О ВЛИЯНИИ ТЕПЛОВЫX ВОЗДЕЙСТВИЙ НА РАБОТОСПОСОБНОСТЬ ТВЕРДОСПЛАВНОГО ИНСТРУМЕНТА ПРИ ПРЕРЫВИСТОЙ ОБРАБОТКЕ СЕРОГО ЧУГУНА

 

Симонян М.М., Балаян В.А., Кочарян К.С. (Ванадзорский филиал

 Государственного инженерного университета Армении)

 

При прерывистой обработке материалов резанием на работоспособность тведосплавного инструмента большое влияние оказывают адгезионные явления, тепловые воздействия и ударные нагрузки, возникающие в момент врезания инструмента в обрабатываемый материал [1,2]. По данным [3] при фрезеровании материалов склонных к адгезии, доминирующее влияние на работоспособность инструмента  оказывают адгезионные явления.

Исследования, проведенные нами с использованием специально разработанной методики для оценки работоспособности инструмента, позволяющей исключить влияния удара при врезании и условий выхода режущего клина из зоны резания, также показали, что при обработке сталей превалирующее влияние на стойкость инструмента оказывают именно адгезионные (застойные) явления, степень воздействия которых зависят от вида контактирующих пар, режимов резания, продолжительностей (соотношений) рабочих и холостых ходов, и циклов нагружений [1,4, 18].

Для выявления степени влияния тепловых воздействий на стойкость твердосплавного инструмента были проведены экспериментальные исследования, с исключением влияния удара при врезании, условий выхода инструмента из зоны резания и адгезионных явлений, при варьировании величин путей и режимов резания, длительностей рабочих и холостых ходов и их соотношений: t_раб./t_хол. или t_раб./( t_раб. +t_хол.). Для исключения влияния адгезии в качестве обрабатываемого материала использован серый чугун СЧ18. Измерение и регистрация температуры была произведена при помощи специально разработанного сдвоенного резца [5]. На рис.1. приведены основные данные проведенных исследований и микрофотографии рабочих поверхностей инструмента из ВК8 после проведения опытов.  

Оценка стойкостей инструментов производилась сравнением износов по главным задним поверхностям. В экспериментах была поставлена зада­ча выявления влияния на стойкость инструмента не только прерывистости обработки, но и числа цик­лов его нагружений (врезание-выход). Исследования проводились при прерывистом точении рабочих шеек, имеющих в одном случае длину l_{. ш}= 4 мм (t_раб =1,2 с), а в другом случае - l_{. ш}= 2 мм (t_раб =0,6 с),, что позволило при постоянной длине обработки на каждом проходе увеличить число циклов входа и выхода резца из заготовки в два раза (рис. 1) и оценить влияние числа циклов "нагружение-разгружение" на стойкость инструмента.

Результаты проведенных исследований показали , что при обработке серых чугунов с исключением удара при врезании и  условий выхода из зоны реза­ния, хрупкое разрушение твердосплавных пластин от термоциклических воздействий не происходит. Этот вывод под­тверждается и при увеличенном числе циклов нагружений ("врезание-выход"). При длине пути резания L=1800 м на рабочих поверхностях всех инструментов наблюдались одинаковые по характеру следы изнашиваний (рис.1). Величины износов по главным задним поверхностям в среднем были примерно равны (рис. 2).

На рис. 3 приведены зависимости стойкости режущего клина из ВК8 от скорости резания при непрерывном резании СЧ18 и эксперимен­тальные точки, полученные при разных длительностях холостых ходов.

 

Рисунок 1( а, б, в) - Микрофотографии рабочих поверхностей инструментов  из ВК8 при непрерывном и прерывистом точении при различных циклах нагружений

Рисунок 2 - Зависимость размера износа h₃ от длины пути резания при непрерывном и прерывистом резании с различными циклами нагружения

Рисунок 3- Стойкость твердосплавного инструмента из ВК8 в зависимости от скорости резания при непрерывном и прерывистом точении СЧ18. t=1 мм;     S=0,25мм/об

 

Результаты исследования показали, что при прерывистом резании хрупких материалов, когда влияние адгезионных явлений на стойкость клина от­сутствует или проявляется слабо, разница между стойкостями инструментов при непре­рывном и прерывистом резании с различными режимами резания несуще­ственна,  независимо от длительностей рабочих и холостых ходов и это дает основание полагать, что при обработке пластичных материалов доминиру­ющее влияние на стойкость режущего инструмента оказывают не температурные перепады на контактных поверхностях клина, иногда оказывающие большое влияние,  а адгезионные явления, обусловленные видами контактирующих пар, при постоянстве влияний остальных факторов.

Заключение

В процессе резания серых чугунов и при отсутствии ударных нагрузок, с изменением температурных перепадов на контактных поверхностях инструмента и циклов нагружений в широком диапазоне, хрупкое разрушение режущего клина не происходит, а стойкости инструментов, работающих в одинаковых режимах прерывистого и непрерывного точения, особенно не отличаются.  

Литература

1.   Симонян М.М., Навоян М.О., Кочарян К.С. Влияние адгезии, ударной и термоциклической нагрузки на период стойкости твердосплавного инструмента в условиях прерывистого резания. //Вестник Инженерной Академии Армении. – 2006, -  Т3. №3. – С. 417-422.

2.    Симонян М.М., Навоян М.О., Кочарян К.С. Влияние ударных воздействий и адгезионных явлений на стойкость твердосплавного инструмента при прерывистом резании. //Вестник машиностроения – 2006, -  №9. – С. 67 - 69.

3.   Ташлицкий Н.Н. Особенности изнашивания твердосплавных инструментов при прерывистом резании // Вестник машиностроения – 2005, -  №7. – С. 55 - 56.

4.   Симонян М.М., Навоян М.О., Кочарян К.С., Симонян Д.М. Повышение стойкости твердосплавных инструментов при прерывистом резании с созданием предпосылок улучшения экологии процесса обработки. // Научные труды посвященные 80-летию дня рождения С.Н. Мергеляна. Сборник материалов – Ванадзор, изд. «СИМ» 2008. – С.151-158. (На армянском языке)

5.     Патент Армении  № 2253  Составной резец. Зарегистрирован 01.09.2008// Симонян М., Кочарян К. (на армянском языке)