Повышение стойкости токарных резцов на основе учета формы передней поверхности и кривизны поверхности резания

• Автор: Сорокин, Евгений Владиславович
• Шифр специальности: 05.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Тула
• Количество страниц: 168 с. : ил.

1 СТОЙКОСТЬ И ЕЕ СВЯЗЬ С ПАРАМЕТРАМИ ИНСТРУМЕНТА И ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ

1.1. Плоская форма передней поверхности

1.2. Передняя поверхность с уступом

1.3. Передняя поверхность с радиусной канавкой вдоль режущей

кромки

1.4. Цилиндрическая передняя поверхность

1.5. Сложная форма передней поверхности

1.5.1 Локальные сферические углубления

1.5.2 Локальные сферические выступы

1.6. Цели и задачи исследования

2 ВЛИЯНИЕ КОНСТРУКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПЕРЕДНЕЙ ПОВЕРХНОСТИ НА ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ
2.1 Накладной стружколом
2.2 Локальные сферические углубления
2.3 Локальные сферические выступы
2.4 Ротационные элементы
2.5 Выводы
3 ВЛИЯНИЕ КРИВИЗНЫ ПОВЕРХНОСТИ РЕЗАНИЯ НА ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОЦЕССА ТОЧЕНИЯ
3.1 Взаимосвязь явлений в процессе резания
3.2 Влияние кривизны поверхности резания на угол сдвига
3.3 Связь угла сдвига с основными характеристиками процесса
резания
3.4 Выводы
4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ДИАМЕТРАХ ОБРАБОТКИ

4.1 Характеристики процесса точения
4.2 Зависимость диаметра витка стружки от диаметра заготовки
4.3 Сопоставление точения и растачивания
4.4 Выводы
5 СТОЙКОСТЬ РЕЗЦОВ ПРИ ТОЧЕНИИ И РАСТАЧИВАНИИ ЗАГОТОВОК РАЗЛИЧНОГО ДИАМЕТРА
5.1 Точение
5.2 Растачивание
5.3 Апробация результатов исследований в производственных
условиях
5.4 Выводы
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ
Обработка резанием до настоящего времени является наиболее распространенным способом формообразования точных деталей в машиностроении, эффективность которой во многом определяется эксплуатационными показателями режущего инструмента, одним из которых является его стойкость.
От стойкости зависят производительность и себестоимость технологической операции. Она является основой для расчета нормативных запасов режущих инструментов, повышенный расход которых может свидетельствовать о нарушении рациональных условий их эксплуатации.
Вопрос стойкости инструмента является одним из важнейших в теории резания, несмотря на достаточную изученность факторов, влияющих на нее. Среди них особое место занимает форма передней поверхности, которая является важнейшим конструктивным элементом режущего инструмента, поэтому она подвергается постоянному совершенствованию, что приводит к усложнению ее конфигурации, которая представляет собой комбинацию уступов, углублений, выступов, радиусных и плоских участков в различных сочетаниях.
Особенно это видно на примере современных сменных многогранных пластин (СМП) ведущих производителей инструментов, таких как SANDVIK COROMANT, MITSUBISHI, KORLOY, ISCAR и многих других. Основное внимание при этом уделяется повышению стойкости инструмента при одновременном снижении уровня силы резания и формировании компактной стружки, отвечающей требованиям безопасности и автоматизации производства. Во многом это достигается за счет того, что сложная форма передней поверхности способствует уменьшению площади ее взаимного контакта со стружкой. Это позволяет реализовать принцип укороченной передней поверхности в современной интерпретации.
Однако имеющиеся сведения о влиянии сложной формы передней поверхности на характеристики процесса резания, определяющие стойкость ин-

ричном расположении углубления. Уменьшение Д. увеличивает жесткость стружки, в результате чего она начинает дробиться на короткие цилиндрические спирали. Изменение диаметра витков спирали при смещении ребра жесткости к той или иной стороне стружки, а также направления ее отвода из зоны резания, обусловлены изменением момента инерции поперечного сечения относительно соответствующей оси. Интересно отметить, что укорочение стружки, измеренное по ребру жесткости, не зависит от его месторасположения по ширине стружки. Это свидетельствует о постоянстве условий, при которых формируется ребро жесткости в локальном углублении на передней поверхности. Кроме того, можно сделать вывод о том, что при высоких скоростях резания стружка с более жестким поперечным сечением завивается в виток меньшего диаметра, который в момент схода по передней поверхности контактирует с ней на меньшей длине.
На рисунке 2.7 приведены результаты измерения геометрических параметров поперечного сечения стружки, полученной в этих экспериментах. Как видно из рисунка, толщина стружки по ребру жесткости меньше, чем на участках, сформированных на плоских частях передней поверхности СМП. Это также свидетельствует о меньшей усадке стружки, сформированной в сферическом углублении, поскольку она однозначно связана с толщиной стружки.
В формировании конфигурации поперечного сечения кроме режущей кромки принимает участие и само углубление. Это вытекает из сопоставления размеров профиля режущей кромки с аналогичными параметрами на контактной стороне стружки. Так, на режущей кромке глубина радиусного углубления составляет 0,45 мм, тогда как на контактной стороне стружки этот параметр больше.
Из рисунка также следует, что в результате завивания стружки с ребром жесткости ее прямолинейные участки на краях загибаются во внутрь витка. Особенно это заметно при резании с высокими скоростями. Такое становится возможным в силу меньшей толщины стружки по ее ребру жестко-