№74-12
Дослідження сил різання під час точіння високотвердих чавунів
В.А. Дербаба1, С.Т. Пацера1, О.О. Богданов1, В.М. Рубан1, Д.Г. Музичка2
1Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», Дніпро, Україна
2Дніпровський державний технічний університет, м. Кам’янське, Україна
Coll.res.pap.nat.min.univ. 2023, 74:143-153
https://doi.org/10.33271/crpnmu/74.143
Full text (PDF)
АНОТАЦІЯ
Мета. Дослідження складових сили різання при механічній обробці високотвердих чавунів спеціальними збірними різцями з напайними вставками нібориту та кібориту. Встановлення впливу геометричних характеристик різального інструменту, режимів різання та твердості оброблюваного матеріалу на сили різання.
Методика. Методи проведення досліджень базувалися на основах теорії різання та різального інструменту, матеріалознавчих властивостях інструментального та оброблюваного матеріалу. Використання дослідницького стенду зі спеціальною апаратурою.
Результати. Експериментально досліджено характер зміни складових сил різання від глибини t, подачі S і швидкості v різання.Проведені дослідження показали перевищення результуючої сили в горизонтальній площині Pv над окружною Pz, що є головною особливістю точіння високотвердих металів. Встановлено, що головними обмежувальними факторами зносу ріжучих пластин інструменту є допустимі рівні сил. Твердість НВ найбільшою мірою впливає на радіальну силу Py. За ідентичних умов точіння матеріалів твердістю від 220 до 610 НВ сили Pz, Py і Px зростають відповідно в 1,7; 3,3 та 2,3 рази. Крім закономірного зростання змінюється і співвідношення сил різання. Зменшення переднього кута леза спричиняє погіршення умов стружкоутворення і веде до збільшення всіх складових сил різання. Збільшення радіуса при вершині різця r зумовлює збільшення ширини і зменшення товщини шару, що зрізається, а також зменшення головного кута в плані φr на радіусній частині леза.
Наукова новизна. Отримано комплексну залежність у структурно-ступеневому вигляді, яка дає наочне уявлення про вплив кожного параметра процесу точіння на його показники. Дана залежність являє собою математичну модель для розрахунку оптимальних режимних і геометричних параметрів процесу точіння високотвердихчавунів. Досліджено вплив переднього кута γ, величини зносу h і твердості чавуну НВ на силові характеристики при механічній обробці високотвердих чавунів.
Практична значимість. Показано, що економічно вигідно доводити до максимально можливого значення знос ріжучих пластин з відносно дорогих композитів. При цьому необхідно застосування технологічної системи верстат-заготівля-інструмент високої жорсткості.
Ключові слова: теорія різання, різальний інструмент, сили різання, геометрія інструменту, чавуни, інструментальні матеріали, оптимальні режими різання.
Перелік посилань
1. Мазур, М.П., Внуков, Ю.М., Грабченко, А.І., Доброскок, В.Л., Залога, В.О., Новосьолов, Ю.К., & Якубов, Ф.Я. (2020). Основи теорії різання матеріалів : підручник [для вищ. навч. закладів]. Новий Світ-2000.
2. Рєзников, А.М. (1981). Теплофізика процесів механічної обробки матеріалів. Машинобудування.
3. Зорєв, М.М. (1956). Питання механіки процесу різання металів. Машгіз.
4. Розенберг, А.М., & Єремін, А.Н. (1956). Елементи теорії процесу різання металів. Машгіз.
5. Зорєв М.М. (1958). Розрахунок проекції сил різання. Машгіз.
6. Сташков, А.Н., Теслер, Ш.Л., Шабашов, С.П., & Елинсон, Д.С. (1977). Обробка різанням важкообробних матеріалів з нагріванням. Машинобудування.
7. Кочеровський, А.С., & Негинський, Є.А. (1988). Сила різання при чистовій обробці чавуну композитами із різальної кераміки. Верстати та інструмент, 5, 27–29.
8. Каменкович, А.С., Музикант, Я.А. (1972). Застосування різців із ельбору. Верстати та інструмент, 6, 27–29.
9. Рєзников, А.М. (1977). Абразивна та алмазна обробка матеріалів: Довідник. Машинобудування.
10. Lysanov, V. (1978). Elbor in Mechanical Engineering. Mashinostroenie.
11. Дідик, Р.П., Кравченко, Ю.Г., & Мелещік, В.А. (2002). Сили та температура різання при точінні композитами зносостійких чавунів. Зб. наук. праць НГУ, 64–69.
12. Bohdanov, O. & Protsiv, V. & Derbaba, V. & Patsera, S. (2020). Model of surface roughness in turning of shafts of traction motors of electric carst. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 41–45.
https://doi.org/10.33271/nvngu/2020-1/041
13. Дербаба, В.А. (2013). Моделювання впливу похибок виміру загальних нормалей зубів на показники розбракування. Східноєвропейський журнал передових технологій, 6(4 (66)), 48–52.
14. Пацера, С.Т., Корсун, В.І., Дербаба, В.А., & Ружин, П.О. (2016). Алгоритм імітаційно-статистичного дослідження контрольно-вимірювальної системи та його програмна реалізація у Ni LabVIEW. Системи обробки інформації, (6), 116–119.
