автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.01, диссертация на тему:Повышение эффективности высокоскоростного резания пластичных металлов

С : зет-Па тарДургсгаЗ государстЕзгггыЯ тахкотзскгй университет

На правит рукописи.

ПЕТРОВ Плсиап Петроз

П0Ш£ГШ2 SSïSïlffir.OCTn ШССКОСХОРОСТИОГО ГСЗЙШ ¡'шсгкчпгя :.ЕШШОВ

Специалхр.ость 05,03.01 - Процесса мехастческоЗ и Сспзкко-тешчзгкоЯ обрзг.'огкх, станки и шютрумгкп

У Ж 621.91.02

Автор;£?рат на ссшекэнпэ учаной стелет каааклата технических наук

Сгнк?-:1ет?р?ург -

1992

Работа выполнена но квйедрэ "Гибкие ев тематические комплексы" Санкт-Петербургского государственного тэтяаческого университета.

Научный руководитель -акадегдк А.И.ведоров

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор К.В.Нйниткоз, кандидат технических наук, доцэяг А.В.Калядан

Ведущее предприятие: Санкт-Петербургское станкостроительное объединение имени Свердлова

Зашита состоится 22. сентября 19Э2г. в 1600 часов в СНГхУ в первом корпусе ауд. 41, на заседания спедаализкроБэнного совета Д.063.38.16 Санкт-Петербургского Государственного технического университета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке технического университета.

Отзыв на ачтореф-зрат, заверенный печатью учерездения, просим направлять по адресу: 195251, Санкт-Пэтербург, ул. Политехническая, 29, на иия секретаря специализированного совета.

Автореферат разослан О С '992г.

Ученый секретарь специализированного совета к.т.н. доцент

М.А.Сенчило

;; • ^CSXyj.JttPAKTEFiiCÎÎ^ PiS'JÎU '

■ 4 ■ £23£S^SS2LSSSJi. Уоглтзя дз-я5влию$к> прсжмэнного

■ сарад«я*«я гкогзгятаскга . £гкюра\я. Позтсму я;й5о,Швя йрзбыль moi&î iuîb поручена от примекопия прсиз- - ^ зодртвлкак мэтолов сбргСотпа. Одаа из ïaxzr катоде» является Е»ССКОСК5рОСТ221 CSpSOOTin (ECO). 'УВЗЛПЗКГЗ скоростг

рЗЗЗЕГЯ ЕЗЛйЭТСЯ О.П~! ¡13 OCHÛEïïiX СКЗрВЭЛЭ^Й ГГЗП^.'СГЛЯ

щшззодегёльзостз груда и качество годучазшх поверхностей.

Дгл успбзного ВЕОдрс-чзя ВСО кеобхсдамо юяхчиэ специального сборудаваЕпя, екезго моцаЯ привод вращения и гае:ку» ¡таегкссть; инструмента, к^ргшэдэго cscos» коятекпаз îeiœpsïypa и еСсзс зсЗвов&рарстзг процэсса, доведояза до -юпхрэта: иагскагечзска кодэязй. Ост кэойсодаи да rusopa . спгхчашгп у-мовиЗ ссра^эггг. - '

Схзкхогтро;яйз па сзгодаязгй дзнь таеэт яы? яроиподзт-23 язебгэлзЬго л.тл ПСО оборудовгзгя. Рззрзбатнзагтса коезз. хвргзэхтавгыэ яветрг-кам-'ьга» мегорша, одхгко £»:изскгя с?:г»гть ¡'.jousccâ, ?ro сбконокеряоста слзбо г»учггч я ютут-йй'хь кетогьзовгы в о5р*батызэк;уЯ пзкаг.'здстоогя. 2 сзгзя с ггпкз--"-;:^::.:,- ?î*n дгссзрташгг'сз- ра«5огк, Пбг52гл9я2гя фкзчёскоа сугзэостд ССО. в?о о^оэ- -

а«з»ямяр!:ем 22 я возвАяаг.«я копфзягм фмпдагзо-» ка гратггз "£30, яаяязтся

Ш^ЛхЗЗХЗл • Bosrxssrs -пасокоскорос.тпого

. рээяш г&язкойя ег.^гонрзягэх уёловгй работа posyus-rà nic«yt:"ïîa a E'iîTîîtr« чсфсчдй» sateorés * сбрззогейнсл .поз'рйзогл. c -

H jrrw Sa сЫ'-zrtzz гаагяа процессов уврачвв- .

m?, я рмуцретпяхя rraï?pr.aj3 в ез-d cspàrasoro csssra раз- . рзбомва ютодгаа, псгг-ог.тс^л рагсотагь для яясж услез;:й Е.'этахлсв хрчЬ^эсгзэ' скорости пзрзюдз от CCSB203 к з.гскззтпэ.': гокайтюго сдвяга, ссразущэйоя,

вогздзгк* *тгжврз?яая» ргз^тгрьчяеЕяя тгад

■ ярте»сса»а• укага»ки £ о*.-:» сякяшгь.вздягааяю ус-; гаям .гззгяя» Уаигсщ««»,' что гогз-зрзгура щ».хода к доха-

■ ■ ssaami •уцята го заг-^г в щгйлтантпт ог услоз/J' сзз?п2я г гсш$1гл "раажзой, геижзЗязда^скпа'-'.

