Процедура металлообработки резанием предполагает взаимодействие нескольких предметов — инструмента и болванки. Следует отметить, что металл, срезаемый с болванки, деформируется. Следовательно, удаляемый металлический слой называется стружкой. При этом и на детали, которая подвергается обработке, и на самой стружке образуются новые поверхности.
К резанию металлов предъявляется ряд требований относительно качества и точности образуемых поверхностей, производительности выполняемых работ и экономичности. Соответствовать всем вышеперечисленным аспектам непросто, ведь для этого необходимо проследить за тем, чтобы учитывались факторы, которые разделяют на следующие группы:
- факторы, касающиеся непосредственно структуры обрабатываемого материала, то есть его физического состояния;
- факторы, касающиеся металлорежущего инструмента (конструкционное исполнение, технические свойства);
- факторы, которые отражают действительные условия резания.
В процессе более глубокого изучения процесса резания выявляются некоторые параметры, которые не только взаимосвязаны между собой, но и отражают физику взаимодействия инструмента и болванки, неразрывно связанную со свойствами обрабатываемого металла. Все эти параметры объединяются понятием «обрабатываемость материала резанием», обозначающим предрасположенность определенного металла подвергаться механообработке путем резания.
Параметры обрабатываемости металлов
Показатели, характеризующие обрабатываемость металлов:
- сила резания — определяется сопоставлением с аналогичным показателем эталона (стали 45), конечно, главное условие — одинаковые режимы резания;
- эффективная мощность резания — определяется сопоставлением с аналогичной величиной эталона;
- усадка стружки — единица измерения пластической деформации, которая нужна для стружкообразования и получения новых поверхностей на обрабатываемой детали;
- склонность инструмента к наростообразованию;
- качество поверхностей, образуемых в результате использования оптимальных режимов — данный показатель определяется шероховатостью и остаточным напряжением в готовой детали;
- скорость износа материала инструмента относительно скорости его износа при резании эталона;
- количество тепловой энергии, образующейся вследствие деформации при срезания слоя металла и взаимодействия поверхностей трения металлорежущего инструмента и болванки. Еще один важный параметр — способ распределения тепловой энергии между заготовкой, инструментом и стружкой;
- форма, габариты и вид стружки — эти характеристики определяют, насколько удобно стружка отводится, хранится и транспортируется, а также можно ли ее принудительно завивать или ломать;
- расход энергии, затрачиваемой на срезание определенного количества стружки.
Обрабатываемость металла с определенной структурой и химическим составом определяется твердостью, пределом прочности, относительным удлинением материала и т.д. Следует отметить, что свойства обрабатываемых металлов могут изменяться из-за неоднородности структуры.
Свойства, которыми характеризуется резание, отражают взаимосвязь физических явлений в зоне образования стружки. При этом они способны изменяться под воздействием определенных режимов резания, износа металлорежущего инструмента и пр. Следовательно, оценить обрабатываемость материалов относительно стойкости инструмента можно только в том случае, если обеспечить равные условия резания для инструментальных и обрабатываемых металлов.
Режущие свойства инструментов можно определить посредством ряда критериев:
- числом обработанных изделий, одинаковых по материалу изготовления, форме и размерам;
- длиной рабочего пути;
- площадью обработки;
- объемом металла, превратившегося в стружку;
- количеством переточек и периодом стойкости;
- общей длиной обработанных деталей.
Следует отметить, что режущие свойства инструмента зависят от многих факторов:
- от химсостава, структуры, прочностных характеристик, а также стойкости к износу и воздействию высоких температур;
- от конструкционного исполнения металлорежущего инструмента, а именно от конфигурации рабочей части, точности размеров и жесткости;
- от режимов резания, к которым относится скорость резания, подачу, глубину и пр.;
- от состояния металлообрабатывающего станка. Сюда относится жесткость агрегата, его стойкость к вибрациям и технологическая оснастка.
Каждый из вышеперечисленных критериев оказывает непосредственное влияние на функционирование металлорежущего инструмента, поэтому постоянную количественную оценку его режущих свойств можно гарантировать лишь при соблюдении всех факторов, что в реальных условиях производства невозможно.
Перейти к списку статей >>
