Влияние режима резания на окружную силу p zпри обработке прецизионного сплава 36НХТЮ

УДК 621.91.01

Д.В. Маношин, Т.Г. Насад ВЛИЯНИЕ РЕЖИМА РЕЗАНИЯ НА ОКРУЖНУЮ СИЛУ Pz ПРИ ОБРАБОТКЕ ПРЕЦИЗИОННОГО СПЛАВА 36НХТЮ

Рассматривается влияние режимов обработки на окружную силу резания Pz.

В качестве экспериментального материала использован прецизионный сплав 36НХТЮ.

Сила резания, прецизионный сплав, подача, глубина резания

D.V.Manoshin, T.G. Nasad INFLUENCE OF THE MODE OF CUTTING ON FORCE Pz AT PROCESSING OF THE PRECISION ALLOY 36НХТЮ

Influence of modes processing on force of cutting Pz is considered. The experimental material used in precision alloy 36НХТЮ.

Force of cutting, precision alloy

Быстрое развитие и совершенствование потребляющих отраслей промышленности приводит к усложнению и повышению требований, предъявляемых к материалам. Разрабатываются новые специальные стали и сплавы, обладающие специфическими физико-механическими свойствами. К таким сплавам относится прецизионный сплав 36НХТЮ. Применение данных сплавов разнообразно от упругих, чувствительных элементов приборов и деталей высокой точности, таких как мембрана, до сложных корпусных деталей. Особое внимание при обработке данных деталей уделяется точности и высокому качеству поверхности. Что сложно достичь при механической обработке из-за повышенной пластичности данных материалов и низкой теплопроводности. Эти факторы способствуют быстрому износу режущего инструмента, а это, в свою очередь, изменяет силы резания до 2-3 раз, шероховатость в пределах трех классов чистоты, и температуры резания на 200-300 °С. Также при износе инструмента существенно меняются показатели наклепа и остаточные напряжения в обработанных приповерхностных слоях, меняется характер стружкообразования. А возрастание сил резания существенно повышает энергозатраты, расходуемые на процесс резания, что существенно удорожает производство.

Поставленная задача заключалась в изучении влияния режимов обработки на окружную силу резания, создание её математической модели. Что даст возможность уменьшить силу резания Pz, при постоянной площади сечения срезаемого слоя.

Для этого была проведена серия экспериментов, которая проводилась на токарно-револьверном центре с ЧПУ Модель SL-20HE. В качестве экспериментального материала был использован прецизионный сплав 36НХТЮ, твердостью 6 HRc, который относится к сплавам с заданными свойствами упругости, обладающий высокими упругими свойствами в сочетании с другими специальными свойствами. (Повышенной коррозионной устойчивостью, повышенной прочностью, низкой магнитной проницаемостью, заданными значениями модуля нормальной упругости и температурным коэффициентом модуля упругости.) В качестве режущего инструмента использовались твердосплавные пластины для обработки жаропрочных сплавов. Материал пластины был определен по спектральному анализу па приборе NITON XLt, который показал следующий состав : WC 90.68±0.87; Со 5,71±0,29; Cu 0.53±0.15; Cr

0.64±0.29; Ti 1.2±0.57. Обработка производилась на режимах, приведенных в таблице.

Режимы обработки сплава прецизионного сплава 36НХТЮ

№ Факторы Минимальное значение Максимальное значение

1 Скорость, м/мин 50 70

2 Глубина резания, мм 1,2 5,5

3 Подача, мм/об. 0,17 0,55

Для изучения процесса были проведены две серии экспериментов: однофакторный, когда изменяется только тот фактор процесса резания, влияние которого изучают и многофакторный при котором на процесс влияет сразу несколько факторов. На основании проведенных экспериментов были выявлены следующие зависимости: (1) - полученная при однофакторном эксперименте, (2) - при многофакторном.

= 824.1 X V

-О.ОбБЕ

ЯГЙ = 538.27 X Ь

01376

= 1713.9 х5

0.56.

>

Р.'= К X І/“аі7Ь X ґ11-7 X 5 0,45

где V - скорость резания при черновой обработке; 1 - глубина резания; 8 - подача, К=103,426- коэффициент, полученный для материала 36НХТЮ.

Рис. 1. График зависимости силы резания от скорости резания 1 - при однофакторном исследовании; 2 - при многофакторном

Рг, к г с.

2x10'

1.5x10'

1x10-

500

У

Рг,

к г с

16x10'

1.2x10'

800

400

/

/

Ъ м м.

0.2 0.4 0.6 0.3

і.. м м/о 6.

Рис. 2. График зависимости силы резания от глубины резания (а) и подачи (б) при черновой обработке со следующими режимами: Э=0.17 мм/об, 1=1.2 мм

Данная зависимость показала, что при увеличении глубины резания и подачи сила резания возрастает. Но влияние 1 и 8 на силу резания Р2 при постоянной площади сечения срезаемого слоя 1X8, при разных отношениях 1/8 будет неодинакова. Поэтому при точении для того чтобы при заданной площади сечения максимально уменьшить величину сил, необходимо уменьшить глубину резания и увеличить подачу. Т.е стремиться работать с возможно меньшим отношением 1/8. Это объясняется тем что, глубина резания и подача оказывает разное влияние на степень деформации срезаемого слоя.

На рис. 1 графически показано влияние скорости резания на окружную силу при черновой обработки со следующими режимами: 8=0.17 мм/об, 1=1.2 мм. При однофакторном и многофакторном исследовании. На рис 2 приведены зависимости влияния глубины резания и подачи на окружную силу

ЛИТЕРАТУРА

1. Бобров В.С. Основы теории резания металлов / В.С. Бобров. М.: Машиностроение, 1975. 344

с.

2. Туманов А.Т. Справочник по авиационным материалам / А.Т. Туманов. М.: Машиностроение, 1986. Т. 1. 512 с.

Маношин Дмитрий Валерьевич-

аспирант кафедры «Технологии и оборудование электрохимических и электрофизических методов обработки материалов» Энгельсского технологического института

Саратовского государственного технического университета

Насад Татьяна Геннадьевна -

доктор технических наук, профессор, заведующая кафедрой «Технологии и оборудование электрохимических и электрофизических методов обработки материалов» Энгельсского технологического института

Саратовского государственного технического университета

Статья поступила в редакцию 30.05.2011, принята к опубликованию 24.06.2011

Dmitriy V. Manoshin -

post-graduate student of «Technologies and equipment for electrochemical and electrophysical methods of material processing» of Engels Technological Institute (branch) Saratov State Technical University

Tatyana G. Nasad -

Doctor of Technical Science, Professor,

Head of the Department «Technologies and equipment for electrochemical and electrophysical methods of material processing» of Engels Technological Institute (branch) Saratov State Technical University