Г-аюу-туа игсзддэзеяия,. теорэтачекске вссдадазйнвя кзха-ндама струхкоойр83овеняя ншталкаку нз йазэ теории шйоткч-йо-сгл и теории устойчивости, Б работе игспользссаш лшек&ркае ютодага расчета температур в плоскости «вига,углов , сдвига а Физическая кода ль образования строки локального сдагз. Размер» &лог,э::тов и тип ехруглмпределяди с поу.сцьв ¡лисроз-кспачесхого шэдаза. БйбршасннЕз скеаеи* ¿'ускорения резца яемзрялк тонзо- ¡1 ПЬ630ДаТЧ5£К8МХ с госдадуися шетревкйй Е:яштудаи:с СШ.'ГрСВ колебвнкй.- '■

Практическая ценность, разработай» на основания теорз--.{чеда« исследсвзшй методика к результата расчетов гнач'з-ж:й-критических скоростей рззанпя рокоиегдадтся для назяачэ-кгя ргхзиов роэа'ш, сЗаезечйвэкгля наябодээ благопралгщэ усло&ия обработки лластичкыг кзтврхалоа яг-парвтзчаззекага пдасткнкахи йз твердых сплавов. . •

агоо.^ашп работа. результата яюсерг&зиошОД работа ''йок галаваяюь к оосунаалгсь на XII Научной хояЗедошив Солгэрс-жх пошфаитов в СССР с шцуаародчым уч&лкем .{М-зскгг, 1990), Е5уко-?ешйес:ш "У&шака я технология м-

дагостроеюгя" (Свердловск, 1990), иаупю-уеишчэском сеииа-• ре при ДдНГП "Пути по&аения экекигномя резаная ма«вриаясв' в каапаострсзка!" (Ягкгагргд, 1951). . •

Пубаяк&сги, По тзгге дюсзрт&ц:и сп/йиссозаво «таре рг5о

ты. / • . ...

' Йя»хтоз р тлм аабагя. Лаоеэртикя состоит из Езагз-няя, чеггрм глав, елЕска иггвргадра' ко 57 яазизяованнй, дзух цриовегаа. Содержи* 96 отрзгзэд есвоззогр текста» • 12 таблиц, 45 аиазстращй. . . ' .•

ОТДдаШЕ РАБОТЫ - ' '

Первая глава всемерна «¿шизу иссдгдозанийв области скоростного и высоко скоростного резкая. Сформулированы пре-дмуцеетва скоростного резэпдя. Приведет Ерииэрн результатов практического прикешйи высокоскоростного резания чугуна, стала, кед;:, адашия, иапта я"его - сплавов, искусственных яолояся и графита. Да»: таблица выпускаемых в кира к стрейе станков, на которых осуществляется или мохет Окть ' осуществлено шеоко скоростное точ-:ш:е и фрезерование. Анализ ьедется кэ основана: тзоретечоскот. и'- экспериментальных работ 2 . "

Арндта, Л.Н.ёалиотюза,' Р.З.Рахтз, Ы.Р.Стойкз-ра, В.О.Псбропз, Л.И.СлдаяьгвЕсава, Х.Кульца, М.Кауфзльда,

Л.В.Тзмг'оез, cwjîiia, ?.Ксмэц?ури, ».Ли, Т.Д.Ирсдэрз, С.Л.Бр-:^:э, Е.ДЛу£:?еповп, 'Г.Д.Полссап'Жа, З.С.Е'мз.юг-л lî др. í;t¡cc:<cxp:iíi сулестпугато лридстгвленгя о ке^ж'.змв схрдаюзЗрспог-тя ~г."< PCO, o'j cctio'.'j принята Сдохпеекая мо-ллчь предяжанпя Р.Ка53'лдури (ркс.1). При формгрова1яп зла-узлта 2 кваютсаш? д^ряйягя ipe/гольвгаса ОАР. Дг*ср<огр:л катг.рпала дз7&.та огук-спшотея поьериюгтью ОБ регцэ. Одяо-ггхтвго с зроасхогог геромгдекио элемента 2 отпссз-здлья» до'гзга ! - Е'лравледзз сколькения определяем нал-рз&тккмм CD. В хонд» госэда слзк«сп 2 жсшвотся егсздха

•-.X, ' ür.OTv;::? по -

■ЗГОрЯЭТСЛ . с пьр;:одс:-{ опре-дахлгхим скоро; ьэ с:-с.;,ь-

fl'fV., i текая лвяка

- i i <

р-Ц2 л TO"ií-K3.î элементов". S -рэзультатс

¡era .процесса.

