Способ определения оптимальных скоростей резания

 

Изобретение относится к металлообработке , в частности к определению оптимальных скоростей резания при обработке сталей твердосплавным инструментом с подогревом срезаемого слоя, и-может быть использовано для назначения режимов резания и нагрева при обработке легированных сталей и других труднообрабатываемых материалов. Цель изобретения - упрощение за счет исключения экспериментов, связанных с резанием горячего металла, и повышение точности определения оптимальной скорости резания при обработке с подогревом срезаемого слоя. Глубину резания принимают равной по величине размерам зоны с измененной структурой и используют следующую зависимость для определения температуры резания стали в холодном состоянии Q (Q., -М):К, где Q р температура резания при обработке без нагрева; Q „„ температура провала пластичности; Мц - температура начала мартенситного превращения (температура подогрева); К - экспериментальный коэффициент, учитывающий влияние подогрева на свойства заготовки, К V Н Н „,, где , J - динамическая твердость заготовки в нагретом (исходном) состоянии. По графику зависимости температура резания - скорость резания , построенного для условий обработки с глубиной резания, равной глубине зоны металла с измененной структурой , для температуры Q „ определяют оптимальн то скорость фрезерования. 3 ил. с $ (Л со со ;о о 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1399073 А1 (51)4 В 23 Q 15/00, В 23 В 25/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOIVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3996192/25-08 (22) 24. 12. 85 (46) 30. 05. 88. Бюл. У 20 (72) Н.М.Соколов и В.А.Зобнин (53) 621.91 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 570455, кл. В 23 В 1/00, 1975. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИМАЛЬНЫХ

СКОРОСТЕЙ РЕЗАНИЯ (57) Изобретение относится к металлообработке, в частности к определению оптимальных скоростей резания при обработке сталей твердосплавным инструментом с подогревом срезаемого слоя, и-может быть использовано для назначения режимов резания и нагрева при обработке легированных сталей и других труднообрабатываемых материалов, Цель изобретения — упрощение за счет исключения экспериментов, связанных с резанием горячего металла, и повышение точности определения оптимальной скорости резания при обработке с подогревом среэаемого слоя. Глубину резания принимают равной по величине размерам зоны с измененной структурой и используют следующую зависимость для определения температуры резания стали в холодном состоянии Q =(Q рх hn

-M„):К, где Q „— температура резания при обработке без нагрева; Q» температура провала пластичности; М вЂ” температура начала мартенситного превращения (температура подогрева);

К вЂ” экспериментальный коэффициент, учитывающий влияние подогрева на

-.*=4 „".:7 . нагр Д. uci где Н „...р <„,„1 — динамическая твердость заготовки в нагретом (исходном) состоянии. По графику зависимости температура резания — скорость резания, построенного для условий обработки с глубиной резания, равной глубине зоны металла с измененной структурой, для температуры Q „ определяют оптимальную скорость фреэерования.

3 ил.

1399073

Изобретение относится к металлообработке, в частности к области определения оптимальных скоростей резания при обработке сталей твердосплав5 ным инструментом с подогревом срезаемого слоя, и может быть использовано для назначения режимов резания и нагрева при обработке легированных сталей, жаропрочных сплавов и других труднообрабатываемых металлов и сплавов в различных отраслях машиностроения, связанных с их обработкой резанием.

Целью изобретения является упроще- 15 ние за счет исключения экспериментов, связанных с резанием нагретого металла, и повышение точности.

На фиг.1 представлен график изменения пластичности (d ) стали типа

35ХН2СМ от температуры нагрева (В ); на фиг.2 — график температура резания — скорость резания; на фиг.3 проверочный график стойкость инструмента от скорости резания при обработ 25 ке с пЛазменным нагревом.

Рассмотрим последовательность оп-, ределения оптимальной скорости резания при плазменно-механической обработке листовых деталей иэ стали типа

35ХН2СМ.

Нагрев удаляемого фреэой припуска осуществляется в процессе плазменной резки.

