6.5 Скорость резания, допускаемая режущими свойствами режущего инструмента
Скорость резания, допускаемая режущими свойствами инструмента (Vдоп), это скорость, которая выбирается исходя из режущих свойств инструмента для обеспечения заданного периода стойкости при принятом критерии износа.
Рассмотрим влияние различных факторов на допускаемую скорость резания. Независимо от вида механической обработки все факторы, повышающие температуру резания и износ инструмента, будут вызывать снижение допускаемой скорости резания.
Влияние различных факторов на допускаемую скорость при токарной обработке. Влияние обрабатываемого и инструментального материала на скорость Vдоп проявляется через их механические и теплофизические свойства. Так повышение прочности и твердости обрабатываемого материала заставляет снижать допускаемую скорость, а повышение коэффициента теплопроводности наоборот позволяет ее повысить. Применение инструментального материала, обеспечивающего меньший коэффициент трения на контактных площадках инструмента, также позволит повысить допускаемую скорость резания.
С ростом подачи и глубины резания увеличивается количество выделяемой при резании теплоты, что вызывает повышение износа инструмента, и допускаемая скорость резания будет уменьшаться.
Рис. 6.12 Влияние вида токарной обработки на запускаемую скорость резания
Влияние переднего угла, главного заднего угла и главного угла в плане на допускаемую скорость резания аналогично их влиянию на износ инструмента. Так с увеличением угла γ уменьшаются силы резания и количество, образующейся теплоты при резании, что позволяет повысить допускаемую скорость, дальнейший рост переднего угла ведет к повышению температуры из-за ухудшения теплоотвода в тело инструмента и допускаемую скорость следует снижать. Повышение главного угла в плане вызывает рост температуры резания и, следовательно, допускаемая скорость резания должна уменьшаться.
Применение смазывающей охлаждающей жидкости повышает период стойкости инструмента, следовательно, скорость Vдоп можно увеличить.
На допускаемую скорость резания оказывает влияние вид токарной обработки (рис.6.12). Условия работы отрезного резца (резец № 1) и расточного (резец № 3) с точки зрения тепловой напряженности хуже, чем проходного резца (резец № 2). Поэтому значение допускаемой скорости для них должно быть меньше. Условия работы подрезного резца (резец № 4) по сравнению с проходным резцом лучше, поэтому допускаемую скорость резания для него будет выше.
6.7 Стойкость режущего инструмента
Стойкость режущего инструмента – способность сохранять свое функциональное назначение (свою работоспособность).
Критерий затупления – допустимая (предельная) величина износа.
Время работы инструмента до принятого критерия затупления называется периодом стойкости или стойкостью инструмента, T, мин.
Рассмотрим типичную кривую износа инструмента во времени (рис. 6.13).
Рис. 6.13. Кривая износа инструмента во времени: h3 – критерий затупления; I – участок приработки; II – участок нормального износа; III – участок катастрофического износа
На рисунке участок нормального износа имеет наименьшую интенсивность износа.
При выполнении черновых операций в качестве критерия затупления инструмента целесообразно принять величину износа h3, соответствующую точке А перехода от участка нормального износа II к участку катастрофического износа III. Для чистовых операций величина критерия затупления обычно в 2 и более раз меньше:
h3 = 0,75 мм – для черновой обработки твердым сплавом;
h3 = 0,25…0,4 мм – для чистовой обработки.
При выполнении чистовых операций пользуются понятием технологического критерия затупления, при котором обеспечиваются требуемая точность размера и шероховатость обработанной поверхности.