Стойкость инструмента

Стойкость – это свойство инструмента сохранять режущую способность при воздействии физико-механических и химических процессов, имеющих место при резании материалов. Это важный технологический фактор, влияющий на производительность и стоимость обработки резанием.

Количественной характеристикой стойкости является период стойкости – время работы режущего инструмента до допустимой величины износа, определяемой критерием затупления. Период стойкости инструмента не является величиной постоянной и зависит от различных условий обработки, таких как режим резания, свойства обрабатываемого материала, жесткость оборудования, а также от применяемых СОЖ и геометрии заточки. Для получения зависимости влияния условий обработки на период стойкости проводят специальные стойкостные испытания.

Скорость резания оказывает наибольшее влияние на период стойкости режущего инструмента. Поэтому зависимость представляет наибольший практический интерес. Для получения этой зависимости проводят экспериментальные исследования, в ходе которых изменяется только скорость резания, а все остальные параметры процесса остаются неизменными. Методика эксперимента заключается в следующем:

1) выполняются исследования влияния скорости резания на износ инструмента, причем инструмент доводится до полного

Рис. 36. Зависимости величины износа инструмента от времени работы при различных значениях скорости резания

разрушения. По результатам исследования строятся графики зависимости величины износа от продолжительности обработки при различных (рис. 36);

2) на полученные графики наносится линия, соответствующая допустимому износу инструмента, который берется из нормативов по режимам резания;

3) определяются периоды стойкости инструмента при различных скоростях резания ;

Рис. 37. Зависимость периода стойкости инструмента от скорости резания

4) на основе графических зависимостей, представленных на рис. 36, строят графическую зависимость (рис. 37);

5) проводится анализ, полученной графической зависимости , на основе которого можно сделать вывод, что для практических целей представляет интерес ниспадающая ветвь графика, так как в зоне восходящей ветви очень небольшие скорости резания, а следовательно, невысокая производительность обработки. Ниспадающая ветвь графика в определенном диапазоне изменения скоростей может быть описана зависимостью вида , получившей наименование зависимости Тейлора.

6) находятся численные значения коэффициента , учитывающего конкретные условия обработки, и показателя степени при скорости . Для этого выражение Тейлора логарифмируют, после чего оно приобретает вид . В двойных логарифмических координатах полученное выражение трансформируется в прямолинейную зависимость (рис. 38) вида .

При = 1 м/мин , поэтому .

Показатель степени в зависимости Тейлора находится как тангенс угла наклона прямой линии к оси абсцисс . Он характеризует интенсивность влияния на .

Обычно для практических целей пользуются обратной зависимостью Тейлора, а именно

Рис. 38. Зависимость Тейлора в двойных логарифмических координатах

,

где - допустимая скорость резания при заданной стойкости, м/мин; - постоянный коэффициент, учитывающий конкретные условия обработки; - показатель относительной стойкости .

Аналогичные выражения могут быть получены для частных

зависимостей «период стойкости – подача» и «период стойкости –глубина» . Эти зависимости будут иметь вид

; ,

где и - постоянные коэффициенты, учитывающие конкретные условия обработки; , - показатели степеней, учитывающие соответственно интенсивность влияния и на период стойкости инструмента.

Зная частные зависимости можно получить общую зависимость, связывающую параметры режима резания со стойкостью

или

где ;

Представленная зависимость получена для конкретных условий обработки. Для распространения этой зависимости для других условий резания необходимо вместо ввести коэффициент , определяемый по формуле

,

где - коэффициент, учитывающий свойства обрабатываемого материала; - коэффициент, учитывающий состояние обрабатываемого материала; , , - коэффициенты, учитывающие геометрию инструмента; - коэффициент, учитывающий радиус при вершине режущего лезвия; - коэффициент, учитывающий износ инструмента; - коэффициент, учитывающий смазывающе-охлаждающую жидкость.