По результатам кратковременных испытаний строится график изменения пластичности (о ) .стали от температуры нагрева (фиг.1), по которому определяется температура провала пластично- 40 сти 8ии=940

Принимается температура нагрева

8„>iМ„. Температура начала мартенситного превращения (М ) для данной стао н ли равна 280 45

Исходя иэ условий обеспечения максимально возможной производительности, технических возможностей станка и толщины обрабатываемых листов (1525 мм) назначена подача S=675 мм/мин и режимы плазменной резки ?=250 А, V=180 В.

Для выбранных режимов обработки с помощью пирометра (либо другим способом) измеряется температура в различных точках поверхности. Это позволяет расположить фреэу от плазмотрона на таком расстоянии, чтобы обеспечить температуру нагрева среэаемого слоя в момент удаления, равную температуре начала мартенситного превращения.

Для обеспечения качественной обработки для данных режимов обработки определяют размеры эоны с измененной структурой (зона термовлияния

ЗТВ). ЭТВ определяется экспериментально (выполняется плазменная резка образцов на тех же режимах, затем производится исследование микрошлифов). Для исключения этих экспериментов была разработана программа расчета на ЭВМ.

Для исключения на деталях эон с измененной структурой эта величина принимается за глубину фреэерования.

Для определения температуры резания используют следующую зависимость: (8n, n. -Мн)

Р К где 8 — температура резания металр.х ла беэ нагрева;

8 „— температура провала пластичности;

М вЂ” температура нагрева (темн пература начала мартенситного превращения);

К вЂ” экспериментальный коэффициент, учитывающий влияние нагрева на свойства заготовки.

Вр -8 +a8 (1) где В р,, — температура при обработке нагретого металла;

8 —. температура нагрева;

d 8 — приращение температуры от процесса резания нагретого металла.

Величину 48 можно представить в виде К 8 „, что характеризует изменение твердости и прочности обрабатываемого материалла в процессе нагрева. Величину К можно определить по отношению твердостей в исходном и нагретом состоянии, причем для приближения условий эксперимента к реальным условиям процесса резания необходимо брать динамическую твердость

3 Нд „,р

К = -- — — (2)

А. ис где Н А — динамическая твердость заготовки (соответственно в исходном и нагретом состояниях) .

Подставляя в формулу (1) вместо

8„-М, Ь8 — 9р,„и 8,— 9„„, получаем

8 и, п М и+К 8 р. „..

1399073 (Вп и -Мм)

= 0

P.ê

Для данного случая

Т1 800

К =) — -- = 0 65

) 6600 тоянии.

ЗО

И юа 200 заа OH 500 Н0 700 В00 900 1000 ос

Фиг. 1

940-280

Тогда 8 — -- — =1010.

0,65

По графику зависимости температура 10 резания — скорость резания находят оптимальную скорость резания

V0„ =215 м/мин.

Формула из обретения 15

Способ определения оптимальных скоростей резания сталей твердосплавным инструментом, включающий определение температуры провала пластичнос- 20 ти и построение графика температура резания — скорость резания, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения и повышения точности в определении оптимальной скорости реза- 25 ния при обработке деталей с плазмен.ным нагревом, осуществляют нагрев припуска до температуры выше температуры аустенитного превращения, а срезаемый слой удаляют в охлажденном до 30 температуры мартенситного превращения состояний, предварительно определяют размеры эоны термовлияния и эту ведичину принимают за глубину резания, а оптимальную скорость резания определяют по зависимости температура резания — скорость резания в соответствии с температурой холодного резания, равной п.п --Мн е

Рх К в где 8 „- температура резания при обработке без нагрева;

& „„- температура провала пластичности;

М „ — температура начала мартенситного превращения (температура нагрева срезаемого слоя в момент его удаления);

-к, „;;;к;;„;; - -. ° коэффициент, учитывающий влияние нагрева на свойства заготовки;

Н „„„ „,„1 — динамическая твердость поверхности заготовки в нагреtoM (исходном) сос-.

1399073

300 Р7/)ь|цфф фиг 2

Т, МЫ/ бО

Z0D ЮО ЛО Y м/мц,ч

Редактор Н,Горват

Заказ 2626/15

Тираж 921 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

У

OC

Ж

ЮО аа б00

Е00

ЮО г00

ЮО

Составитель В.Алексеенко

Техред М.Ходанич Корректор В. Бутяга