йоллэгсй цзглгоокгз соггэзлтгасп .ска рзппш?я.-'2(йа условия . pes^jri:? црттэддг ;■: Epcos, .т-дяа:» прзцессоз рззулрэчкгЕгм, w «ариртекя сшзт «yvaMO. /лзлмз -, результатов т-зор®®!-Л потирзкек ÍJWWÍ. zccT-9r,c~t:zm по опредодог® яра-ткч<гсэтд yasjwä rspsssjn sï слм-:-кй t ?левзктйол струк>э. шэазы, 'ícd sifsöry»«. .окзеика процесса. дано крятергг--np?iTCîx~"'j-t r.ö.Foirci. Ода-со а пек та уч'глжвгсл га. грлчув умкзш р^занял" (скорость ргзепкя,. выдача, гдубг-н,.

ир^отра -регтЫгэ, .гаструшгтя).. KpnepsS-Рэхтгг ьр:::?Л«-с.нр> ' скоро cï<. 'де^оразгш мзг-epii-,.

ела ог.:осзтзл1-йо. сйэрося! даод&гвш, гятзяв. В первой глава

ctpsssïcî i3k"ö "сог.р?»'зеяко 3ïp9ac.7<;ej»m; о' влийкяя СКОрСС.ТЯ

иг сиги, усяъсктнда тсягзрлуры, зквзю» рояуда-. r?. tsRHprjmvs и i'„~v:er-jo г-^гчг^ейо« -звонкости. Для. ой-

редзлети оссбеклйстеЗ характера струкксобразэвззшя и кодя-чзстЕэш-са оценки его влияния на вшсдаше "параметры вроцэсйа необхода/о реиять слэдукцае задачи:

1. Ксслэдевать характеристики струксосОразойашгя в зави-сдаэсти от скорости резания.

2. Выявить влияние перехода от слквноПк глэмаптной стру-кке локального сдвига на возниканш при интенсивности износа рехужего инструмента, силы резания и шероховатости. ■- . .

3. Разработать математические «одела перехода. к стружка . локального сдвиге вследствие, термического разуирсчнензя ка-теркала'и на их основа соответствуют ¡¿етодака расчета' ог,-ткыалъшх условий обработки.

А. Разработать рекомендация по даяькейаеау приаеязшт и шадрсниа ЕЫСОКОСКОриСТЕОГО рЗЗЕЯЕЯ. •

Вс ет'гюА гле?-е иглоаюн теоретичэскЕЗ анализ каОлвдаемогр перехода от славвоа стружки к стругхе локального сюйге.. Кроткой возяш&вевгя локализации-сдвига .тлеется преобладание процессов тешерзтураого-рз;щ»чнзния над процессом уирочнеыи. Прк анслазе процесса еделагш слэ душке допущения: • • " . ; * . '

1. При о-гргговзваи слкьаоЯ струна сдает сроасгогят . во веем сб!вмэ асны первичной дз5оршц;а оЗэдрёнензо. . г

г. Зона сдрип кз ¡гаияет сгон р»зыэйг бо ¿решщ при . сохранений условий резаная. .

3. Материал детали изатрошш.

4. Напряшш тгкучбетп является функщюй деф>рмащш, скорости дэфрмадгв и температура.

5. необходимое уелдааэ качала локадизгцкк -

6. При расчэта текагрэтурз вращается, что асна поразч-еого сдвигаплоскость.

7. Условия дгформб'огл: материала в .зоне ц-:>рвг.<шого сдвига близка к чистому сдвягу.

За основу в проведении анализа Сера'гся урш»нйа-;

Но &з Ьа ■ аз = —йТ + —16 + —оё , - и)

' ет -ев . • оё

гда о - напряженно т&кучэся! вдоль поверхности сдвига, Т... -

температура, .8 -дефэродкя, б - скорость 'даформачди.

■ На оатаоаг сделана«-доиу^ниа урбэаэаю 1 Ересбразуег-ся к виду:

Ч • •

до сге де лгг

г" (до да аТ"> ¿£

¿г) лх

+---— ■» о , ■ (2)

.Эе 5Т

Ураененаэ 2 исследуется на устойчивость. В зашскмостн ог характера изменения нелинейных членов равенство: да да аЯ

— +----- 0 , (3)

да 01 йВ

является достаточным условием или границей области достаточных условий начала локалкзаида сдвига. По Рэхту, .частные производные Зо/Зв а ез/ОТ определяются на основании экспери-1'шгалышх данных. оснозшши сделашшх догцвдкЛ для температуры в- зоне пирпгнюго сдвига получено:

Т =-------1—_!-—---,(4)

(1 .166'ГК7'Я-г<«ф + ^■-Гпй'П^) • гоа(ф-Т)

где 1 - температура в плоскости пнрвачкаго сдсига (°С], Ъ -толдкнз срезаемого слоя [м.1. V - скорость резания [м/с], ст~ напряжзниа текучести а плоско ;ти сдаига СПа1, т - передний угол инструмента [рад], р - угол сдвига [рад], X - теплопроводность обрабатываемого кптериал? (Вх/(м>К)1, " - к.оэф{иц*'-ёнт тепжогоредачи материала (Ду'кг!. В настоящей работе для определения производной &ТШ используется формула 4 ч. Формула Нэрчанта:

оое7

Тогда

(5)

ар с,?зг(р- т)-з(пгф.

