Влияние износа резца на шероховатость обработанной поверхности

УДК 621.99

ВЛИЯНИЕ ИЗНОСА РЕЗЦА НА ШЕРОХОВАТОСТЬ ОБРАБОТАННОЙ ПОВЕРХНОСТИ

Нгуен Ван Кыонг, Е.Ю. Кузнецов, А.С. Ямников

Рассмотрено влияние износа режущей пластины на шероховатость поверхности, обработанной точением. Показано, что шероховатость при увеличении износа вначале снижается, а затем возрастает.

Ключевые слова: шероховатость, точение, износ инструмента.

Обычно полагают, что с увеличение износа шероховатость обработанной поверхности увеличивается [1]. Для проверки этого утверждения авторами был поставлен специальный эксперимент. Обрабатывалась заготовка, изготовленная из стали 40Х ГОСТ 4543-71. Использовался резец M02L012520M08

Для исследования влияния износа резца на шероховатость обработанной поверхности были изготовлены специальные образцы (рис. 2).

В настоящее время существуют приборы и методы оценки характеристик профиля поверхностей. На приборе HOMMEL TESTER W55 немецкой фирмы “HOMMELWERKE” производились замеры параметров поверхностного слоя. Прибор позволяет измерять и интерпретировать большое количество параметров поверхностного слоя. Из всех параметров были выбраны высотные параметры профиля Ra; Rz; Rmax.

Профилограммы и высотные критерии шероховатости сведены в общую картину на рис. 3(а-в). Из сопоставления экспериментальных данных на рис. 3 видно, что высота микронеровностей профиля по десяти точкам - Rz, среднее арифметическое отклонение профиля Ra и наибольшая высота неровностей профиля Rmax с увеличением износа сначала уменьшаются (рис. 3,б), а затем возрастают (рис. 3,в).

Такое колебание высотных параметров вполне объяснимо с позиции общей теории резания и технологии машиностроения [2, 3].

Начальное снижение высотных параметров объясняется явлением «приработки» резца, в том числе и увеличением силы трения по задней поверхности резца и, как следствие, повышением демпфирующих свойств технологической системы [4]. Дальнейшее увеличение шероховатостей можно объяснить увеличением амплитуды вибраций при увеличении со-

ставляющих силы резания из-за затупления инструмента.

а И3 =0

б Из =0,23 мм

Л \ \ Ай

У

Ьп=0.13 -

И,=0.35

в Из =0,35 мм

г И0 =0 д И0 =0,13 мм е И0 =0,22 мм

Рис. 1. Износ резца: а, б, в - по задней поверхности, г, д, е - по передней

Режимы резания

Обозначение Параметр Значение

Б Диаметр обрабатываемой заготовки, мм 22,0

а Диаметр обработанной поверхности, мм 20,0

£ Подача, мм/об 0,15

п Частота вращения шпинделя, мин -1 1500

г Г лубина резания, мм 1

V Скорость резания, м/мин 103,62

Рис. 2. Фото образцов: а - обработанного резцом с нулевым износом; б - обработанного резцом с износом 0,23 мм по задней поверхности; в - обработанного с износом 0,35 мм по задней поверхности

а

б

в

Рис. 3. Профилограмма поперечных шероховатостей образца,

обработанного получистовым точением: а - новым резцом; б - резцом с износом 0,23 мм по задней поверхности; в - резцом с износом 0,35 мм по задней поверхности

Эти явления хорошо коррелируются с известной в теории резания и технологии машиностроения кривой износа инструмента: вначале идут период приработки и уменьшение шероховатостей на самой режущей кромке резца, затем - нормальный износ [2,3]. При переходе в зону предельного износа возрастают силы резания и вызываемые ими вибрации, что и отражают данные замеры.

Список литературы

1. Нгуен Ван Кыонг, Ямников А.С. Методология оптимизации режимов резания//Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии. № 1 (291) 2012. С. 56-63

2. Бобров В.В. Основы теории резания. М.: Машиностроение, 1976.

344 с.

3. Основы технологии машиностроения: учебник для студентов машиностроительных специальностей вузов/ А.С. Ямников [и др.]/ под ред. А.С. Ямникова. Тула: Изд-во ТулГУ, 2006. 269 с.

4. Ямникова О.А. Моделирование упругих колебаний валов при лезвийной обработке: монография. Тула: Изд-во ТулГУ. 2004. 187 с

Нгуен Ван Кыонг, аспирант, neuvencuone20032004@yahoo.com. Россия, Тула, Тульский государственный университет,

Кузнецов Евгений Юрьевич, канд. техн. наук, ассистент, ke2007@mail.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,

Ямников Александр Сергеевич, д-р техн. наук, профессор, Yamnikovas@mail.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет

INFLUENCE OF WEAR OF CHISEL ON ROUGHNESS OF A TREAT SURFACE Nguyen Van Cuong, Е^т Kuznetzov, А.S. Yamnikov

Influence of wear of cutting plate is considered on the roughness of surface, treated sharpening. It is rotined that a roughness at the increase of wear in goes down the beginning, and then increases.

Key words: roughness, sharpening, wear of instrument.

Nguyen Van Cuong, postgraduate, Neuvencuone20032004@vahoo.com. Russia, Tula, Tula State University,

Kuznetzov Evgeniy Yurevich, candidate of technical sciences, assistant, ke2007@mail.ru, Russia, Tula, Tula State University,

Yamnikov Aleksandr Sergeevich, doctor of technical science, professor, Yamnikovas@mail.ru, Russia, Tula, Tula State University