5.3.2. Влияние условий обработки на наклеп поверхности

Влияние скорости резания на характеристики наклепа. Влияние скорости резания на наклеп поверхностного слоя сложное там, где скорость резания может выступать в качестве различных факторов.

1. Скорость резания как фактор, определяющий скорость пластической деформации поверхностного слоя. С повышением скорости деформации, как известно, происходит рост предела прочности и предела текучести конструкционных материалов. Повышение предела текучести снижает пластичность обрабатываемого материала и действует в сторону уменьшения наклепа. Это можно видеть при анализе графиков зависимости изменений глубины и степени наклепа от скорости резания при протягивании различных жаропрочных сплавов (рис. 128).

Рис. 128. Влияние скорости протягивания V хвостовиков лопаток и пазов в кольцах направляющих аппаратов из жаропрочных никелевых сплавов на глубину h и степень наклепа h про-

тянутой поверхности

H ЭИ787-ВД; H ВЖ102; H ВЖЛ14;

h ВЖЛ14; h ЭИ787; h ВЖ102

2. Скорость резания влияет на продолжительность контакта задней поверхности инструмента с обрабатываемой деталью. При большой скорости резания деталь проходит через зону контакта, не получив того наклепа, который она могла бы получить при малой скорости резания и более продолжительном контакте.

3. Скорость резания изменяет удельные контактные нагрузки и коэффициент трения на задней поверхности инструмента. Повышение их будет способствовать увеличению наклепа.

4. Скорость резания изменяет ширину пластической зоны (зона стружкообразования) и положение ее начальной границы. При повышении скорости резания до некоторой величины происходит сужение пластической зоны и уменьшение глубины ее распространения ниже линии среза, что уменьшает наклеп.

5. Скорость резания как температурный фактор, изменяющий степень развития нароста. Нарост может увеличивать действительный радиус округления режущей кромки и тем самым способствовать повышению наклепа.

6. Скорость резания как температурный фактор влияет на интенсивность процесса разупрочнения. Повышение температуры резания способствует повышению интенсивности процесса разупрочнения и уменьшению наклепа.

7. Скорость резания способствует процессу самозакаливания поверхностного слоя и наклепу при фазовых превращениях вследствие нагрева поверхностного слоя.

8. С

   

   Рис. 129. Влияние скорости резания на характеристики наклепа

   корость резания изменяет температуру поверхностного слоя и характеристики пластичности материала детали при этих температурах. При обработке материалов резанием повышение температуры контакта до температуры, соответствующей максимальному охрупчиванию, будет способствовать снижению наклепа, а при дальнейшем повышении температуры наклеп увеличивается, так как пластичность в этом случае возрастает. Анализ причин, изменяющих наклеп, позволяет заключить, что зависимости h_н = f(V) и Н = f(V) должны носить экстремальный характер. Наименьшие глубина и степень наклепа наблюдаются в области оптимальных по интенсивности износа инструмента скоростей резания (рис. 129). Глубина и степень наклепа определяются средней температурой контакта, а скорость резания и подача выступают главным образом как температурные факторы. При работе на постоянной скорости резания и переменной подаче зависимости h_н = f(S) и Н = f(S) могут иметь различный характер, определяемый температурой в зоне резания.

Например, при работе на сравнительно низкой скорости резания, когда при увеличении подачи температура резания повышается и приближается к оптимальному значению _о, глубина и степень наклепа снижаются. При работе на средней скорости резания зависимости h_н = f(S) и Н = f(S) носят экстремальный характер.

 Это объясняется тем, что при повышении подачи температура переходит через оптимальное значение. Для высоких скоростей резания, когда при повышении подачи температура резания все дальше отклоняется от оптимального значе­ния, глубина и степень наклепа монотонно повышаются (см. рис. 129).

Влияние геометрии инструмента на наклеп. На условия стружкообразования в основном влияет передний угол . При изме­не­нии  от +15 до –15° глубина наклепа h_н увеличивается значительно (для ЭИ487-БУ – в 3 раза), что связано с изменением положения начальной зоны стружкообразования (пластической зоны), повышением относительного сдвига и другими факторами.

Увеличение радиуса округления режущего лезвия  повышает наклеп поверхностного слоя при всех подачах, особенно когда  больше толщины среза. Существенно оказывает влияние на наклеп и износ резца по задней поверхности – через изменение силового фактора, повышение продолжительности пластического дефор­мирования каждого участка обработанной поверхности и изменение температуры в зоне контакта. Фаски износа оказывают наибольшее влияние на наклеп при работе на скоростях ниже и выше оптимальных.

Главный угол в плане  и радиус резца при вершине R оказывают влияние на наклеп как фактор, изменяющий толщину среза, со всеми последствиями.

Влияние обрабатываемого и инструментального материала на наклеп. Стали и сплавы, обладая различными прочностными и пластическими свойствами, по-разному упрочняются (наклепываются) при механической обработке. При этом более пластичные и более упрочняемые при деформации материалы, как правило, при механической обработке имеют и больший наклеп.

Значительное влияние на характеристики наклепа оказывает и инструментальный материал через коэффициент трения на задней поверхности. Тот инструментальный материал, который дает более высокий коэффициент трения по задней поверхности, наиболее интенсивно изнашивается, приводит к формированию большего наклепа поверхности как по глубине, так и по степени. Путем правильного выбора соответствующей марки инструментального материала можно в некоторых пределах регулировать не только стойкость инструмента, но и качество обработанной поверхности.