Об особенностях работы круглых режущих пластин

УДК 691.941.1

ОБ ОСОБЕННОСТЯХ РАБОТЫ КРУГЛЫХ РЕЖУЩИХ ПЛАСТИН

Рассмотрены условия работы формообразующего участка активной части режущей кромки пластины круглой формы. Установлен характер влияния радиуса округления режущей кромки на границы ее участков, работающих в условиях не- устойчивого резания.

Ключевые слова: режущая пластина, режущая кромка, процесс резания, стружка.

При изготовлении инструмента режущая кромка из-за округления представляет собой поверхность, которую можно считать цилиндрической поверхностью радиуса р (рис. 1). Свойства инструментального материала, технология изготовления режущего инструмента и угол его заострения определяют величину этого радиуса [1]. При увеличении вязкости инструментального материала уменьшается радиус р. У заточенных быстрорежущих резцов р=6...15 мкм, у твердосплавных р=18...26 мкм, а при уменьшении размера зерна в структуре твердого сплава величина радиуса округления лезвия уменьшается в 2—2,5 раза [4].

Режущие пластины, изготовленные из особо мелкозернистых твердых сплавов, имеют радиус р=1...3 мкм. Для случая, когда режущая пластина имеет износостойкое покрытие, величина радиуса округления режущей кромки возрастает.

М.О. Борискина, А. С. Хлудов

Рис. 1. Радиус округления режущего клина

Величина радиуса округления характеризует остроту режущей кромки. От степени ее остроты зависит толщина слоя обрабатываемого материала, которую срезает инструмент. Срезаемый слой толщиной а в процессе точения удаляется только при «абсолютно остром» инструменте. При наличие округления режущей кромки срезаемый слой толщиной а пластичного материала подминается на величину Аа, а поверхность резания упруго восстанавливается на величину А'а»Аа, и фактически в стружку переходит часть срезаемого слоя а' Режущая поверхность АВСБЕ инструмента состоит из плоской части АВ передней поверхности с передним углом у, плоской части БЕ задней поверхности с углом а и радиусного участка ВСБ, на котором находится точка С, условно разделяющая переднюю и заднюю поверхности. Значения углов у и а на участке ВСБ переменны, передний угол на части участка ВС становится отрицательным и в точке С определяется по зависимости

р - А п

81П

р

Как показано в работе [1], величина угла ус для некоторых металлов составляет —50°... -55°. Считая радиус округления лезвия р=10 мкм, величина Аа, рассчитанная по зависимости (1), будет равна 2,5 мкм.

При точении круглой пластиной КЫ0Л120400 с радиусом Я=6 мм активная часть режущей кромки ограничена точками А и С и состоит из режущего участка СВ и формообразующего участка ВА (рис. 2). Формообразующий участок активной части режущей кромки на всей своей длине срезает припуск ВВ1 А с переменной толщиной п.

Рис. 2. Условия работы формообразующего участка активной части режущей кромки круглой пластины

45

В точке В формообразующий участок режущей кромки срезает припуск с максимальной толщиной а на этом участке. В точке А режущей кромки толщина припуска аА равна нулю. Например, при точении режущей пластиной RNGA120400 с радиусом Я, равным 6 мм, подача 5=0,15 мм/об, в точке В режущей кромки действительная толщина срезаемого слоя аВравна 3,7 мкм. При этом в точке Е активной части режущей кромки толщина припуска аЕ = 1,7 мкм, а в точке J соответственно ^ =2,5 мкм.

