Исследование усадки стружки при токарной обработке сталей восстановленными пластинами

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

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 стружкоо-бразования [1].

Тихонов Ярослав Романович, студент.

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]:

K l = K a K b e о , где K_a – коэффициент усадки стружки по толщине K_a = s_стр /s;

K_b – коэффициент усадки стружки по ширине K_b = t_стр /t;

e _о – коэффициент сплошности стружки (для сливной стружки – 0,9)

Учитывая вышесказанное, были проведены экспериментальные исследования влияния режимов резания на коэффициент усадки при

Рис. 1. Оценка размерных параметров стружки 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 V _р= 200 м/мин, V _р= 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%

Рис. 2. Процесс испытаний твердосплавных пластин

• покупные

• переточенные

s, мм/об

Рис. 3. Зависимость коэффициента усадки стружки от подачи ( t = 0,5 мм; V_р = 200 м/мин)

Таблица 1. Формы пластин и стружек в зависимости от режимов обработки при черновом и получистовом точении

о

V p =450 м /мин

s =0,5 мм/об

t = 1, 0 мм

V_p=450 м /мин

s =0.5 мм/об

t = 2. 5 мм

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 оказы-

Рис. 4. Зависимость коэффициента усадки стружки от подачи ( t = 1 мм; V_р = 450 м/мин)

е покуп.

• переточ.

1                   1,5                   2                   2,5

• покуп.

• переточ.