CC BY
6УДК 621.91.01
А.А. Жумаев, С. C. Якубова ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ПРИРАБОТКА ЗУБОРЕЗНОГО ИНСТРУМЕНТА
В данной статье рассмотрение стойкости приработанного режущего инструмента при обработке различных материалов.
Ключевые слова: контактного взаимодействия, фрикционного взаимодействия, предварительная приработка, передней поверхности, упрочненных структур.
Надёжность режущего инструмента является важной эксплуатационной характеристикой. Потеря работоспособности зуборезного инструмента связана либо с достижением износа предельного значения, либо появлением сколов на режущей кромке. Место появления скола и его величина носят случайный характер, однако наиболее превалирующей зоной является уголки зубьев и вершинный участок. Величина скола в большинстве случаев также случайно и в процессе последующей эксплуатации инструмента в большинстве случаев остаётся неизменной. Появление сколов характерно на низких скоростях резания и больших пределах. На рис. 1 представлено влияние скорости резания на стойкость червячной фрезы m = 10 мм из Р6М5Ф. Кривая имеет ярко выраженный максимум на скорости V = 42 м/мин. Такой характер стойкост-ной зависимости связан с появлением сколов, причем с повышением скорости резания размеры и количество сколов уменьшаются и на скоростях выше V=42 м/мин практически отсутствуют, и стойкостная кривая принимает типичный гиперболический вид.
Рис. 1. Влияние скорости на стойкость червячной фрезы т = 10 мм из Р6М5Ф при обработке шестерен из стали 40Х: 1 - без приработки; 2 - с приработкой на У=32,5 м/мин;
3 - с приработкой на У=42 м/мин
Аналогичное имеет место и при работе зуборезной головки, обрабатывающей конические зубчатые колеса из стали 12ХН3А (рис. 2.). Максимум стойкости в этом случае приходится на скорость резания У = 34 м/мин. На этих же графиках представлены стойкостные кривые, полученные после предварительной приработки на соответствующих скоростях резания. Вид стой-
© А.А. Жумаев, С.С. Якубова, 2014.
Вестник магистратуры. 2014. №2(29).
ISSN 2223-4047
костной зависимости после предварительной приработки во многом напоминает исходную, но располагается на более высоком уровне, при этом скорость резания, при которой имеет место максимальная стойкость в большинстве случаев остается таковой и для приработанного инструмента.
На рис. 3. представлены стойкостные зависимости червячной шлицевой фрезы до и после предварительной приработки. Характер стойкостной зависимости в этом случае отличается от зубообработки, но наличие «горба» остаётся объединяющим признаком. Особенность износа червячной шлицевой фрезы заключается в отсутствии или очень редком появлении скол по сравнению с зубофрезерование. Одной из причин отсутствия скол при шлице-фрезеровании является более прочная форма зуба червячной шлицевой фрезы, имеющей широкую толщину зуба и более плавное спряжение на уголках, кроме того, шлицевые валы имеют меньше диаметральные размеры чем зубчатые колеса и высоту шлица в большинстве случаев также меньшую по сравнению с высотой зуба, поэтому обрабатывающий инструмент должен воспринимать меньше статические и динамические нагрузки.
Положительный эффект от предварительной приработки проявляется не только в повышении стойкости, но и в возможности увеличения производительности обработки при сохранении первоначальной стойкости.
Рис. 2. Влияние скорости резания на стойкость зуборезной головки с ножами из Р6М5Ф3 при обработке конических зубчатых колес из 12ХН3А: 1 - без приработки; 2 - Упп=21 м/мин;
3 - Уп=29 м/мин; 4 - Уп=34 м/мин.
Рис. 3. Влияние скорости резания на стойкость червячной фрезы из Р9К6М при обработке валов из 12ХГСА (8=0,25 мм/зуб; 1= 2,0 мм): 1 - без приработки; 2 - с приработкой на У=17,5 м/мин.
Так при зубофрезеровании цилиндрических шестерен технологически приемлемой скоростью является V = 32,5 м/мин, соответствующая максимуму стойкости, предварительная приработка же позволяет повысить скорость резания до V = 55.. .57 м/мин при сохранении первоначальной стойкости (N = 120 штук). При фрезеровании конических зубчатых колес технологическую скорость резания можно повысить с V =34 м/мин до V = 55 м/мин.
Вышеизложенное позволяет отнести метод предварительной приработки зубофрезерного инструмента, как один из эффективных способов повышения стойкости. Причем этот тип инструмента является наиболее приемлемым с точки зрения эффективности. Действительно, практически все зуборезные инструменты по конструктивным особенностям имеют геометрические параметры не оптимальные с точки зрения стойкости и крайне неудобны для упрочнения. Так, большинство технологий упрочнения основаны на создании упрочненных структур или формировании специальных покрытий на передней поверхности при условии, что переточка инструмента должна осуществляться по задним поверхностям. Зуборезные инструменты перетачиваются преимущественно по передней поверхности, в результате чего уноситься весь упрочненный слой. Производить же традиционные способы упрочнения после каждой переточки экономически не всегда целесообразно.
Предварительную приработку можно производить после каждой переточки инструмента, так как метод не требует никаких дополнительных материально-технических затрат. Незначительные экономические потери, связанные с занижением режимов резания при предварительной приработке можно частично компенсировать, если совместить этот процесс с настройкой инструмента на размер. Другим положительным моментом предварительной приработки является возможность отбраковки инструмента в самой начальной стадии эксплуатации, что снижает вероятность появления брака при поломке инструмента в эксплуатационный период.
Начальный период работы инструмента характеризуется трансформацией исходной структуры инструмента, связанной с её приспособлением к режимам контактного взаимодействия. В зависимости от деформационно-тепловых условий фрикционного взаимодействия в контакте поверхностные слон инструмента могут разупрочняться или упрочняться. Последние обстоятельство является главным для реализации приработки инструмента по аналогии с обкатной узлов трения машин, являющейся одним из эффективных и обязательных способов повешения работоспособности.
Библиографический список
1.Панин В.Е., Егорушкин В.Е., Макаров П.В.и др. Физическая мезомеханика и компьютерное конструирование материалов. Новосибирск: Наука, 1995. 618 с.
2.Смагоринский М.Е., Буляда А.А., Кудряшов С.В. Справочник по термомеханической и термоциклической обработке металлов. СПб: Политехника, 1992. 416 с.
3.Новиков И.И., Розин К.М. Кристаллография и дефекты кристаллического строения. М.: Металлургия, 1990. 336 с.
ЖУМАЕВ Ахмаджон Абдувохидович - магистрант кафедры «Технология машиностроения, оборудование и машиностроительных производств» Навоийского государственного горного института, преподаватель Навоийского горного колледжа (Узбекистан).
ЯКУБОВА Сарвиноз Собировна - магистрант кафедры «Технология машиностроения, оборудование и машиностроительных производств», Навоийского государственного горного института (Узбекистан).
