6.18. Зависимость стойкости инструмента от параметров режима резания

Стойкость любого инструмента зависит от:

• физико-механических свойств обрабатываемого и инструментального материала;

• параметров режима резания;

• геометрических параметров режущей части инструмента;

• применяемой смазочно-охлаждающей жидкости.

Стойкостные зависимости в настоящее время обычно устанавливают экспериментально. Наиболее часто для этого используют метод однофакторного эксперимента для получения частных зависимостей T = f(v), T = f(s), T = f(t), по которым определяют общую зависимость T = f(v, s, t).

Пусть требуется установить частную зависимость T = f(v). Для этого все факторы, кроме V, сохраняют строго постоянными. Затем последовательно изменяют скорость резания V₁, V₂, V₃. Для каждой скорости резания строят кривую износа (рис. 6.14).

Рис. 6.14. Кривые износы h₃ f(Т)

V₁ < V₂ < V₃, h₃ – критерий затупления, h₃ = Const.

Число повторных опытов определяется требуемой точностью или доверительной вероятностью.

Из рисунка 5.14 для каждой скорости V₁, V₂, V₃ находят соответствующие стойкости Т₁, Т₂, Т₃ и строят график зависимости T = f(v) (рис. 6.15).

Рис. 6.15. График зависимости T = f(v)

Если график зависимости T = f(v) представляет собой монотонную кривую, то уравнение стойкости наиболее удобно аппроксимировать в виде степенной зависимости:

, или , (6.2)

где C_v и m – зависят от свойств обрабатываемого и инструментального материалов и условий обработки; m называется показателем относительной стойкости. Его можно определить графически. Для этого зависимость T = f(v) строят в логарифмической системе координат с одинаковыми масштабами по оси абсцисс и оси ординат (рис. 6.16).

Рис. 5.16. График зависимости T = f(v) в логарифмической системе координат

Из рисунка 6.16 видно, что показатель относительной стойкости равен тангенсу угла наклона к оси ординат – m = tgα.

Формула (5.2) справедлива для диапазона скоростей V₁…V₃. Экстраполяция недопустима.

m = 0,1…0,125 – для быстрорежущих сталей;

m = 0,15…0,25 – для твердого сплава.

Аналогично получают частные зависимости T = f(t) и T = f(s). Если эти зависимости монотонны, то их аппроксимируют степенными функциями:

при V = Const или при T = Const, (6.3)

где C_V, X_V, Y_V зависят от свойств обрабатываемого и инструментального материалов и условий обработки.

Из частных зависимостей (5.2) и (5.3) получают общую зависимость в виде:

(6.4)

При обработке конструкционных сталей твердосплавным инструментом при прямых срезах (t > S) эта зависимость имеет вид [1]

(6.5)

Представим формулу (5.5) следующим образом:

(6.6)

Из формулы (5.6) можно сделать следующие выводы:

1. С увеличением скорости резания V, подачи S и глубины резания t стойкость режущего инструмента T уменьшается. В большей степени стойкость уменьшается с увеличением скорости резания, в меньшей степени – с увеличением подачи и в наименьшей степени стойкость уменьшается с увеличением глубины резания.

2. Для повышения стойкости выгоднее работать с большими сечениями срезаемого слоя (t×S), чем с большими скоростями резания.

3. При t×S = Const выгоднее работать с большей глубиной резания, чем с большей подачей.