Способ управления обработкой резанием материалов

 

Использование: область обработки материалов резанием, а именно к определению оптимальной скорости резания неметаллических упругих материалов, например резины. Сущность: способ заключается в определении силы резания при обработке заготовки на различных скоростях резания. Причем определяют закономерности изменения силы резания по времени в период деформации неметаллического упругого материала режущей кромкой инструмента, предшествующий его срезанию. Оптимальную скорость резания назначают соответствующей наибольшей интенсивности роста силы резания по времени в этот период. 2 ил. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1" б (21) 4906005/08 (22) 30.01.91 (46) 23.05.93. Бюл. М 19 (71) Ижевский механический институт (72) P.Ñ.Móçàôàðîâ. А.И.Хватов и С.В.Лимонова (56) Авторское свидетельство СССР

N- 1065085, кл. В 23 В 1/00, 1984, Ав горское свидетельство СССР

М 1194582, кл. В 23. В 1/00, 1985. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ. ОБРАБОТКОЙ

РЕЗАНИЕМ МАТЕРИАЛОВ (57) Использование: область обработки материалов резанием, а именно к определеИзобретение относится к обработке материалов резанием, а именно к определению оптимальной скорости резания неметаллических упругих материалов, например резийы, Цель изобретения — расширение технологических возможностей при обработке неметаллических упругих материалов.

На фиг. 1. показана типовая зависимость изменения силы резания Р по времени т; полученная при записи осциллограммы; на фиг. 2 — зависимости

P-х йруи различных скоростях резания Чь

На чертежах обозначены угол е наклона зависимости P- т,на участке предварительного деформирования неметаллического упругого материала, сила Ркр дт, и время zp >, при которых начинается процесс резания.

Способ осуществляется в следующей последовательности: определяют условия . резания, для которых проводится оптимизация скорости резания, в т,ч. оборудование, режущий инструмент, заготовку, режимы резания — глубину резания, продольную а,, Ы, 1816652 А1 (я)5 B 23 0 15/00 // В 23 В 1/00

I нию оптимальной скорости резания неметаллических упругих материалов, например резины. Сущность; способ заключается в определении силы резания при обработке заготовки на различных скоростях резания.

Причем определяют закономерности изменения силы резания по времени в период деформации неметаллического упругого материала режущей кромкой инструмента. предшествующий его срезанию. Оптимальную скорость резания назначают соответствующей наибольшей интенсивности роста силы резания по времени в этот период. 2 ил. I табл. ! подачу, скорость вращения заготовки, anna- 3 ратуру — динамометр и записывающий осциллограф; назначают диапазон скоростей резания (вращения круглого чашечного рез-: ца); проводят резание заготовки при различ- . ных скоростях резания в выбранном Б диапазоне скоростей с записью на осцилло- . графе диаграмм "сила резания — время" в период деформации неметаллического упругого материала режущей кромкой инстру- . мента, предшествующий его срезанию.

- Резание осуществляют через 2...5 м/с; на- оц значают оптимальную скорость резания не- . 0 металлического упругого материала, Ql. соответствующую наибольшей интенсивности роста силы резания по времени в период деформации материала, предшествующей 1лв его срезанию.

Положение об оптимизации скорости резания по диаграмме "сила резания — время" установлено в результате проведения в

Ижевском механическом институте комплексных исследований процесса резания неметаллических упругих материалов, на181 6б52 пример, резины, каучука и т,п, применяемых при изготовлении деталей бумагаделательных машин, включая валы, облицованные резиной.

Установлено, что на процесс резания неметаллического упругого материала оказывает влияние множество факторов, Выявлено, что наиболее высокопроизводительное резание осуществляется при использовании круглого чашечного резца с принудительным вращением и имеющим наименьшие значения угла заострения.

Отмечено, что процесс резания включает две стадии: первая — предварительного деформирования заготовки в зоне резания и вторая последующая — непосредственно резание со снятием слоя неметаллического упругого материала. Эти закономерности характеризует и типовая зависимость изменения силы резания Р по времени z (ôèã. 1), полученная при записи осциллограмм.

Зависимость Р— г включает два участка: первый — интенсивного роста силы резания

P при предварительном дефармировании материала в зоне резания до критического значения силы Р рит, за период времени до момента начала резания тре, второй — незначительного линейного увеличения силы резания в..процессе резания, вызванного в т,ч. и износом инструмента.

