Влияние РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ НА ПАРАМЕТРЫ СТРУЖКИ ПРИ ОБРАБОТКЕ СПЛАВОВ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ РЕЖУЩИМ ИНСТРУМЕНТОМ С ЗАЧИЩАЮЩЕЙ КРОМКОЙ
Козлов А.М., Кичигин А.Н. (ЛГТУ, г.Липецк, РФ)
The influence of environment on the chip characteristics in the process of using the cutters with the cleaning edge naps determined according in the experimental researches.
Процесс образования стружки на передней поверхности режущего инструмента в настоящее время изучен достаточно полно [1 – 5], что нельзя утверждать применительно к зачищающей кромке широких резцов. До сих пор не существует точного метода определения формы сечения среза при использовании данного инструмента, что не позволяет научно-обоснованно назначать режимы резания.
Основные характеристики стружки, образующейся при использовании широких резцов, приведены на рис. 1 [6]. Но в работе не рассмотрено влияние режимов резания на параметры стружки, что не позволяет их прогнозировать.
Влияние режимов резания на параметры стружки при использовании резцов с зачищающими кромками изучалось на примере обработки бронзы БрА9Ж3Л и цинка. Основные экспериментальные графики, описывающие данное влияние, представлены на рис. 2 – 4.
Из приведенных на рисунках экспериментальных графиков (Словом «Полиномиальный» выделены кривые, аппроксимирующие экспериментальные точки) следует, что с интенсификацией режимов резания проявление особенностей стружкообразования с использованием широких резцов снижается. Так как производительность обработки, главным образом, зависит от подачи S, то при S > 1 мм/об отсутствует спутывание стружки, на что влияет снижение длины Lу и ширины Ву уса, а также улучшается стружкодробление за счет того, что исчезают прямые участки стружки (снижается величина Lп) и соответственно снижается вероятность прохождения стружки поверх стружколомающего элемента (рис. 3).
Основное различие параметров стружки заключается в явлении наростообразования, при этом данное влияние наблюдается, в основном, в том интервале скоростей резания, в котором происходит срыв нароста с передней поверхности режущего инструмента (при обработке бронзы и цинка нарост соответственно не образуется и образуется) (рис. 2).
Для повышения производительности обработки сплавов цветных металлов в области значений подач порядка 0,5 мм/об за счет снижения величины Ву необходимо снижать температуру резания за счет уменьшения скорости резания и ширину площадки контакта стружки с передней поверхностью режущего инструмента за счет применения укороченной передней поверхности, либо использования смазочно-охлаждающей жидкости.
|
вид сверху (бронза БрА9Ж3Л)
|
|
|
вид снизу (бронза БрА9Ж3Л)
|
вид сбоку (цинк Ц1)
|
|
Lу – длина уса стружки; L – расстояние между усами стружки; Ву – ширина уса стружки; Lп – длина прямого участка стружки; w – угол проворота между прямыми участками стружки (между плоскостями, проходящими по прямым участкам стружки); gпХ – угол между прямыми участками в плоскости стружки; gпY – угол отклонения прямых участков от плоскости стружки; jуX – угол отклонения уса от тела стружки в ее плоскости; jуY – угол отклонения уса от плоскости стружки. |
вид сбоку (цинк Ц1)
|
Рисунок 1 – Параметры стружки, образующейся при использовании широких резцов
Отметим, что при использовании зачищающих кромок наблюдается заведомо лучшее стружкодробление за счет того, что поворот прямых участков стружки относительно друг друга повышает вероятность ее поломки о деталь, заднюю поверхность инструмента или стружколомающий элемент.
Разработанные на основе экспериментальных данных рекомендации по необходимости обработки сплавов цветных металлов резцами с зачищающей кромкой в области величин подач S > 1 мм/об можно использовать для повышения производительности их обработки. Показано, что в области величин подач s порядка 0,5 мм/об необходимо снижать скорость резания, либо применять СОЖ, что не всегда возможно при их обработке. Отмечено, что при использовании режущего инструмента с зачищающей кромкой наблюдается заведомо лучшее стружкодробление по сравнению с инструментом стандартной конструкции.
Рисунок 2 – Влияние скорости резания на параметры стружки (БрА9Ж3Л – ВК8, S = 0,43 мм/об, t = 3 мм, длина зачищающей кромки Lзач = 9 мм, φ = 45˚, γ = 5˚, λ = 0˚)
Рисунок 3 – Влияние подачи на параметры стружки (Ц1 – ВК8, V = 20 м/мин, t = 3 мм, Lзач = 9 мм, φ = 45˚, γ = 5˚, λ = 0˚).
Рисунок 4- Влияние глубины резания на параметры стружки (БрА9Ж3Л – ВК8, S = 0,85 мм/об, V = 12 м/мин, Lзач = 9 мм, φ = 45˚, γ = 5˚, λ = 0˚)
Литература
1. Шустер, Л.Ш. Адгезионное взаимодействие режущего инструмента с обрабатываемым материалом [Текст] / Л.Ш. Шустер – М.: Машиностроение, 1988. – 96 с.
2. Матвеев, С.Н. Кинематика стружкообразования при косоугольном резании с осевыми вибрациями [Текст] / С.Н. Матвеев // Резание и инструмент. – 1988. – Вып. 40. – С. 21 – 23.
3. Железнов, Г.С. Особенности процесса резания материалов с образованием тонких стружек [Текст] / Г.С. Железнов, С.Г. Железнова // Технология машиностроения. – 2006. – №1. – С. 19 – 21.
4. Кузнецов, В.А. Особенности процесса стружкообразования при резании предварительно деформированного слоя [Текст] / В.А. Кузнецов // Резание и инструмент. – 1986. – Вып. 36. – С. 74 – 77.
5. Жуков, Ю.Н. Стружкообразование при несвободном резании металлов [Текст] / Ю.Н. Жуков // Повышение производительности труда и степени точности механической обработки. Свердловск, изд. УПИ, Труды Уральского ордена Трудового Красного Знамени политехнического института им. С. М. Кирова, сб. № 238. . – 1975. с. 48 – 56.
6. Козлов, А.М. Особенности стружкообразования при использовании широких резцов [Текст] / А.М. Козлов, А.Н. Кичигин // Технические науки – региону [Текст]: сб. научн. тр. Липецк: ЛГТУ, 2007.-116с.