■ (б)

ах

Г Г еое( ф-7) _____41

I Ваовсгф-п С ——-С---- - ПЗ^гл(ф-Т) .

аф • + С-ЩфГ-йез'Ч^-'))

Тогда для гтрг:;зк -¿Т/ас ¡Л б и 7 получас»:

[ ' ссзз («'•■■ v

-..... - ГТеф-вш<р-у) \

¿г •. I —

о( 1ггф

(0) /

¿а . • (В ч

гдч А=1.166-и>• Г»'-с . 3~1.166-• Л', С:Л• 1мйЗ. ' •

Зля оценки проязЕ^с-Я 0о/(К ¿.-пользуете:! ютершлчжох.-ем сязйсяаглостъ лаярг-дег.\- техучегж с? упри о?а-

. тичесгак хошаниях: .

О * 0о'«*р(-Ь-Та), • (9)

'где о0 - напряжение текучести при Т=20°С, Ъ, а - коэффициента • учитыващие темпера турлоо разупрочнение . (для стали Ь-3.5'10"9, а»3), Т - температура в градусах Цельсия. Зависимость 9 хорошо интерполирует зависимость.напряжения текучести от температура до Т=0.67ТИ, тдэ Тт - температура п.'.аз-ления металла. Для оценки производной до/вв используется разработанная в рамках американской • преград . исследований высокоскоростной обрабоот, интерполяционно." зависимость для напряжения текучести:

О - (3.52/{3 + 4.55-в/б)'.НВ, (10)"'

где НБ - тведость по Бргаелю кг/к,!2. Формула Ю дает хорошее (±10%) приближение при обработке сталей, титановых и алши-нйевк:';-сплавов. Принимая линейной зависимость напряжения текучести от твердости материала по Брияел» из 9 и 10 получаем:

с - <3.«2/Т3 + 4.55.е/б).ЬЗ.«яР(-ЬТа), (11)

Гря обработке одного материала с равняй условиями резания дал описания ловархнс'сти перехода от, славной к элемент. кой струте получено уравнение: ■ ■ ' •■■

32

./¿т

3.92/13 ■»■ 4.55-е„/6

__С.....

е=£г 3.92/-ПЗ + 4.55-е,/б'

(аи >

(12)

где б,, Тд - деформация с£е:ггз и температура при одних условиях резания, е2, Т2 - -деформация сдвига и температура при других условиях резания.

Для оценки измевеная тбшературы начала локалгагшш щя различных условиях обработки одного к того из , материала в качестве верхней оценки производной- аТЛк рассматривается адиабатическое пршшайниа. Тогда'аГ/ае ^ Пусть при

этом деформация сдвига при критических скоростях-принадлежит интервалу (е,, е21, а Тс- температура начала локализации сдвига при. е0 * (е1+еа)/2. 'Для максимальной разности ^тая^г-1'«1 "г " 1'б!'Яаратура начала локализации при деформации сдвига аг и ¿£1П&к.=£2-ео' справедлива оценка: С

Для большинства материалов Cp> 4.2-10й. .Оценил о = 600 мПа.

При 7=0, ¡¡>€(25...35), диапазон з:.аченяй деформации составляет 2.2...2.6. Тогда максимальное отклонение температуры локализации при средней деформации меньше, чем 29°0. Следовательно температура локализации для большинства материалов в первом приближении постоянна и анализ услоьий начала локализации сденга можн- вести на -основании анализа свойств изотермических поверхностей. ... : . . Пусть VQ - скорость резания. Допустим, что: -1. У0 =* const -

3. Частота образования элементов стружси не совпадает с любой из собственных частот станка. ■ ■ . , Для интерполяции скорос"" относительного сдвига между' элемента™-1 и 2 (ряс. 1) предлагается закон: •

V * Vf - Di3 (U)

■ где У,- скорость относительно:;. сдвига в начала высадки элемента 2, t - время, те(0,тк),. Б - козффицкент. пропорциональности. Значений.коэффициента D такое, чго при т=тк> V=0. При этом'условия шееы:

• ■ 5'.' л * гг; •' . /:(,5>.'

'• ' У -0037 ' . • . '•,

г да 1,- взлгзш огяосятелького смещэния . между 'элементами,. Фн угол сдвига пряЧяО,'7.,-передний угод.'За.время высадки элемента 2 образуется вовай.элемент ,i с толщиной" Д. Время' необходимое для его.образования:, . . • .'•■ ■ '

Ь

Г°

гдз У скорость скольхегем струнки со пзредкей поьэрхяоети-розца.. Для вычисления Ус используется форглула:..

