Лабораторная работа № 6 «Определение зависимости стойкости резца от скорости резания»

1 Содержание лабораторной работы

1. Ознакомиться с закономерностью изнашивания режущего инструмента и критериями затупления.

2. Определить зависимость износа резца от времени его работы

3. Определить максимальную стойкость резца.

4. Определить зависимость между допустимой скоростью резания и стойкостью резца и построить график этой зависимости.

5. Сделать выводы по работе.

2 Материальное обеспечение

1. Токарный станок 1К62 (ТВ-320)

2. Для контроля времени – хронометр типа СМ-60.

3. Резцы токарные проходные с пластинками из быстрорежущей стали. С геометрией: =5; =8; =45; ₁=5; =0.

4. Настольный угломер.

5. Трубка Бринеля.

6. Заготовка  50…80 мм, l=500…600 мм.

3 Методические указания

Интенсивность изнашивания зависит от физико-механических свойств и структурного состояния материалов инструмента и заготовки, скорости резания, температуры в зоне резания и давления на трущихся поверхностях.

Износ вызывает затупление инструмента, т.е. контактные площадки его передней и задней поверхностей истираются, вследствие чего и тупится режущая кромка.

В зависимости от условий резания износ в виде истертых контактных площадок наблюдается:

а) по передней и задней поверхностям;

б) только по задней поверхности;

в) только по передней поверхности;

г) скругление режущей кромки.

Зависимость величины износа резцов из быстрорежущей стали от времени работы резца выражается кривой, приведенной на рис. 47.

Наиболее интенсивно нарастает износ в I-й период – начальный износ.

В это период истираются наиболее выступающие частицы (микронеровности). Чем меньше шероховатость трудящихся поверхностей, тем меньше возрастает износ.

II период – нормальный износ. На этом участке кривая износа возрастает постепенно.

В дальнейшем, по мере роста износа по задней поверхности и лунки по передней поверхности режущая кромка прорывается – начинается катастрофический износ (зона катастрофического износа III).

Кривая износа резцов, оснащенных пластинками из твердых сплавов (рис.48), отличается от кривой, показанной на рис. 47, плавным нарастанием износа времени.

Для рациональной эксплуатации режущего инструмента и получения обработанных деталей заданного качества необходимо установить величину допустимого износа, после достижения которого инструмент необходимо перетачивать.

Рис.18 Графики зависимости износа резца по задней поверхности

от продолжительности его работы

а - резец из быстрорежущей стали;

б – резец из твердого сплава (при скоростях υ₁, υ₂, υ₃)

Критерии притупления режущего инструмента

1. Технологический критерий – потеря необходимой точности или класса чистоты обработки деталей, не отвечающей техническим требованиям ГОСТ 2789-73, или когда размеры детали нарушаются и выходят за пределы поля допуска.

2. Резкое увеличение сил резания, вызванное большим износом резца (силовой критерий).

3. Нарастание величины износа до оптимальной величины, соответствующей максимальному сроку службы инструмента (критерий оптимального износа). Этот критерий притупления можно определить по появлению блестящей полоски на поверхности резания обрабатываемой стали, а при обработке чугуна – темные пятна.

Зависимость связана с очень многими факторами, как например, материалом обрабатываемой детали и режущего инструмента, износом резца, элементами режима резания, геометрией режущего инструмента, сечением державки резца, условиями резания (охлаждение и смазка) и др., то оптимальные значения стойкости и скорости резания могут быть определены практическим путем.

При разрешении поставленной задачи, связанной с зависимостью T-V, большое значение имеют вопросы зависимости резца с временем его работы h₃ – T (рис.19).

Рис. 19 Зависимость стойкости резца от скорости резания

Наиболее полно эта зависимость характеризуется графически. Пи исследовании зависимости h₃ – T целесообразно задаться значением h_{3 доп} (см рис. .) и для каждой скорости резания υ₁ , υ₂, υ₃, υ₄, и υ₅ найти графически соответствующее ей значение T₁, T₂, T₃, T₄, и Т₅.

По результатам этих исследований и построить график зависимости Т=f(υ).

Для измерения величины износа резца по задней поверхности применяется устройство, показанное на рис.20.

На основании устройства, установленного на верхней части суппорта станка, закрепляется лупа с 10-кратным увеличением. Устройство позволяет измерять величины износа резца по задней поверхности, не вынимая его из резцедержателя.

Величину износа отсчитывают по шкале линзы с ценой деления 0,1 мм.