RESEARCH OF SHRINKING OF CHIP UNDER TURNING OF STEELS BY RESTORED PLATES
- Authors: Nosov N.V.1, Balakirov S.N.1, Trofimenko N.G.1, Tikhonov Y.R.1
-
Affiliations:
- Samara State Technical University
- Issue: Vol 22, No 3 (2020)
- Pages: 127-131
- Section: Articles
- URL: https://journals.eco-vector.com/1990-5378/article/view/88517
- DOI: https://doi.org/10.37313/1990-5378-2020-22-3-127-131
- ID: 88517
Cite item
Full Text
Abstract
Full Text
ВВЕДЕНИЕ Обработка резанием - процесс формообразования деталей в результате срезания определенного слоя материала. Это сложный физико-механический процесс, характеризуемый упруго-пластическим деформированием обрабатываемого материала. Свидетельством пластических деформаций служит изменение размеров стружки в сравнении с параметрами срезаемого слоя. Это явление, характеризующее степень пластической деформации и называется усадкой стружки. Величину усадки принято характеризовать коэффициентами усадки, под которыми подразумеваются отношения соответствующих линейных размеров стружки и срезаемого слоя. Усадка также характеризует изменение размеров стружки по сравнению с размерами срезаемого объема материала заготовки, и до некоторой степени характеризует условия протекания процесса резания: чем меньше пластическая деформация, более благоприятны условия стружкообразования [1]. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ На практике чаще всего пользуются продольной усадкой стружки. Для исследования процесса и дальнейшего анализа определяют усадку стружки как толщину стружки sстр к толщине срезаемого слоя определяемое через минутную подачу s мм/об, и ширину стружки tстр к назначенной глубине резания t мм (рис. 1). Для экспериментальных исследований влияния режимов резания на коэффициент усадки стружки воспользуемся выражением из [2]: Kl = KaKbeо , где Ka - коэффициент усадки стружки по толщине Ka = sстр /s; Kb - коэффициент усадки стружки по ширине Kb = tстр /t; eо - коэффициент сплошности стружки (для сливной стружки - 0,9) Учитывая вышесказанное, были проведены экспериментальные исследования влияния режимов резания на коэффициент усадки при получистовых и черновых режимах обработки, для покупных и восстановленных пластин с покрытием и без него. Для исследование усадки стружки была выбрана форма пластин МНП , которая применяется при обработке деталей на станках с ЧПУ [ 3-5]. Образованная стружка в процессе точения имеет различный профиль кривизны и для определения ее размерных параметров используют широкий спектр универсального мерительного инструмента - от инструментальных микроскопов до толщиномеров. Для измерений стружки использовался ШЦ-1-100 с точностью измерения 0,05 мм ГОСТ 166-89. После каждого эксперимента отбиралось по десять образцов стружки. Проводились замеры параметров и находились средние значения. Исследования проводились на токарно-винторезном станке 1К62 при продольном точении проходными резцами фирмы МНП Sandvik Coromant PCLNR2525M-12, оснащенного твердосплавными сменными пластинами CNMG 12 04 08 CT35MС трёхкомпонентным покрытием (TiCN+Al2O3+TiN) [ 6-8]. В процессе исследования применялась заготовка диаметром 150 мм из стали 45 HB 200 (см. рис.2). В табл. 1 приведены формы пластин и стружек в зависимости от режимов обработки при черновом и получистовом точении: 1,4 - пластины фирмы «Sandvik Coromant», 2,3 - восстановленные пластины. На рис. 3-5 показаны результаты расчета коэффициента усадки стружки в зависимости от величины подачи для скоростей резания Vр= 200 м/мин, Vр= 450 м/мин. Исследованиями установлено, что с увеличением подачи усадка стружки уменьшается (рис.3,4). При точении восстановленными пластинам усадка стружки уменьшается на 60-80% по сравнению с новыми пластинами. С увеличением скорости резание с 200 м/мин до 450 м/мин усадка стружки несколько увеличивается на 3-5 %. В тоже время разница усадки стружки составила 40-50%. Это связано с тем, что с увеличением скорости резания увеличилась температура процесса точения. Большое влияние на усадку стружки оказывает глубина резания (рис. 5). Установлено, что с увеличением глубины с 1 мм до 2.5 мм усадка стружки для новых пластин уменьшается, а для восстановленных увеличивается, сокращается и разность усадок между новыми и восстановленными пластинами до 30%. Это в некоторой степени связано с условия протекания процесса пластической деформации: чем ниже усадка, тем меньше степень пластической деформаций, тем благоприятнее условия стружкообразования. Известно, что условия стружкообразования связаны с формой передней поверхности, которая должна учитывать условия процесса резания, а форма передней поверхности зависит от технологии восстановления МНП В результате проведённых экспериментальных исследований установлено, что полученная форма передней поверхности пластин обеспечивает устойчивое стружколомание и стружкозавивание. Рис. 1. Оценка размерных параметров стружки Рис. 2. Процесс испытаний твердосплавных пластин Рис. 3. Зависимость коэффициента усадки стружки от подачи (t = 0,5 мм; Vр = 200 м/мин) Таблица 1. Формы пластин и стружек в зависимости от режимов обработки при черновом и получистовом точении Рис. 4. Зависимость коэффициента усадки стружки от подачи (t =1 мм; Vр = 450 м/мин) Рис. 5. Зависимость коэффициента усадки стружки от глубины резания (s= 0.5 мм/об; Vр = 450 м/мин)About the authors
Nikolay Vasil'evich Nosov
Samara State Technical University
Email: nosov.nv@samgtu.ru
Doctor of Technics, Professor of the Department «Engineering Technology, Machine Tools and Tools»
Sergey Nikolaevich Balakirov
Samara State Technical University
Email: s.balakirov@yandex.ru
Graduate Student. Category 2 Process Engineer of JSC Aviaagregat
Nikita Grigor'evich Trofimenko
Samara State Technical Universitystudent
Yaroslav Romanovich Tikhonov
Samara State Technical Universitystudent
References
- Кушнер B.C. Основы теории стружкообразования: учебное пособие. Омск.: ЮмГТУ. 1996, 130 с.
- Скуратов Д.Л. Формообразование поверхностей деталей. Обработка материалов резанием. Ч.: учеб. пособие./ Д.Л. Скуратов, В.Н. Трусов, Т.Н. Андрбхина. - Самара: Самар. гос. техн. ун-т, 2011. - 175 с.: ил.
- Сборный твердосплавный инструмент / Г.Л. Хает, В.Н. Гах, К.Г. Громаков и др. М.: Машиностроение, 1989. С. 256.
- Сахаров Г.П., Арбузов О.Б., Боровой Ю.Л., Гречишников В.А. Киселев A.C. Металлорежущие инструменты. М.: Машиностроение, 1989. - 327 с.
- Каталог фирмы Сандвик Коромант «Токарные инструменты». 2015 г.
- Попова А.Ю., Радченко Д.С., Васильева Е.В. Повышение эффективности использования современных инструментов со сменными твердосплавными пластинами за счет их вторичного ресурса // Вестник УГАТУ. 2012. Т. 16. № 4. С. 46-51.
- Грачев С.И. Повышение адгезионной связи износостойких покрытий с твердосплавным инструментом за счет оптимизации процесса подготовки поверхностей: дисс. … канд. техн. наук. - М.: МГТУ «Станкин», 2003. - 156 с.
- Григорьев С.Н. Методы повышения стойкости режущего инструмента. - М.: Машиностроение, 2011. -368 с.