уо - соэ'(фер-7) •

Величина определяется из формует:

'А " 7~

Т-оов-у '

Фср = or„tÄ {_г.а(пГ ИТ)

где r=t/t , где ton,p- средняя толщина .стружки. Гз равенства времен Тд и т:^ кмэем:

л (18) СОву'COS<Фср-Т) „

При относительном сдвиге между элемент вдоль поверхности локаль^ецка происходит уу.еньшда'1? кг.црякеш.ч текучести ьслэдсть!!!1 тс:.и:ературного разугрочцеяия. Для О о^ьшпяства применяемых материалов зависимость напряжения текучести от температуры с достаточной степенью точности интерполируется функциями вида:

егр(-Ь(Т-То)) ИЛИ От = О0•сое2(й(Т-Т0)), (19)

где Т --текущая те^лература, !Го - .температура качала ютс-р-поляцп", ь,а - коэф&гциенты учитываете разупрочнение. Поскольку толщина зо-ш локализации сдвига составляет обычно 3410 мка, то ее кокно представить • в матекавдаской моде^т плоскость». Толщина элементов сдвига при этом составляет величину на порядок есльвуг, чем тюке зоны эттексквнсго сдвига. Для црврацгявя теупариурн в этом случае имеем:

V-O-dt

¿¡Г =--I- , (20)

г.лгс^г^

• где V - скорость <явсся7зс-&эп> сдвига, изобарическая тс-ЕГ.чоем:;ос'.> 1£к'(шдь-К)1. >-пкйьгя Фуиквг» рьзулрсчневая Х(Г) и for-usas иаконеЕгя сксрс.-гк отюсотелького сдвига <р("> к/аем:

I т

qj(V)-a„.dT

аТ.

ТТтТ

™кр

-2- (21)

где т - температура начала локализации сдвига.

Подставлял уравнения 14 л 19 в 21 для функша: расупрочяо-ir,;r; т, зависимости от вроыека сдвига имеем соответственно:

1

f (!) ------- и

1 1 - Ъ.а.Гг'. (1-сс3)

1

f (Т) --т~--;---

а 1 - л • а. ■ t • (1 —ci )

a-V,

ГДе a = -2—1 и с = 0.06- —

тр 11,

при условии что влиянием зонн вторичной де^.'рла- ж аожво пренебречь.

Третья глава посвядена зксперимец'.'.'льной проверке построенных моделей, а такнз анализу влияния • погрешностей оценки экспериментзлышх коо^фадиентов. Для проверки формулы 3 был проведен эксперимент по следующей методике:

1. При обработке точением одного и того жэ материала фиксировались скорости перехода от слшзной к стружке локадпюго сдвига при различных подачах. Кззкдай эксперимент прозодился по три раза и з каждом "лучае определялись координаты крити-

^ кр*

2. Одно кз значений критической точки S^, VKp, принималось истинным. Значения S^ <J> • для остальных" точек начала неустойчивости считал! извастшиги. ?е:ягература начала локализация принималась постоянной. • .

3. По формуле 12'расчитывали значения критических скоростей и сравнивались с экспериментальными,

Отклонения рассчитанных значений V, отличались от ексте-

Кр

ркментальшх не более чем на 21%. Эксперимент по приведенной методике проводился на сталях " I4XI7H2, 08XI8K9T и оплата ХН60ВТ. Передний угол у составлял -7°, угол в плане с-ЗО"""', задний угол а=7°. Резание осуществлялось пятнгрошшмим пластинками кз сплава ВКв. При резании сплава ХК60БТ у^ол в илп-ке составлял 36°.• Проверка уравнения 3 осудесгзашлась и:: основании данных В.Ф.^оброза при обработк- стали -15, ЗЯ&м.п хромяпкалевого сплава. Зачисление производных aD/ds, ао/д? и до/ße осуществлялось на оснотчзш урав?оний '; я 11, Максянальная относительная погрешность с^стьвлллп !;"/! гргт доверительное интервале 35%.

Для проверки правильности интерполяции скорости отг-зек-тельнсго сдвига между элементами прсБ&д?;?.-. лрог.-р::з Фср-jv 18. Проверка осуществлялась по слодучгдей К'Чотакг:

I. Проводилось точеже кегалдв ь усасгю o-'.j «орз'лпя струхха локального сдвига и различных в'-дачме, передних углах и •.дарениях скорости резания.

.2. По изморенной сродкйй юявкв струки t рьоевглгсочл лась средняя скорость скохмгсааа отру, он кврадкй хкости резца V по формуле: ■ .

!о:!

(22)

где г - толщша срсзаемого слоя ь.атеризла.

3. По измеренному размеру Л (рис.1) и вычисленной скорости \'0 рассчитывалась частота образования элементов для каж- ' дой тройки значений ?о1 и 71 по формуле:.

А,

1/1« =

(23)

о!

где 1 - индекс означающий порядковый номер эксперимента.

4. По измеренному размеру 1£ (рис.1) шчислялоя $>я по формуле:

. ф„ = арови^ . (24)

, 20

*Л__

7 9 11 13 15 17 19 ;

' Рис; 2 ? :

5. Еичисляется угол ф„ по формуле 17.,...