Наибольший интерес с точки зрения оптимизации скорости резания представляет первый участок зависимости Р—, характеризующийся кроме указанных характеристик и углом наклона е. При изменении условий. резания изменяется угол наклона е первого участка зависимости Р- г и величина критической силы Ркри, при которой начинается процесс резания, Например, пои, увеличении скорости резания Vt типовые зависимости Р- х примут вид, приведенный на фиг. 2, и каждая диаграмма будет характеризоваться своей величиной силы резания Ркрит. и углом наклона ц. Причем до определенной скорости резания угол наклона @ будет уменьшаться, а затем — вновь увеличиваться, но менее интенсивйо, При проведении многочисленных экспериментов установлено, что наименьшее значение угла е на диаграмме Р- r будет соответствовать оптимальной скорости резания V

Подобное изменение угла наклона я объясняется характером протекания процесса резания неметаллического упругого материала на скоростях, меньших, равных и больших оптимальной.

При любой скорости резания процесс резания неметаллического упругого материала начинается лишь после перехода материала под действием режущей кромки инструмента из упругого состояния в состояние характерное жестким неметаллическим материалам, При скоростях резания, меньших оптимальной скорости, режущий инструмент подвергают деформации сжатия больший объем материала, прилегающего к вращающейся режущей кромке. Это предопределя15 ет малоинтенсивнае нарастание силы резания до значений Ркрит, с которых начинается процесс резания.

По мере приближения к области оптимальной скорости резания скорость дефор20 мации материала в зоне резания увеличивается, материал при меньших зна;ениях Ркр» и меньших углах ядостигает твердого состояния, при котором подвергается резанию.

При оптимальной скорости резания процесс объемного сжатия материала протекает наиболее интенсивно, зона резания достигает наименьших значений и состояние упругого материала характерное тверЗ0 дому, приобретается практически в первый . момент нагружения. При оптимальной скорости переход материала из упругого состояния в твердое и последующее разрушение (срезание) происходят в небольшой области

ЭБ материала (зона резания), прилежащей к режущей кромке принудительно вращающегося круглого чашечнога резца. В этот момент сила резания Рурит и угол е имеют наименьшие значения. Малые объемы деформации

40 при оптимальной скорости резания предопределяют малое влияние на поверхностный слой материала и, следовательно, его высокое качество, При скоростях резания выше оптималь45 ной наблюдается небольшое возрастание угла е и силы Ркр., что связано с изменением свойств материала, увеличения площади контакта инструмента и заготовки в зоне резания из-эа увеличения зоны деформации, прилегающей и перемещающейся в месте с вращающейся кромкой чашечного резца.

Способ поясняется следующим образом.

t На стенке мод, РТ-1001 осуществляют точение вала, покрытого резиной Л-5262.

Резание производят принудительно вращающимся круглым чашечным резцом при следующих режимах: скорость вращения

1816652 заготовки V>ar = 0,52 м/с; продольная подача Spp = 1,4 мм/об; глубина резания т = 3 мм.

Оптимизацию скорости резания, в данном случае скорости принудительного вращбМия круглого чашечного резца V

V м/с 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60

r.,ã а . 32 30 30 29 30 28 30 27 26 25 25 30 26 26 30 27

В процессе резания заготовки осуществляют запись на осциллографе диаграмм

"сила резания-время" до начала образования стружки через каждые 3 м/с с последующим анализом результатов. Результаты экспериментов приведены ниже; о

HBw6ollblllBA интенсивность роста силы резания наблюдается при скорости 48 м/с, где угол о имеет наименьшее значение, из всех полученных — 25 .

Исходя иэ этого назначаем оптимальную скорость вращения круглого чашечного резца (скорость резания) равной 48 м/с.

Формула изобретения

5 Способ управления обработкой резанием материалов, включающий предварительную обработку заготовки на различных скоростях резания, определение значений силового параметра и основную обработку

10 заготовки со скоростью резания, соответствующей определенному значению силового параметра, отличающийся тем,что,с целью расширения технологических -возможностей при обработке неметаллических

15 упругих материалов, основную обработку ,заготовки производят со скоростью, соответствующей наибольшей. интенсивности роста силы резания в период деформации материала заготовки режущей кромкой ин20 струмента, 1816652

Составитель P.Móçàôàðîâ

Редактор Е.Полионова Техред M.Moðãåíòàë Корректор A.Mîòûëü

Заказ 1701 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-35, Раушская наб., 4/5 .

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 г

Г

1,