Obrabotka Metallov 2012 No. 2

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 2 (55) 2012 41 ОБОРУДОВАНИЕ. ИНСТРУМЕНТЫ вают как раз тезис об отсутствии внешнего тре- ния на площадке износа; здесь и далее под тре- нием следует понимать внутреннее трение, т. е. сопротивление сдвиговым деформациям кон- тактных слоев обрабатываемой стали. В фун- даментальном труде [7] уже приводился случай определения величины коэффициента трения на площадке износа, равного 1,19 (при свободном резании стали 20 на воздухе). В нашем случае величина μ з оказалась существенно выше, что объясняется жаропрочными свойствами аусте- нитной стали, т. е. повышенной сопротивляе- мостью пластическому деформированию при высоких температурах. Подтверждает тезис о наличии на площад- ке износа взаимодействия с пластическим контактом и весь приведенный ниже анализ табл. 1 и 2. Представленные в табл. 1 и 2 данные фик- сируют (как для твердого сплава ВК6, так и для ТТ20К9) монотонное снижение величины коэф- фициента трения на площадке износа μ з как при росте скорости резания v , так и при увеличении площадки износа h з (для всех скоростей реза- ния). Этот результат хорошо согласуется с уве- личением θ з (т. е. со снижением сопротивления стали сдвиговым деформациям) по мере возрас- тания скорости v и износа h з . В результате расчета температуры θ з получил объяснение и отмеченный ранее [3] на первый взгляд неожиданный результат (бо́льшие значе- ния μ з для случая обработки менее теплопрово- дным, по сравнению с ВК6, твердым сплавом ТТ20К9): при прочих равных условиях ( v , h з ) температура на площадке износа для резцов из ТТ20К9 оказалась на несколько десятков граду- сов ниже. Это объясняется влиянием на темпе- ратуру площадки износа более мощного источ- ника тепловыделения на передней поверхности (по сравнению с источником на самой площадке износа): для сплава ВК6, обладающего бо́льшей теплопроводностью, имеет место более интен- сивное перетекание тепла с передней поверхно- сти на заднюю с соответствующим ростом тем- пературы последней. Зафиксированный расчетами рост температу- ры площадки износа по мере затупления инстру- мента количественно согласуются с выявленной ранее сменой превалирующего механизма изно- са (адгезионно-усталостного на диффузионный) резцов из ТТ20К9 при увеличении h з [8, 9]. За- фиксированные в [8, 9] точки перехода от преоб- ладания адгезионно-усталостного износа к диф- фузионному следующие: для v = 1,0 м/с – h з = = 0,18–0,19 мм; для 1,5 м/с – h з = 0,11–0,12 мм; для 2,0 м/с – h з = 0,07–0,08 мм. Этим значени- ям износа соответствуют следующие диапазоны значений расчетной температуры θ з (определен- ные интерполяцией из табл. 2): 540…543 ºC, 547…551 ºC и 542…553 ºC. Столь узкий тем- пературный интервал смены преобладающе- го механизма износа еще раз (хотя и косвенно) свидетельствует о корректности произведенных расчетов. Для скоростей резания 0,5 и 0,75 м/с сменыпреобладающегомеханизмаизноса зафик- сировано не было (исследования [8, 9] проводи- лись до h з = 0,3 мм). Это опять-таки согласуется с данными табл. 2: для v = 0,75 м/с величина θ з (542 ºC при h з =0,3 мм) едва переходит нижнюю границу определенного выше температурного диапазона (540 ºC), а для v = 0,5 м/с (505 ºC при h з = 0,3 мм) вообще ее не достигает. Отметим, что соответствующие значения μ з также уклады- ваются в весьма узкий диапазон (см. табл. 2): для v = 1,0 м/с – μ з = 1,77–1,78; для v = 1,5 м/с – μ з = 1,81–1,82; для v = 2,0 м/с – μ з = 1,805–1,815. Таким образом, весь комплекс полученных результатов убедительно подтверждает как адек- ватность используемых расчетных методик, так и правильность защищаемого положения: при точении аустенитной стали на площадке из- носа задней поверхности инструмента во всем практически применяемом диапазоне скоро- стей резания (и при различных величинах самой площадки) имеет место не внешнее трение, а взаимодействие с полным прилипанием обраба- тываемого материала к твердому сплаву и пла- стическим течением контактных слоев стали. Список литературы 1. Талантов Н.В . Физические основы процесса резания, изнашивания и разрушения инструмента. – М.: Машиностроение, 1992. – 240 с. 2. Липатов А.А . Влияние характера зависимости теплопроводности обрабатываемого материала от температуры на закономерности контактного взаи- модействия и тип стружкообразования // СТИН. – 2006. – № 8. – С. 37–40. 3. Липатов А.А., Чигиринский Ю.Л ., Кормили- цын С.И. Исследование характера контактного взаи- модействия на площадке износа задней поверхно-