-

6. По формуле 13 рассчитывалось^значение '£? для каждой тройки экспериментальных значений н

7. Для каждого .эксперимента вычислялась величина р по

Р

V4

>120.

(25)

8. Строилась зависимость величины р от соответствующей ей частота образования элементов.

Эксперимент по этой методике проводился на.сплаве ХН60ВТ. Зкгченкя подачи составляли 0.1, 0.15, 0.2, 0.25 мн/сб, по-реднего угла -3, -7 и -II градуса. Скорость резания при эксперименте принимала значения порядка 50, 60, 100, 125 и 160 м/мин. Зависимость р от средней частоты образования элементов показана на рис. 2. Максимальное значение р соответствовало резонансным частотам станка. Значения Дт вычислялась и по фотографиям шлифов стружки, приведенных в работах Талзн-това, БоброЕЗ и Командури. Относительная погрешность р во всех случаях не превышала 17%.

88 iOO

А

i2 200 ПА/iO.T ЭБ

7 Г*/»« IS » f ' fJCSO r-,. ' r- 3fi

Г-А:

л

\ ,

4_

•f '<

, Рис. 3

Ашш:гудно-'1^С1отныэ спектра у. рекца

в направления оси Z при точения сплава ВТ5

Для определения влкянпя переменной составляющей силы уч-зыкя при сЯразсЕгнни стружки локального' едзигг. били проведены эксдарзавя™ со иачзрешэ ускорения конца резца в нзя-р&в;.екк'. оси Z при разлагай: подачах и -скоростях. На р-«е. 3 и рис.' 4 предстазлепи результат сбраСсып титанового ВТ5 к никелевого ХКПВТ сплаг.ов.. Скорости резания титанового сплава обозначены метками 1-20 к/как и 2 - 2СО и/ал:н. Дяя ::/-нелепого сплава 15 и eG'M/tanr cootectctbcküo.- В сбои:-; случаи

ях глубина резания составляла 2 мм, подача 0.2 т/об, угол в плане РО° и передний угол 7°. При скорости резания 15 м/кшн никелевого сплава наблюдался сливной характер' струкси, а при 60 к/мин ~ хорошо развитая стружа локального сдвига.

Прь образовании локального сдвига отмечено усиление интенсивности колебаний нз частотах близких к частоте образования элементов. Вследствие непрерывного кайаения. скорости .относительного перемещения детали и резца частота образования с-х"уе:;тов и ссответствэь.о полоса г.озбуздаэкых часто? «оке? Сыть значительно бодьс.', чем ииринз спектра огтеделяе- • кого шрзкзнной сссгвачяяцей .сяш при постоянной скорости относительного перемещения детали к резца. При совпадении частоты образования элементов стружки локального сдвига с любой кз собственных, частот станка набхлдзвтея резонансные пеленая (рис. 3). Они сопровождается озычш интенсивим струюсодробленкбм и разлотанием элокентов стругай в 'плоскости колебаний.

аа 1 гсо

35

„<¿30 ас

\ . ■пяоги/яз.я г»г

< / ^ <агс«>п*/»гг>в .

И\

■ V ; К* /V

/ - го ; >

лЧ 4 "' ■ » \ V У

« \ уюоги/чогв/

\{ ч

• 4 Ул.

1ГЯГ

Рдс. 1

Ач^лигудно-чаетоише зникт/яг ул<ор?г".8 резца в пэнраазаЕПГ си: 2 при ю^е^-щ СПЛЬБЗ ХШОЁ1 .

&з» сар5дсл'зкяя влшй"; перехода ог ял;;шой к струзасе лз-;:аяы:сго «гаги нг> яагос С-гли "рсведэнк зкетрименты по еле-д-гаЗ - ' . '

прэ&яггг;.-;осточение разлгаах. ы..^. стй-'кй к сплавов

при разных скоростях резания. Путь рсзсния вндергивэлся шс-тоязшчм.

2. В качества черл износа призяталась максимальная ;г:гр:ста фаски износа по задай грани

Зкспергиентн проводились на сплазах ЭИ351, ХКССИ, ВТ5 и пя сталях Ст45, ОтССГ,ЭЙ481 и закаяс.шсЯ до 47 НВ стала Х5Г. В качестве рззсуцсго ипструноята использовались пят::- а чзт-ы-рехгрвянкз пластинки из Т15К5, Т5К10, ЗКЗ, К10'и Р25. Гдубя-на резания составляла- 0.& и 1 мм. Типичная кривая износа Ь.3 как функция скорости резания для ХШСВТ показана на рис,- 5. 4

ДлалоотпиЯ характер ийла жривкэ износа и при остальных зксгтердазнтзх. Иссглзнг-} составлял «маз В15. Для него перегиб па кркасй износа но »»¡Задался и интенсивность искоса яшэ2но возрастала с увешюкием скорости- рззжя. Для ьовх остальных случеэз течка 'пзрэгёЗа соответствовала сксрост-л терхота от сдзеноЙ к струя» лекального' сдвзга.

