Obrabotka Metallov 2011 No. 1

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 1 (50) 2011 25 ОБОРУДОВАНИЕ Объем материала режущей части инструмента Q , удаляемый с его задней поверхности за время обра- ботки одной заготовки τ, определяется интегрирова- нием выражения (2) в предположении о том, что ве- роятности p I и p II мало меняются за время обработки одной заготовки. Тогда I II I II 0 0 b Q V p p dtdl bV p p τ = δ ≅ δ τ ∫ ∫ ; sin cos t b = ϕ λ , (10) где τ – полное время контакта задней поверхности режущего инструмента с обрабатываемым материа- лом за время обработки одной заготовки, определяе- мое в зависимости от метода обработки; t – глубина резания; b – ширина срезаемого слоя; φ, λ – соответ- ственно главный угол в плане и угол наклона главной режущей кромки инструмента. С другой стороны, объем материала режущей части инструмента, удаляемый с его задней поверх- ности за элементарный отрезок времени dt , можно оценить из геометрических соображений следующей зависимостью [8]: 2 з з з з з tg tg tg 1 tg tg 2(1 tg tg ) 1 tg tg h dh h dh dh dQ b b ⎛ ⎞ α α α = + ≅ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ − α γ − α γ − α γ ⎝ ⎠ , (11) где h з – текущее значение высоты площадки износа; dh з –приращениевысотыплощадкиизноса завремя dt ; α, γ – соответственно задний угол и передний угол режущего инструмента. Интегрируя (11), получаем 2 з 0,5 tg 1 tg tg h Q b Δ α = − α γ , (12) где Δ h з – приращение высоты площадки износа за время обработки одной заготовки, значение которого можно найти из (10) и (12): з I II (1 tg tg ) 2 tg v h p p − α γ Δ = ⋅ δτ α . (13) Проверка адекватности предлагаемой физико- вероятностной модели осуществлялась путем срав- нения расчетных значений высоты площадки изно- са по задней поверхности режущего инструмента с экспериментальными данными работы [9]. Экспери- менты проводились в условиях продольного точения цилиндрических заготовок стали С-60 (Сталь 60, σ в ≈ 700 МПа, ) твердосплавными режущими пласти- нами группы применяемости по ISO Р30 (материал – ТК15К6; предел прочности при изгибе σ и = 1180 МПа; предел прочности на сжатие σ – в = 4120 – 4210 МПа; геометрические параметры: φ = 75°; γ = 15°; α = 6°) с режимами резания: V = 110 м/мин; S = 0,2 мм/об; t = 2 мм. На рисунке совместно представлены расчетные значения величины площадки износа по задней по- верхности режущего инструмента в зависимости от времени его эксплуатации и аналогичные экспери- ментальные данные. Относительная ошибка ε моде- лирования процесса износа режущего инструмента в зависимости от времени его эксплуатации T состав- ляет: от 2 до 4 % для T ≤ 20 мин; от 2 до 6 % для 20 < T ≤ 40 мин ; от 0 до 8 % для T > 40 мин. Расчетные значения высоты площадки износа по задней поверхности режущей пластины в зависимости от времени ее эксплуатации Наибольшие отклонения расчетных значений ве- личины площадки износа h з от экспериментальных наблюдается в последнем диапазоне T , соответству- ющем периоду, в котором обычно происходит ката- строфический износ всех типов лезвийных режущих инструментов. Полученные значения величины относительной ошибки ε позволяют сделать вывод об адекватности предложенной физико-вероятностной модели и воз- можности ее использования при технологической подготовке производства, например, для оценки ве- личины погрешности обработки, обусловленной из- носом режущего инструмента. Список литературы 1. Когаев В.П., Дроздов Ю.Н . Прочность и износо- стойкость деталей машин. – М.: Высшая школа, 1991. – 319 с.