Силы резания

Силы резания

Специфические условия резания в процессе механической обработки и сложные микрогеометрические характеристики используемых режущих инструментов должны приводить к различному поведению процесса, включая механику процесса. Это предполагает, что значения составляющих силы и соотношения между ними должны отличаться от значений, полученных при механической обработке мягких материалов. Во-первых, силы резания резко возрастают при обработке материалов с твердостью более 45 HRC (на это значение часто ссылаются как на нижний предел обработки твердых деталей).

В частности, больший отрицательный угол наклона и радиус поворота инструмента, влияющие на пассивную силу, значительно увеличиваются, и этот эффект означает, что необходимо обеспечить абсолютно стабильный и жесткий процесс. Это требование должно особенно соблюдаться при использовании сверхтвердых инструментов с геометрией сглаживания по нескольким радиусам (так называемые инструменты для очистки).

При скорости резания Vc= 125 м/мин кромка с водопадной заточкой с радиусом кромки 30:60 давала наименьшее радиальное усилие (F ), за которым следовал радиус кромки с переменной заточкой 50|Lim. С другой стороны, последняя конструкция обеспечивала наибольшую силу резания (F). Аналогичным образом, при более высокой испытанной скорости резания 175 м/мин (рис. 3.10(b)) инструменты PCBN с режущими кромками переменной заточки создают более высокие силы резания, но измеренные силы уменьшаются по сравнению с другими геометриями режущих кромок. Кроме того, выявлено, что для измененной геометрии стеклоочистителя угол между результирующей силой резания и результирующей пассивной силой значительно уменьшается, когда угол фаски изменяется от -10° до -60°.

Подготовка режущей кромки

Подготовка режущей кромки оказывает значительное влияние на силы резания, создаваемые при высокоскоростном фрезеровании инструментальной стали HI 3, термообработанной до твердости 55 HRC, с использованием концевых фрез с шаровым наконечником с паяными вставками CBN.

В этом случае самые высокие значения результирующей силы резания (F) были получены для заточенных кромок, для которых большой отрицательный эффективный угол захвата приводит к усилению эффекта вспашки, что заметно увеличивает составляющую силы трения. С другой стороны, наименьшее усилие резания было зафиксировано для скошенных режущих кромок при использовании более высоких скоростей подачи 0,1 мм/зуб. Это связано с тем, что увеличение подачи для скошенных режущих кромок приводит к более стабильному процессу резки.

Скорость резания влияет как на усилие снятия фаски, так и на соответствующую температуру резания при использовании инструментов с фаской CBN с шириной фаски 0,1 мм и углом фаски -25 °. В этом исследовании были выбраны три скорости резания 240, 600 и 1000 м/мин. Силы снятия фаски, по-видимому, не зависят от увеличения скорости резания, поскольку повышение температуры в зоне первичной деформации довольно мало, не превышает 50°C. С другой стороны, температура в зоне контакта стружки с режущей кромкой значительно повышается до более 1500°C при скорости резания 600 м/мин. Практическая рекомендация заключается в том, что инструменты CBN могут эффективно работать со скоростью до 600 м/мин, поскольку они не подвержены значительному диффузионному износу и микротрещинам.

Зависимость силы резания от глубины резания

Для данной пары материалов AbOs/TiC-AISI D2, имеющей твердость около 60 HRC, зависимость силы резания от глубины резания для обычных конфигураций и конфигураций пластин стеклоочистителя и трех периодов обработки (5, 10 и 15 минут). В частности, силы резания, зарегистрированные для инструментов со стеклоочистителем, изменяются почти линейно, но для обычных инструментов функции F ^-a ^ имеют видимые максимальные точки на глубине резания вблизи ap = 0,45 мм.

Вероятно, в последнем случае износ инструмента приводит к тому, что геометрия режущей кромки становится менее негативной, в отличие от инструментов для очистки, для которых износ инструмента существенно ниже (для инструментов для очистки преобладающим эффектом является увеличение площади поперечного сечения среза).

 Экспериментально было обнаружено, что сила резания немного увеличивается со временем обработки, и F  является наибольшей силой, в то время как Ff — наименьшая сила. 

Силы резания

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

Пролистать наверх