Obrabotka Metallov 2012 No. 4

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 4 (57) 2012 11 ТЕХНОЛОГИЯ Эксперименты проводились при продольном точении инструментом из твердых сплавов ВК6 и ТТ20К9. Опыты (определение основных ха- рактеристик процесса резания, изучение микро- шлифов корней стружек, стойкостные испыта- ния) были выполнены со скоростями резания v = = 0,25...3,5 м/с при подаче S = 0,3 мм/об и глуби- не резания t = 1,5 мм с использованием методов планирования эксперимента [6, 7]. Основные геометрические характеристики резцов: γ = 0°, α = 10°, φ = 45°. Таким образом, использовались те же параметры ( S , t , γ, α и φ), что и в большин- стве работ Н. В. Талантова ([1, 3] и др.) по реза- нию перлитных сталей (сталь 45, 25ХГТ и др.), результаты которых были взяты для сравнения (задействованный в этих работах твердый сплав ВК8 практически не отличается от ВК6 по те- плопроводности, а следовательно, по влиянию на контактные процессы). На рис. 2 представлены зависимости усадки стружки ξ от скорости резания v при обработ- ке сталей, относящихся к различным классам: 1 – сталь 45 (углеродистая перлитного класса); 2 – сталь 25ХГТ (легированная перлитного клас- са); 3 – 12Х18Н10Т (аустенитная); 4 – 14Х17Н2 (мартенсито-ферритная). Как видно из рис. 2, на зависимостях ξ( v ) для перлитных сталей (кривые 1 и 2 ) с ростом v переход от нароста к пластическому течению контактирующих с передней поверхностью слоев обрабатываемого материала сопрово- ждается скачкообразным (показанным на рис. 2 штриховыми линиями) возрастанием усадки ξ в узком диапазоне скоростей с существовани- ем в этом диапазоне специфического неустой- чивого взаимодействия – пульсирующей кон- тактной зоны (верхняя часть заторможенной зоны периодически с частотой несколько герц, срывается и уносится со стружкой) [1]. Пере- ход к пластическому течению сразу же сопро- вождается возникновением (на некотором рас- стоянии от режущей кромки) вязкого течения обрабатываемого материала с формированием на передней поверхности лунки. В итоге возни- кает вид взаимодействия, названный пластиче- ским и вязким контактом [1]. При нем объемы металла по мере перемещения вдоль передней поверхности последовательно проходят стадии преобладания деформационного упрочнения, температурного разупрочнения и вязкого тече- ния в тончайшем слое (что и является причиной износа на участке лунки) [1]. Такой тип перехода от нароста к пластическо- му течению объясняется присущим перлитным сталям характером зависимости λ(θ) – падением теплопроводности при росте θ (см. графики 1 и 2 , рис. 1): повышение температуры в зоне кон- тактных деформаций приводит к снижению ин- тенсивности отвода тепла из нее в обрабатывае- мый материал, а следовательно, к еще большему росту θ. Налицо положительная обратная связь по температуре. Это и обусловливает скачко- образный характер перехода от наростообразо- вания к пластическому (и сразу к пластическо- му и вязкому) контакту на передней поверхно- сти и соответствующее резкое возрастание всех Рис. 1. Зависимости теплопроводности λ от температуры θ для различных групп обрабатываемых материалов: 1 – сталь 45 ([4]); 2 – низко- и среднелегированные ста- ли ([5]); 3 – аустенитная сталь 12Х18Н10Т ([4]); 4 – хромистые нержавеющие стали ([5]) Рис. 2. Зависимости ξ ( v ) при точении вольфрамо- кобальтовым инструментом сталей 45 ( 1 ), 25ХГТ ( 2 ), 12Х18Н10Т ( 3 ), 14Х17Н2 ( 4 )