При предварительной обработке (черновой, получистовой) эта скорость резания 
должна соответствовать определенной стойкости инструмента 
, при которой достигается один из следующих показателей, обеспечивающий максимальный путь резания до затупления (
):
1) максимальная производительность (
);
2) минимальная себестоимость (
);
3) минимальный удельный износ инструмента (
).
Кроме того, при предварительной обработке оцениваются также:
1) максимальное сечение среза и максимальная величина износа инструмента, при которой наступает поломка его режущей части;
2) сопротивление резанию (по удельным силам резания);
3) способность образовывать хорошо завивающуюся или ломающуюся стружку.
Критерием затупления режущей части инструмента при окончательной обработке считают величину износа, вызывающую изменение размеров обработанной детали или ухудшение качества ее поверхностного слоя больше допустимого значения.
Для оценки обрабатываемости чаще всего используют экономическую скорость резания, т.е. скорость, соответствующую стойкости, при которой достигается минимальная себестоимость обработки (в первом приближении).
Например, в единичном производстве при точении на универсальных станках за критерий обрабатываемости обычно принимается скорость резания при стойкости резца 60 минут (
), при торцовом фрезеровании используют скорость резания при стойкости 180 минут (
).
Скорости резания, обеспечивающие наибольшую производительность, как правило, значительно больше скоростей наименьшей себестоимости.
Поэтому с целью экономии затрат оценку обрабатываемости резанием ведут по скоростям максимальной производительности, которые для точения примерно соответствуют стойкости 20 минут (
), а для фрезерования – 60 минут ().
|
|
В справочных и нормативных материалах обрабатываемость обычно указывается не величиной допускаемых скоростей резания, а в виде коэффициента относительной обрабатываемости (
).
Он определяется как отношение допускаемой скорости резания оцениваемого металла к скорости резания материала, обрабатываемость которого принята за эталон ( = 1).
В качестве эталона обрабатываемости обычно принимают конструкционную углеродистую сталь 45, прошедшую нормализацию или отжиг и имеющую определенную структуру и механические свойства.
Иногда за эталон берут нержавеющую сталь 1Х18Н9Т, обрабатываемость которой мало зависит от термической обработки.
Коэффициенты относительной обрабатываемости для одного и того же металла могут существенно отличаться при работе разными режущими инструментами и использовании различных инструментальных материалов.
Например, сильно отличаются коэффициенты относительной обрабатываемости многих металлов при точении быстрорежущими резцами и сверлении быстрорежущими сверлами.
Это объясняется различным для разных металлов влиянием на стойкость сверл стесненных условий стружкообразования, затрудненного стружкоотвода, неблагоприятных геометрических параметров и вибраций, возникающих из-за пониженной жесткости сверл.
Значительно отличаются коэффициенты относительной обрабатываемости разных металлов при обработке резанием с различными толщинами среза и СОТС из-за разного влияния толщины среза и среды на температуру резания, а также размеры и устойчивость нароста.
|
|
Так как обрабатываемость, по существу, характеризует определенные свойства не только обрабатываемого, но и инструментального материала, то наиболее надежно она может быть оценена только экспериментально.
Разработано несколько методов определения обрабатываемости металлов резанием. Так, при точении резцами из быстрорежущей стали за основную характеристику обрабатываемости принята скорость резания 60 м/мин (), а в качестве дополнительных – сила резания и шероховатость обработанной поверхности.
После выбора инструментального материала и конструкции резца эксперименты по определению обрабатываемости проводятся в следующей последовательности:
- вначале устанавливаются экспериментально рациональные значения переднего (
) и заднего (
) углов резца.
- затем проводятся эксперименты и устанавливается зависимость стойкости инструмента (Т) от скорости резания (V) при определенном сечении среза (t = 2 мм, S = 0,5 мм/об), из которой определяется скорость резания , соответствующая стойкости Т = 60 минут.
- для этого проводятся стойкостные испытания при нескольких различных скоростях резания до принятого критерия износа инструмента(
).
Многочисленными исследованиями установлено, что при прочих равных условиях (постоянстве других факторов) стойкость режущего инструмента связана со скоростью резания экспериментальным соотношением
или 
, 
;
где С – некоторый постоянный коэффициент,
|
|
– показатель степени при скорости резания,
, 
.
Для нахождения значений С и m результаты экспериментов наносят на график в виде точек в прямоугольной логарифмической системе координат (рис.8.1). По экспериментальным точкам методом наименьших квадратов или методом нулевых средних проводится прямая линия 
и находятся значения С и 
.
Рис.8.1. Типовая зависимость стойкости инструмента от скорости резания
в логарифмической системе координат
Этот метод отличается большой трудоемкостью и металлоемкостью, т.к. требует проведение большого числа длительных экспериментов.
Поэтому в производственных условиях чаще используют метод торцового точения, при котором образец точится по торцу от центра к периферии.
При постоянной частоте вращения образца скорость резания непрерывно возрастает и при некотором диаметре наступает затупление резца.
Торцовое точение производят при разных частотах вращения образца и результаты эксперимента представляют в виде графика «lg n – lg R » (в логарифмической системе координат), где R – радиус образца, на котором происходит затупление резца, n – частота вращения образца.
Путем соответствующей математической обработки результатов эксперимента определяют значения С и m. Зная значения С и m, по приведенной выше формуле определяют скорость .
Аналогичным путем можно установить другой критерий обрабатываемости, например, скорость резания , соответствующая стойкости Т = 20 минут, которая характерна для оценки обрабатываемости труднообрабатываемых сплавов.