Obrabotka Metallov 2012 No. 3

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 3 (56) 2012 52 ОБОРУДОВАНИЕ. ИНСТРУМЕНТЫ УДК 621 9.02.004.624 ПРОГНОЗИРОВАНИЕ УСТАЛОСТНОГО РАЗРУШЕНИЯ ТВЕРДОСПЛАВНОГО РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА ПРИ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКЕ Д.Ц. СИМСИВЕ 1 , аспирант Ж.В. СИМСИВЕ 2 , канд. техн. наук, доцент, А.В. КУТЫШКИН 3 , доктор техн. наук, профессор, ( 1,3 НГТУ, г. Новосибирск, 2 Рубцовский индустриальный институт ( филиал ) АлтГТУ им. И.И. Ползунова, г. Рубцовск Алтайского края ) Статья поступила 14 июня 2012 года Кутышкин А.В. – 630092, г. Новосибирск, пр. К. Маркса, 20, Новосибирский государственный технический университет, e-mail: avk_200761@mail.ru Предложена методика оценки стойкости твердосплавного режущего инструмента при точении конструкционных сталей по критерию усталостного разрушения его режущей части. Представлены результаты расчета стойкости режуще- го инструмента в сравнении с результатами экспериментальных исследований, опубликованных в открытой печати. Ключевые слова: износ режущего инструмента, усталостное разрушение, стойкость режущего инструмента, меха- ническая обработка Основными видами хрупкого разрушения режу- щей части инструмента (режущего инструмента) при механической обработке, определяющими ее уста- лостную прочность, являются микровыкрашивание и сколы режущих кромок [1]. К основным источни- кам возникновения указанных видов хрупкого разру- шения можно отнести: • поверхностные дефекты режущей части ин- струмента, неоднородность ее структуры, наличие остаточных напряжений и т.п.; • «пульсацию» силы резания вследствие образо- вания скалывающей трещины в основании форми- руемой в процессе резания стружки; • термические напряжения, возникающие при ре- зании в режущей части инструмента. В настоящее время разработано большое коли- чество методик оценки усталостной прочности и стойкости инструмента по данному виду износа его режущей части, например, работы [1, 2]. Основным недостатком данных методик является использование эмпирических зависимостей для оценки амплитуд и частоты колебания/пульсаций силы резания и, как следствие, распределений напряжений и температур в режущей части инструмента. Это не только суще- ственно усложняет получение оценок усталостной прочности и соответствующей стойкости инструмен- та, так как требует предварительного проведения экс- периментальных исследований, но и ограничивает об- ласть применения полученных результатов, поскольку они связаны как с определенными технологическими условиями проведенных исследований, так и с меха- ническими свойствами материалов инструмента и за- готовки, которые использовались при этом. В данной статье авторы предлагают методику оценки стойкости твердосплавного режущего ин- струмента, используемого при точении, по критерию усталостного разрушения его режущих поверхно- стей, основанную на положениях теории резания Во- ронцова А.Л., Султан-Заде Н.М., Албагачиева А.Ю. При разработке этой методики были приняты сле- дующие допущения. Материалы обрабатываемой заготовки и режущей части инструмента (материал инструмента) являются однородными, изотропны- ми, жесткопластичными. Процесс резания считает- ся установившимся, осуществляется с постоянной скоростью, колебания глубины резания отсутствуют, динамические колебания режущего инструмента не учитываются. Значение коэффициента трения μ на передней поверхности режущей части инструмента постоянно в течение времени обработки Т обр . Напря- женное состояние режущей части инструмента счи- тается плосконапряженным. Особенностью процесса резания, как отмечалось выше, является «пульсация» силы резания, которая