Результаты испытаний экспериментального резца Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

УДК621.9:06

РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО РЕЗЦА В.А. Рогов, В.Е. Гартман

Кафедра технологии машиностроения, металлорежущих станков и инструментов Российского университета дружбы народов Россия, 117198, Москва, ул. Миклухо-Маклая, б

В работе приводятся результаты испытаний экспериментального сборного токарного резца с 4-гранной пластинкой. Показаны результаты стойкостных испытаний, статического нагружения и АЧХ резца при силе нагружения 250 Н и 1500 Н.

Исследование рабочих характеристик резца (рис. 1) проводилось на токарновинторезном станке мод. 16К20. Обрабатываемый материал - сталь 45, 0170 мм, Ь=200 мм. Заготовка - поковка.

Рис. 1. Сборный токарный резец

Были выбраны следующие режимы резания: У=113-118 м/мин; 8о=0,21 мм/об; 1=0,5 мм (чистовой); У=78-85 м/мин; 8о=0,52 мм/об; 1=1,5 мм (черновой).

Резец с 4 гранной пластиной ТТ10К8, прихват сверху, <р=45°; ср1=45°; Уо=-7°; <Хо=+7.

Фиксировалась длина пути резания, износ пластины по задней поверхности с помощью микроскопа и фаска износа.

Критерий стойкости - время т [мин] до Ь3=0,4 мм - чистовой режим обработки и Ь3=1,2 мм - черновой режим.

Результаты стойкостных испытаний показали, что Т|=23-24 мин, т2=13-14 мин. (рис. 2)

Исследования работы резца при ударной нагрузке показали, что практически через

0,5...0,7 мин. с начала резания происходят сколы по вершине режущей кромки, и резец выходит из строя.

Проводилось резание прерывистой поверхности при У=80-83 м/мин; 8о=0,52 мм/об; 1=1,5 мм.

При статических испытаниях резца определялись смещения режущей пластины и подкладки относительно державки резца.

Графики зависимостей представлены на рис. 3.

Динамическая характеристика упругой системы (УС) определяется экспериментальным образом путем создания на входе системы гармонического силового воздействия и измерения на выходе ее реакции на это воздействие. Поведение режущего инструмента, являющегося одним из элементов УС станка, в динамическом режиме можно оценить по амплитудно-частотным характеристикам (АЧХ). Для определения динамических характеристик режущего инструмента разработан стенд, позволяющий получить АЧХ в диапазоне частот 1...20 кГц. Гармоническое силовое воздействие на входе УС режущего инструмента идентично по величине и направлению силам, имеющим место в реальном

процессе резания. Фиксация переменной силы Р и смещения А осуществляется пьезоэлектрическим датчиком силы и тензометрическим датчиком перемещения.

Ь, [мм] ПО ВСП. з.п.

о) иеоновоя Режим /=78-85/мин, ^-0,52мм/ов; t=1,5мм

в) иистс^ои режим У/^ИЗ-ИЭ/мин^ 3~0,21мм/о&; t=0,5мм

Рис.2 Результаты стойкостных испытаний. Г рафики износа режущей пластины.

О • 50 100 150 [кГс]

о) Смеиение реххыеи пластины относительно державки по координате 7.

О 50 100 150 [кГс]

о> Смещение опорной пластины относительно державки по координате 2-

Рис. 3. Результаты статического нагружения.

Направление гармонического силового воздействия задается пространственным расположением режущего инструмента относительно источника силы -пьезоэлектрического вибратора. Имитация постоянной силы резания выполняется с помощью источника статического нагружения - динамометра камертонного типа.

АЧХ резца на рис. 4 показывают на интенсивность колебаний в диапазоне 3...8 кГц и на довольно низкий уровень в области частот выше 10 кГц.

На рис. 5 характерны интенсивные колебания небольшой амплитуды в диапазоне частот 3... 10 кГц, особенно в случае «подкладка-пластинка».

Рис. 5. АЧХ сборного токарного резца: 4-гранная пластинка, прихват сверху, постоянная сила 1500Н.

Эксперименты показывают, что резец с прихватом сверху данной конструкции может быть использован для чистовой обработки. При работе с ударом применение такой конструкции нежелательно, поскольку в процессе работы зажим ослабевает, и потеря жесткости стыка приводит к быстрому выкрашиванию режущей пластины.

Для повышения эксплуатационных характеристик резца целесообразно:

Для повышения эксплуатационных характеристик резца целесообразно:

между режущей пластинкой и подкладкой установить тонкую (0,3.. .0,5 мм) вставку из листового мягкого металла (свинец, медь);

подкладку выполнять из минерала (гранит, габбро-диабаз, керамика) или из композиционного материала.

ЛИТЕРАТУРА

1. Зубкова У. И. Изготовление наплавленного металлорежущего инструмента повышенной надежности// Технология машиностроения. - 2002, - №2. - С. 22-23.

RESULTS OF TESTS OF AN EXPERIMENTAL CHISEL

V.A. Rogov, V.E. Gartman

Departament of mechanical engineering, machine tools and tooling The Russian people's friendship university Miklukho-Maklaya sir, 6, 117198, Moscow

In work the results of tests of an experimental modular turning cutting tool with a tetrahedral plate are summed. The results of trials's stability, static loading and amplitude frequency characteristic of a cutting tool at force of loading 250 N and 1500 N are showed.

Владимир Александрович Рогов родился 1956г., окончил в 1983г. РУДН. Доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой технологии машиностроения, металлорежущих станков и инструментов. Автор 256 научных работ.

V.A. Rogov (b.1956) graduated from Peoples' Friendship University of Russia in 1983. Dsci (Eng), professor, head of "Mechanical Engineering, Machine Tools and Tooling Department of PFUR. Author of 256 publications.

Гартман Вероника Евгеньевна родилась в 1977г., окончила в 2001г. РУДН. Аспирантка кафедры технологии машиностроения, металлорежущих станков и инструментов.

V.E. Gartman (b. 1977) graduated from Peoples' Friendship University of Russia in 2001. Postgraduate of "Mechanical Engineering, Machine Tools and Tooling Department of PFUR.