Лдя определения вляягая нз^екеЕтя характера струккооСра-аовэгая кз квроховатость поверхности проводилась оСработ:« при скоростях твьгах я бошза чем" скорость • при. которой .наблюдается яэджвкас^ характер» струг-косбразоззния при рзз-

ляшая уайоьгж рэзгкхя п материалах. Качаогзешоз к кодл-чеотшпоо ашсзве герэгода сг слепой к стругяз докаяьного сдшга на паргчаттч яэрохсватоста К„, К, п. форму грдйес-зв пр:: точения ео кабясдэлось, тем на кзнсе, при сксрссггях рэ-згия ьщ» крлккэокш:, обнарути отд? чье/с гвдетгняя .галдо на оерйбогзшсЯ доюркиосги, быьвяшю процессом пгро-стсо5разоБет*л. Частота голкпавиг закосит от каре оврзСаы-ь: - .ого моргала.

В четгит-тоД главе рркгегуш шда расчета crojscïk переход; к cV^as« лгамьяого едмггг п расчета В8лзкл»ч р. jfe-ку jTp:;-.spH раечэгг, .

Длл разч'-га скорости перехода к сгружко донь^лого сдида» юойдэдемо : ....

Кз c':a?i/-ioef.í2L л кпотэр-^Ибс;-^.?. дсп;тс;е^ опредзя-г-й, ыигсзегя грос.гьодн» Oo/¿i- к' Ос/5е. Ддд их. cuas шкйъгогзжка, цз fi:

¿v ' 4.55 .

« —s—с- \

. ¿г е -, - •

» Í3.9JSCS * ^LS.í/S/'EÍ'b.C-í^0'^!;-^;,

• -о- - . -- •

?.. К.. осеох,гл-ж o^sroü ki

•тсдет« расчета да csaars <.-, олпсделд?ь ero аиашпо ups да-й&д /«осдвс oíipcCona. t. р?,Зото cssastcyvo* нг-

"Pa»-eöi-i. Сза метода омотазтез тек, что yrcs сдакгй ычйслястся на œwô£&fj!S2jr£SWïsœ

кг >ç& ргста^иж <:0 ,, i.; сь„ r,r,î ?0 ¿ - ¿oAusaifi пр-зд:-Д ïa-kj-iîot'î П-ч^Ь. a Су ~'iposv;-!i?"B сок^ссаягагэ pasfasy СШа). Basst^ кг» rV<a ci¿sca 3 прегггодиз^ь ra ■

fe^ír.O ~е(пв°} * т] + i' í¿o) ■ ■ -

з'. К» сгфезочго'и * «згсяэггатся r^s ' «гаэ-

ПрОЙСЛЧ Ж' J. Е TSinTipäCipCarO^CÄrjCBI и.

•i, ДЯЙ Ь22Ч&НКЯ XZC&Ï -ДЬВОГО НЗПрЯЕеШЗ ьдо.с. гсЕэр'с'/.ост;;;

гс-кзлг.аэц®!- .прякто за:л-8ндо рйссугганаос«' со оддоде 11.

5- О даг ЕЗ параметров Еяа-Vp ?'йиргЬтся в

кйчьсте; поргнокЕОй 19ЖЧЙЖ. 3 дазочдодот ôpra.'Ops so по— po;fO:c;ys гыбрала скорость pasasssir. ' :

С. Вздоюя ьгрхирэтжж- д ргмегп!;-"! воян^ьа -'с «а^шаг atrotî, до тс», гор, ио?л в-э а. Ддя сцд^.

прехгзоодаой ¿Т/йс Егд^льеугюя 'Ьа^алняе 8. ' ; . it ' ■ ■■ ■■..•'■■■•.'■

»■f.

дхя в.'«асдэ®и1 псгрешностзд отклонения гэсрзтячэского. от экспериментального гнзчешя вэ лиана Л и определения р.-зо-нрнойчх частот токарного стенка необхотг.-о пронесгл э*'еп?ря-кент и екполкть рэсч?тв по методякэ 15»длсшшэа в третьей главе. Посла этого необходимо построить зависимость р от ччсгсты образов-::-:;'-?. элементов. Хахстазлышм значениям Р со-отрггстяукт со'.'ствеаг29. частота стаже в направления I в дга-аязгезе частот образования элзкентсв стругает.

В то^л,::'-) 1 лризеденп кекоторыг рэзааи точеннч, яолучен-йиз зз сккогшш прогедезннх зкспэркменхэз к расчетов.

