CC BY
9
ИЗВЕСТИЯ
ТОМСКОГО ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО
ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА
1965
Том 133
ИССЛЕДОВАНИЕ ОБРАБАТЫВАЕМОСТИ ЛИТЫХ ЖАРОПРОЧНЫХ СТАЛЕЙ Х25СНЗД и ЭИ 316 ПРИ ТОРЦЕВОМ
ФРЕЗЕРОВАНИИ
А. М. РОЗЕНБЕРГ, А. К. БАЙКАЛОВ, А. Ф. АНИСИМОВ, В. А. ГОВОРУХИН, А. В. ПОЗОЛОТИН
(Представлена проф. докт. А. Н. Ереминым)
В лаборатории резания металлов Томского политехнического института с января 1962 года проводится работа по исследованию обрабатываемости жаропрочных сталей при торцевом фрезеровании. Работа проводится по хоздоговору с Красноярским совнархозом.
Цель этой работы — отыскание наиболее оптимального материала режущего инструмента, геометрии заточки ножей фрез, определение допустимых величин додач и уровня скоростей резания, позволяющих получить практически целесообразную величину стойкости инструмента. Твердость стали. ЭИ 316 HB = 180 - 210 кг/мм*-, Х25СНЗД HB = 300 кг:мм'1.
Исследование проводилось на горизонтально-фрезерном станке. Диаметр фрезы, которым производилась обработка, равнялся 200 мм. Для получения нужных величин подач на зуб был спроектирован и изготовлен специальный редуктор с передаточным отношением 1/64.
Износ резца по задней грани определялся с помощью лупы Бри-нелля с десятикратным увеличением. Стойкостные. сравнительные испытания проводились фрезами с марками твердого сплава ВК8, ВК6М, ВК4, ТТ7К12, Т5К10 при следующих режимах фрезерования:
В - 150 мм, V = 47 , --= 0,154 —- , t - 3 мм, D = 200 мм,
мин зуб
где В - ширина фрезерования в мм,
t — глубина фрезерования в мм,
D — диаметр фрезы в мм.
Наибольшую стойкость показали фрезы, оснащенные пластинками из твердого сплава марки ВК8.
Оптимальная геометрия фрез характеризуется следующими углами при фрезеровании стали Х25СНЗД без корок:
а, = 10'; а = 10°-12е; Т = 0°; /. ()' : 5 ; --ф = _ 5-;
/ = (1,4-1,6)5,; ср = 60°; <?[ = КГ.
В качестве критерия затупления принят износ по задней грани ^ 0,4 мм, так как при дальнейшей работе фрезы происходит катастрофическое разрушение режущей кромки за счет постепенного выхода лунки на передней грани на режущую кромку, что вызывает резкое увеличение температуры и усилий резания.
При проведении стойкостных испытаний по определению сравнительной стойкости фрез с различными материалами режущей части было установлено, что при стойкости фрезы с ножами из ВК8, равной 30 мин (для износа по задней грани = 0,4 мм), стойкость фрез с ножами из ВК6М составила 10 мин., из ВК4 —5 мин, из TT7KJ2 — 1 мин, из Т5К10—1,5 мин.
Дальнейшие исследования проводились фрезами, оснащенными пластинами твердого сплава ВК8, являющегося оптимальным режущим материалом для фрезерования данных марок сталей.
Формула для подсчета скоростей резания при фрезеровании без корки стали Х25СНЗД имеет вид
--^---(£-=0,75
7ода .¿0,368 .^0,635 мин \D
Наиболее рациональными диапазонами режимов резания являются
V = 30 -:- 47 —— ; - 0,078 -s- 0,2 > мин зуб
что соответствует 360—180 мин стойкости фрез. При увеличении подачи на зуб свыше 0,2 ММ стойкость фрез резко падает. Доста-
зуб
точно сказать, что при работе на скорости резания V = 30 м/мин изменение подачи на зуб с 0,2 мм/зуб до 0,254 мм/зуб вызывает уменьшение стойкости примерно в 5—6 раз.
Такое резкое уменьшение стойкости можно объяснить, вероятно, недостаточной механической прочностью режущей кромки ножа фрезы при некоторой максимальной величине подачи („ломающей" подачи).
При работе по корке по стали Х25СНЗД наиболее целесообразный режим резания можно охарактеризовать следующими величинами: v — 15 s-30 м/мин; Sz~ 0,078 ^-0,2 мм/зуб, а формула для под-
/ 8 150
счета скорости резания имеет следующий вид: (для ^ = ^"оо ™
v __ 180__м_
~~ T^'t^'sT* мин '
Значительно меньший уровень скоростей резания при работе по корке объясняется возрастающей ролью абразивного износа за счет твердых частиц корки.
Однако и в этом случае геометрия инструмента мало отличается от геометрии инструмента, применяемой для обработки сталей без корки.
Значения углов для данного случая следующие: а = Я1=?1 = Ю°; 60 ; 7 = 0°; X = + 10°; Тф = -5°;
/=(1,4-1,6)^.
Наряду с разработкой режимов резания было проведено несколько сравнительных испытаний по определению влияния величины сме-
k
щения оси фрезы относительно оси заготовки — — >
где k — величина выхоца зуба фрезы за боковую сторону заготовки; D—диаметр фрезы в мм,
11. Заказ 6120.
При работе без корки со смещением — — 0,05 было получено
двухкратное увеличение стойкости фрезы по сравнению с симметричным расположением осей фрезы и заготовки.
При исследовании смещения при работе по корке увеличения стойкости практически не отмечено.
Аналогичная работа по определению обрабатываемости была проведена и по стали ЭИ 316.
Установлено, что оптимальное значение углов фрез при работе по этой стали без корки имеет следующие значения:
cpj — 10°; ср — 60°; а = 15°; Т - 0°; Тф - - 5°; /=(1,4-1,6)5,;
X - + 20°.
Оптимальная марка твердого сплава — ВК8.
Уровень скоростей резания и подач, соответствующий 180—260-минутной стойкости:
17 20 м/мин; sz - 0,08 -ь 0,155 мм/зуб. Выводы
1. При торцевом фрезеровании жаропрочных сталей Х25СНЗД и ЭИ 316 целесообразно применять твердосплавные фрезы, оснащенные пластинками твердого сплава ВК8.
2. Уровень наиболее целесообразных скоростей резания и подач при обработке стали Х25СНЗД без корки 30 -ь 47 м/мин; sz ~ 0,078 0,2 мм!зуб; с коркой V 15 н- 30 м/мин; sz = 0,078 :
0,2 мм/зуб.
3. Уровень скоростей резания и подач при обработке стали ЭИ 316 без корки следующий:
У= 17 ч- 20 м/мин; sz = 0,08 0,155 мм/зуб.
4. Критерий затупления фрез—износ по задней грани до величины 0,35—0,4 мм.