Часть срезаемого припуска, расположенного левее точки J, контактирующего с передней поверхностью, переходит в стружку. Другая часть материала, расположенная правее точки J толщиной ^ £ 2,5 мкм, из-за больших углов резания не срезается, а подминается инструментом. После прохождения инструмента происходит упругое восстановление материала этого поверхностного слоя, вследствие чего образуется обработанная поверхность. Таким образом, точка J разделяет активную часть режущей кромки на два участка: BJ, работающего в нормальных условиях резания, и JA, работающего в условиях микрорезания. На границе разделения припуска на преобразующегося в стружку и подминаемого инструментом, расположен участок режущей кромки, находящийся в наиболее неблагоприятных условиях работы. Именно на границе разделения подминается максимальный объем металла и соответственно задняя поверхность режущей пластины подвергается более интенсивному изнашиванию. В ряде работ [2-3], посвященных исследованию характера износа инструмента при чистовом точении, отмечалось, что в районе задней поверхности режущей пластины, контактирующей с обработанной поверхностью заготовки, появляются «проточины». При этом указывается, что они образуются в том месте, где толщина среза минимальна и поэтому нет устойчивого резания. Одной из причин появления «проточины» является наличие участка режущей кромки, на котором располагается граница разделения припуска на части преобразующегося в стружку и подминаемого инструментом.

На рис. 3 приведены образцы стружки при точении стали 45 резцом, оснащенным режущей пластиной RNGA120400 с радиусом R, равным 6 мм при работе в условиях чистового точения.

На одном из краев образца стружки видны результаты неустойчивого резания с характерными разрывами.

Действительная ширина срезаемого слоя Ь при работе круглой пластины с Я=8 мм при точении с глубиной резания /=0,5 мм и подачей 5=0,34 мм/об равнялась 2,99 мм. Измеренная ширина полученного образца стружки Ь1 была равна 2,47 мм (рис. 4).

Рис. 3. Образец стружки при точении стали 45режущей пластиной ЯМСЛ160600 с глубиной резания 1=0,5 мм и подачей 8=0,34 мм/об

Рис. 4. Точение круглой пластиной с глубиной резания 1=0,5 мм и подачей 8=0,34 мм/об: круглая пластина ЯМСЛ 160600; 1 - стружка;

2- поверхность резания

Допуская, что коэффициент уширения Ку»1, фактическое положение точки 3, границы разделения припуска, левее точки В левой границы формообразующего участка активной части режущей кромки. В этом случае формообразование обработанной поверхности осуществлялось режущей кромкой в условиях пластического деформирования.

47

Во многих работах указывается на то, что при уменьшении подачи до некоторой величины наблюдается возрастание шероховатости обработанной поверхности [4], что характерно при точении круглыми пластинками и объясняется условиями работы их формообразующего участка.

Список литературы

1. Обоснование параметров режимов обработки и конструкции инструмента в условиях микрорезания / С.Я. Хлудов, О.И. Борискин, И.Э. Аверьянова, Е.В Сорокин. Тула: Изд-во ТулГУ, 2013. 182 с.

2. К вопросу о проектировании прогрессивных конструкций многофункциональных сменных многогранных пластин / Фундаментальные проблемы техники и технологии/ С.Я. Хлудов, О.И. Борискин, С.В. Зябрев, А.В. Нуждин. Орел: Изд-во Госуниверситет - УНПК, 2012. № 2-6 (292). С.13 - 19.

3. Хлудов А.С. Универсальные сменные многогранные пластины прогрессивных конструкций для токарной обработки / Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2016. Тула: Изд-во ТулГУ. Вып. 8. Ч. 1. С. 328 - 334.

4. Борискина М.О. Хлудов А.С. Универсальная конструкция СМП с дискретной режущей кромкой с многовершинным исполнением // Молодежный вестник Политехнического института: сб. статей. Тула: Изд-во ТулГУ, 2014. С 16 - 18.

Борискина Маргарита Олеговна, асп., polyteh201 Q a mail.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,

Хлудов Алексей Сергеевич, асп., polyteh2010@ mail.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет

ABOUT FEATURES OF WORK OF ROUND CUTTING PLASTINS M.A. Boriskina, A.S. Khludov

The terms of work of shape-generating area of active part of cutting edge ofplate of round form are in-process considered. Character of influence of radius of rounding off of cutting edge is set on the borders of her areas working in the conditions of the not steady cutting.

Key words: cutting plate, cutting edge, cutting process, shaving.

Boriskina Margarita Olegovna, postgraduate, polyteh2010@,mail. ru, Russia, Tula, Tula State University,

Khludov Aleksei Sergeevich, postgraduate, polyteh2010@,mail.ru, Russia, Tula, Tula State University