Факторы, влияющие на режимы резания.

Основные положения теории резания металлов используются как при конструировании и расчете станков и инструментов, так и при их эксплуатации. В последнем случае это сводится в основном к назначению элементов режима резания с наиболее полным использованием режущих свойств инструмента и кинематических и динамических данных станка, при непременном условии полу­чения доброкачественной обработанной поверхности.

Назначить основные элементы режима резания — это значит определить глубину резания, подачу и скорость; при этом опти­мальными из них будут, те, которые обеспечивают на данном стан­ке наименьшую себестоимость процесса обработки. Такой порядок назначения элементов режима резания, когда для заданного инструмента сначала выбирается максимально возможная и целесо­образная глубина резания t (ширина среза), затем максимально возможная подача s, а потом уже подсчитывается (с учетом опти­мальной стойкости и других конкретных условий обработки) ско­рость резания v, объясняется тем, что для обычных резцов ( > 0 при t > s) на температуру резания, а, следовательно, на износ и стойкость резца наименьшее влияние оказывает глубина резания, большее — подача и еще большее — скорость резания.

Для назначения элементов режима резания необходимо знать:

материал заготовки и его физико-механические свойства;

размеры заготовки;

размеры детали и технические условия на ее обрабо­танные поверхности;

материал и геометрические элементы режу­щей части инструмента, его размеры, максимально допустимый износ и оптимальную стойкость;

кинематические и динамические данные станка, на котором будут обрабатывать данную заготовку.

В стружку уходит от 60 до 86% общего количества теплоты, причем, чем больше скорость резания, тем выше этот процент. В среднем при токарной обработке:

в стружку уходит 50—86% общего количества теплоты,

в резец 40—10%,

в заготовку 9—3% и

в окружающую среду около 1%.

На распределение теплоты между объектами влияет ряд факторов, наиболее важными из которых являются скорость резания и толщина среза. При чистовой обработке в заготовку уходит теплоты больше, чем при черновой обработке.

Теплота, переходящая в резец, размягчает его (снижает твер­дость) и делает менее износостойким. На стойкость инструмента в основном влияет высокая температура, создаваемая в тонких поверхностных слоях , подвергающихся износу. Под действием высокой температуры (температуры резания) в этих слоях могут происходить отпуск и соответствующие структурные изменения, сильно влияющие на твердость, а, следовательно, и на интенсивность износа режущего инструмента.

Так, твердая структура мартенсит (HRC 62—65), получаемая в результате соответствующей термической обработки быстрорежу­щей стали, начиная с температуры 550—600°С, интенсивно распа­дается на менее твердые и износостойкие структуры (троостит, троосто-мартенсит), что делает инструмент из быстрорежущих ста­лей неработоспособным (быстроизнашивающимся), если его по­верхности трения будут нагреваться в процессе резания до 600°С и выше.

Выделяясь в зоне стружкообразования и в местах контакта стружки с инструментом и инструмента с заготовкой, теплота влияет на состояние трущихся поверхностей (изменяя коэффициент трения), на точность обработки, на весь процесс резания и связан­ные с ним явления (деформации, наростообразование, упрочнение, износ инструмента и др.).

Исследования показывают, что для любого обрабатываемого металла и даже вида обработки есть своя наиболее оптимальная смазочно-охлаждающая жидкость и что наибольшую эффектив­ность смазочно-охлаждающие жидкости обеспечивают при резании вязких, высокопластичных и сильно упрочняющихся при деформа­ции металлов; с увеличением толщины среза и скорости резания эффект облегчения стружкообразования от применения смазочно-охлаждающих жидкостей уменьшается.

Титановольфрамовые твердые сплавы обозначаются буквами ТК и цифрами, стоящими после каждой цифры, которые указывают конкретное содержание карбида титана и кобальта. Так, Т15К6 содержит 15 % карбида титана, 6 % кобальта, остальное - карбид вольфрама. Теплостойкость сплавов группы ТК – до 900-1000 °С.