Твердые сплавы

Раздел: Учебники

Влияние прочности обрабатываемого материала. Из сказанного о процессе стружкообразовання следует, что удельное усилие резания тесно связано с прочностью и твердостью обрабатываемого материала. Тем не менее расчеты на основе этих данных о прочности вызывают большие трудности; формулы же, полученные эмпирическим путем, в частности уравнение Кроненберга для чугуна и стали, могут служить лишь для ориентировочных расчетов.

Влияние углов резания. Углы резания, особенно а, Y и х, оказывают большое влияние на величину усилия резания, причем форма инструмента, при которой усилие резания наименьшее, не всегда является наилучшей.

Увеличение заднего угла а способствует уменьшению усилия резания, однако при использовании твердого сплава нельзя переходить определенную границу из-за опасности поломки режущего лезвия. Большой передний угол у также оказывает благоприятное влияние на усилие резания. Поскольку увеличение углов а и у приводит к уменьшению угла заострения р и увеличивает опасность выкрашивания заостренного лезвия, для твердого сплава выбирают по возможности большой угол р; в особо трудных случаях он должен быть больше 90°, т. е. нужно применять отрицательный передний угол. При этом, согласно Паличу, сильно увеличивается усилие резания, что приводит к значительному повышению потребной мощности станка и теплообразованию на лезвии. Однако для твердосплавного резца, обладающего очень высокой жаропрочностью, это не является недостатком, так как режущая кромка при отрицательном переднем угле в большинстве случаев подвергается сжимающей нагрузке. О работе инструментов с отрицательным передним углом сообщается в обширной литературе

С увеличением угла установки х давление резания сначала снижается, достигая минимального значения, а затем снова возрастает. Лучший угол установки при обработке стали составляет 45°, при обработке чугуна 60°. Изогнутое лезвие и большой радиус закругления вершины с относительно большой длиной захвата обуславливают большую деформацию стружки и, следовательно, высокое удельное усилие резания.

Влияние сечения среза. Общее усилие резания возрастает (при соблюдении одинаковых углов резца и практически одинаковых условий обработки) почти линейно с увеличением сечения среза. Удельное усилие резания, напротив, сильно увеличивается с уменьшением сечения среза, так как при малом сечении стружки затрачивается относительно большая работа на ее образование. В двойной логарифмической системе координат зависимость удельного усилия резания от сечения стружки для различных материалов выражается прямой

Удельное давление резания зависит также от формы стружки. При увеличении толщины стружки h оно уменьшается медленнее, чем происходит это увеличение; при увеличении ширины стружки b оно возрастает почти пропорционально. Таким образом, удельное усилие резания зависит от глубины резания — с увеличением подачи оно уменьшается.

Влияние скорости резания. Скорости резания, применяемые при обработке быстрорежущими сталями, не влияют на удельное усилие резания. При повышении скорости резания до~100 м/мин (что вполне возможно для твердосплавных резцов) усилие резания уменыиается в большей или меньшей степени в зависимости от обрабатываемого материала и при дальнейшем увеличении скорости резания остается постоянным.

Влияние смазки. Усилие резания можно уменьшить, применяя соответствующие смазочные жидкости. Так, удельное давление резания снижается на 5—10% при применении эмульгированного минерального масла и до 20% при использовании растительного масла.

Влияние температуры. При так называемом «горячем резании», когда обрабатываемую деталь сильно нагревают (различный индукционный или электродуговой нагрев, а также применение сварочной горелки), на преодоление сопротивления отделению и деформации стружки требуется меньшее усилие, поскольку с повышением температуры прочность и твердость всех материалов уменьшаются. Повышение твердости в результате деформации обрабатываемой детали и стружки произойти не может. Поэтому усилие резания, как показали последние исследования, существенно уменьшается (при условии, что режущая кромка, которая находится в таких же условиях, как и обрабатываемый материал, способна выдержать температурные нагрузки). Поскольку твердый сплав обладает очень высокими жаропрочностью и горячей твердостью, резание обрабатываемой детали в нагретом состоянии очень перспективно. По этим же соображениям, в настоящее время особый интерес представляет горячее резание минералокерамическим инструментом.