7.1.5 Установление закономерностей влияния элементов режима резания на характеристики износа и стойкость инструмента

При проведении стойкостных испытаний пользуются следующей методикой. Определяют условия обработки: выбирают инструментальный и обрабатываемый материалы, конструкцию и геометрию режущего инструмента; назначают режимы резания и другие параметры. В течение периода стойкости режимы резания остаются постоянными.

Перед началом испытаний устанавливают критерий износа  (или  – критическая глубина лунки). Осуществляют подготовку инструмента (перед опытами рабочие поверхности инструмента должны быть заточены – износ отсутствует). При проведении эксперимента делают периодические его остановы, в моменты которых производят замеры времени работы инструмента и величин износа его рабочих поверхностей. Если износ протекает неравномерно, то делают его зарисовки (фотографии), определяют максимальные и средние его значения. При достижении величины износа, равной или близкой критерию износа, опыт заканчивают. Суммарное время работы инструмента (время резания) определяет стойкость этого инструмента при заданных условиях проведения эксперимента. По данным эксперимента возможно построение графика зависимости износа инструмента от времени его работы. Число повторений каждого опыта определяется допустимой относительной ошибкой результатов и надежностью (доверительной вероятностью).

Одним из основных факторов, влияющих на стойкость режущего инструмента, является скорость резания. При определении ее влияния на стойкость все остальные условия (в том числе подача и глубина резания) остаются постоянными. Проводятся стойкостные испытания при различных скоростях резания. В общем случае зависимости  имеют сложный характер. Чаще всего эти зависимости представляются в логарифмических системах координат типичными кривыми (рис. 7. 21).

Эти зависимости при обработке быстрорежущим инструментом состоят из двух участков, в пределах которых влияние скорости резания на стойкость инструмента резко отличается. На левом участке имеет место слабое влияние скорости резания на стойкость. На правом участке влияние скорости резания на стойкость является сильным (стойкость резца падает пропорционально десятой степени скорости резания).

При определении влияний глубины резания и подачи на стойкость режущего инструмента проводятся также стойкостные испытания. При этом может изменяться только один параметр (глубина резания или подача), а остальные параметры остаются неизменными.

Для разных значений данного параметра определяются зависимости . На рис. 7. 22 и 7. 23 показаны такие зависимости при обработке молибденового сплава [28].

При скоростях резания, превышающих рекомендуемые нормативной документацией, увеличение глубины резания и подачи приводит к уменьшению стойкости режущего инструмента. В то же время в общем случае эти влияния оказываются сложными.

Из графиков (рис. 7. 24) видно, что с увеличением подачи стойкость может возрастать, быть неизменной или уменьшаться. Это связано с тем, что при различных температурных режимах имеют место различные по своей природе виды износа.

Для уменьшения времени стойкостных испытаний при определении влияний параметров режима резания, параметров геометрии инструмента на его стойкость проводят так называемый многофакторный эксперимент [16].

Для этого осуществляют планирование проведения экспериментов по определенной, заранее подготовленной схеме и одновременно варьируют все независимые переменные [6].

При этом используются методы статистической обработки результатов экспериментов. Конечным результатом многофакторного эксперимента являются полученные эмпирические зависимости.

Рис. 7. 22. Влияние скорости резания на стойкость резцов из быстрорежущей стали при точении стали 40Х и молибденового сплава ВМ-1( =1 мм; =0, 1 мм/об)

Рис. 7. 23. Влияние скорости резания на стойкость резцов из твердого сплава ВК8 при точении молибденового сплава ВМ-1 с различными глубинами резания

а

б

Рис. 7. 24. Влияние скорости резания при и глубине резания t = 1 мм: а – на стойкость резцов из твердого сплава ВК8; б – на температуру резания при точении молибденового сплава ВМ-1 с различными подачами в кружках текст не читается