ИССЛЕДОВАНИЕ УСАДКИ СТРУЖКИ ПРИ ТОКАРНОЙ ОБРАБОТКЕ СТАЛЕЙ ВОССТАНОВЛЕННЫМИ ПЛАСТИНАМИ

Полный текст

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)

Об авторах

Николай Васильевич Носов

Самарский государственный технический университет

Email: nosov.nv@samgtu.ru
доктор технических наук, профессор кафедры «Технология машиностроения, станки и инструменты»

Сергей Николаевич Балакиров

Самарский государственный технический университет

Email: s.balakirov@yandex.ru
аспирант, инженер-технолог 2 категории, ОАО «Авиаагрегат»

Никита Григорьевич Трофименко

Самарский государственный технический университет

студент

Ярослав Романович Тихонов

Самарский государственный технический университет

студент

Список литературы

Дополнительные файлы