Таблица 1

ПерздггкЗ угол градусы Тс. .пегнз среза Тгзпдость КГ/Ъ?.!2' Рекомендуемая . скорость рез^яия м/мин

ЖШ -7 0.14 » 35

60Р 5 - 0.14 * 200

}~;Г 5 . 0.14 470 ' 55

СТ-45 -8 0.25 зоо 100**

Э1Ш -е . 0.15 370 70**

хрем-пи- КвЛЭЕЭЯ сталь - -а 0.15 450 50**

СТ-40 .-5 0.10 т 720***

ЖГ7ТСР -7 -7 ' -7 . - зщ ооо 262 252 262 ■ 70-:

Примечания: » - в состоянии поставки »« - данные 2.й. Боброва - ««» - расчет

Практическое применение рекомендуемых в тг&тнце 1 скоростей резания позволяй! использовать твердосвлаккр ноперэта-иваемм пластинки с наибольшим 8ффтсн.|

В псязозанияж приведет; текста программ'и протокола екс-поржзатов. ' '. ^

Зснлзчениэ

В результате проведенной ребогз можно сделать следуете. вввода: ,

1 На .основания теоретического анализа мочпгйема обрсзо- ! вяння отрукки лекального сдвага разр?Согена кэтодака опрадс-

дзяня гранячкпс условий резаная, характеризующих пароход к оЗразовгаав бх&ххш лекального -сдаага. • \ 2. Теоретически установлено, что темперазурз, характеризуем переход к'-^загльвачу сдаату,' является (^нкцгеа тагсло-С&игюскпх хврзитерастак шгврааха е не зависит • от' рееош ^ резания я геометрии режущзго ташма.

3. ■ Результаты энспершгенталлшх исследований павсаяваагя рсхумзго клта в зонах егшваого а элементного с-гружкэовраво-ваетя показшаат, что переход к мзиенгвоку струг*;ооСразозаг ей» приводах к суг^стванноку уваяланаз скороста ¡.знггавз-шя. Гюэгэку, критическая сксрость сврехода к лак£дязацпя дзформацзя стрркк vaxs? быть аспольаовска да рз-р^Зоткл рекомэндгшА шз.вк&зру ойгаэта e&araEssax сарсоть2 рэза-sk?-- ' .

ЕьаьдамзЯ о уикггззмы гяс.^остй. psssasa ггрход к- "

струзко, приводят к еэаяак5034ейз б юхгогзгачэс-

ео£ лопо1-42т5льшх кздезвгй ссотаэтзтвуггга частота .

образований зигзагов струави. Зтг, nosaSspzd ysojsrca&vi e-J-цлг уровень ёзвго сгакгра уодгааизй- czcîaîa»

•¿лЗо £ ^izzizzz z peso »зжгггс çtrx кэтс-ica.-;

HOCÏb. . -, • . . ' '

6. -ha ocroasïis лр-гдлогь^ою еогл&е tsMîrsss • еййж оросительного сдага нзж/ .Еро^псжьа ёвхлб с*-

•рэдзхзвкя -созездзозсс 4sstox*aosi3EnsiD}£ гра ксх»5&-

тольесй ck^'v,,*»-, a.2£5»5 <k5i.s0ïi кшх езиззэейг ш>рс35?2 . отсэехс&2и$го Еерсмзгехгз: дагапс к ehoepjîobïs. .

Осзсизй пэдзгаяг •' . В «гд??сзг

ятЗзжвдсгл: . ■

-r r. teajûta F.iyciQâ^asccssbïs'îeE» CÏJTE-V .

»Pi -Ltiii paSs&CTÎ КйГгрЖЖР./ tUI.OfTpCS //• ÏCÎSCS.ЯОКДВДа eâ Ш reyascE iisagopsç» с-одгвруиЕ: агаяр&гаоз COQ?-e дукгродакм. Sosisu, ЗЭКЗ, г е.С2.

?.. осоз^ллата npc&ccù струг:;ообргво>аг.д eps сгёрссзеи • , ' 'роегла- рвзг^ж t;2*aa»s / Е.ПЛйгрсз // 5ог' '

якаг досада ■Пау-л^-^бпачэског'о cessaspa ^xessa е çcxeû-;.сгия Слардкск*.. - C.S7,' ' .

3. ЕЙ-ДЙЕЬЗ i^p-oepa cipyscoop-isoEffins ES '•.

овработкяаай шириаств / '¿ЛЗДедззсл, П.П.Шарог '// ^UjfîS-ш)еш8кв: cc5pii«î.i kstîpwfso» {ьссдага з bs~.. '

b2h055p&eik£j кйтфалк .крзглосрчкяо ой^ш&ра . î3-i4 ' kss

ISSIr.. - Лешград, 1Ш* - O.EC-5S. "• ■ ' ' • ' .

. -

4. Саян рсзапия яра сбреботаа никелених и татеяои« сплавов / Л.Н.Петршша, П.П.Батроя // Нута шкгшвния гф&эктив-1сстп обработси материалов резанием в иааш)сгро<»киа: msto-иеял краткосрочного сектавра 13-14 мая 1991г., Ленинград, ШТП, 1991, - 0.33-34.

одшсаяо к печати а.се.я>. Тирах ICQ экз.

акяз зе /. Бесплатно

тагечатано па ротапринта О.-ПГТУ

95251, Санкт-Петербург, Политехшгчоск.чя ул., 29.