости; С  постоянная, характеризующая обрабатываемый и инструментальный материалы, геометрические параметры инструмента, применяемую СОЖ, глубину резания и подачу.

Рис. 4.4. Влияние скорости резания на период стойкости режущего инструмента в зависимости от вида обрабатываемого и инструментального материалов

Величина показателя относительной стойкости колеблется в широких пределах. Наибольшее влияние на показатель m оказывает род обрабатываемого и инструментального материалов, передний угол инструмента, подача (толщина срезаемого слоя), скорость резания, время перерывов в работе инструмента и степень изношенности его задней поверхности. Например, при резании чугунов показатель m меньше, чем при резании сталей; при резании инструментом, оснащенным двухкарбидным сплавом m больше, чем при обработке однокарбидным сплавом.

По мере увеличения переднего угла инструмента и допускаемой величины износа задней поверхности показатель m уменьшается, а при увеличении толщины срезаемого слоя (подачи)  возрастает.

Исключительно сильное влияние, оказываемое скоростью резания на период стойкости, приводит к тому , что постоянная С и показатель m в формуле (4.1), как правило, справедливы только для узкого интервала скоростей резания.

При немонотонном изменении периода стойкости (рис. 4.5), кривую T=f(v) аппроксимируют тригонометрическим рядом Фурье. Причины такого характера влияния скорости резания на стойкость полностью не выяснены. Имеется предположение, что это связано с изменением относительного износа инструмента ( ), который в свою очередь зависит от нароста, температуры в зоне резания и т.д., очевидно, интервал скорости резания вблизи скорости 20 м/мин для рассматриваемого примера, вследствие малого периода стойкости, является невыгодным.

Рис. 4.5. Схема влияния скорости резания v на относительный линейный износ и период стойкости

4.4. Влияние материала детали на стойкость инструмента

Влияние обрабатываемого материала детали на стойкость инструмента проявляется через изменение механических, теплофизических свойств диффузионной пары: обрабатываемый материал  инструмент.

Изменение этих свойств влияет на стойкость инструмента через температурно-деформационный канал. Увеличение предела прочности, уменьшение теплопроводности обрабатываемого материала приводит к увеличению мощности энерговыделения как в зоне стружкообразования, так и в контактной зоне, что значительно повышает уровень температуры в контактной зоне и снижает стойкость инструмента.

В зависимости от обрабатываемого материала изменяется и величина допустимого линейного износа по задней поверхности. При обработке стали = 0,8...1 мм; чугуна с подачей S 0,3мм/об = 1,4...1,7 мм; чугуна с подачей S>0,3 мм/об =0,8...1 мм.