Obrabotka Metallov 2012 No. 2

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 2 (55) 2012 25 ОБОРУДОВАНИЕ. ИНСТРУМЕНТЫ иметь значение 45º. Из схемы видно, что ∠ САD и исследуемый параметр угла сдвига ′β 1 одно и то же. Для определения формы и размеров стружки изготавливался специальный шлиф (для фикса- ции стружки использовалась эпоксидная смола). Измерив ∠ АСВ стружки, определяли расчетное значение угла сдвига ′β 1 , что точно подтвержда- ется экспериментально (рис. 4). Сломав сдвигае- мый слой 2 (рис. 3, б ) до начала линии скалыва- ния, произведено измерение значений угла сдвига ′β 1 по схеме рис. 3, в . Кроме этого, измерялась твердость стружки на ПМТ-3 при нагрузке Р = 50 г, при этом вели- чина микротвердости 1,854 P / d 2 кг/мм 2 , Р – на- грузка на индентор, г; d – диагональ отпечатка, мкм. Результаты измерений показывают, что с увеличением угла установки деформирование срезаемого слоя возрастает, так как при углах установки β у = 20… 25º твердость не превышает 260 кг/мм 2 , а при 20º < β у > 25º твердость больше 290 кг/мм 2 . При этом величина коэффициента усадки стружки K L близка к единице, а срезан- ный слой – стружка (в нашем случае сдвигаемый слой) незначительно подвергается деформации [8]. Угол схода стружки имеет одинаковые зна- чения с углом установки в кинематике β у к . От- делившаяся стружка направляется в сторону на- правления скорости детали ( см. рис. 2). Приводим некоторые экспериментальные данные по измерению угла сдвига ′β 1 (рис. 4). Из рис. 4 видно, что в некоторых определенных зна- чениях угла установки β у и подачи S угол сдвига ′β 1 достигает примерно 45 ° . В случае, если угол сдвига равен ′β 1 ≈ 45 ° , то должен происходить «чистый сдвиг» [6]. При возрастании подачи S увеличивается значение ′β 1 . Причиной этому служит зависи- мость значения результирующей скорости реза- ния V е от подачи. Создавая отрицательный за- дний угол α к в режущих элементах РРИи получая фрикционную пару деталь – режущий инстру- мент (рис. 2), можно предположить, что для са- мовращения наклон режущей кромки не являет- ся обязательным условием. Стружка, охватывая переднюю поверхность РРИ, перемещается вме- сте с ним в одном направлении. Практически полностью исключается тангенциальное про- скальзывание между стружкой и передней по- верхностью РРИ. Стружка обтекает переднюю поверхность резца (можно провести аналогию с парой ремень – шкив) и принимает форму про- странственной спирали с шагом, примерно рав- ным длине периметра лезвия. По результатам экспериментов выяснилось, что наиболее заметное влияние на угол сдвига ′β 1 оказывает угол установки β у . Это обстоятель- ство объясняется тем, что при увеличении β у передний кинематический угол уменьшается. Многие исследователи считают, что угол сдвига β 1 имеет большое значение для процесса резания, ибо его величиной определяется усадка стружки [1]. Выполненные эксперименты по определе- нию угла сдвига ′β 1 , коэффициентов усадки стружки [8], аналитического переднего угла γ к дают методическую возможность по уточнению взаимосвязи переднего угла γ и угла сдвига ′β 1 . Проведены расчеты угла сдвига β 1 по теори- ям Тиме [9] и Мерчанта [10]: γ β = − γ 1 cos tg sin l K (1) где K l – коэффициент усадки стружки; γ β = − γ cos tg sin q r l r , (2) где β q эквивалентно β 1 ; r – коэффициент ушире- ния стружки; l – эффект укорочения передней поверхности режущего лезвия. Рис. 4. Зависимость угла сдвига 1 ′β от угла установ- ки β у , при различных подачах S . Режимы резания: V = 3 м/мин; t = 1 мм; обрабатываемый материал – сталь 40Х; инструментальный материал – Р6М5; 1 – S = 0,1 мм/об; 2 – S = 0,26 мм/об