Обоснование стойкости и прочности резцов при точении канавок в заготовках из конструкционной стали повышенной твердости

Машиностроительные детали могут иметь цилиндрические и торцевые канавки, для обработки которых используют составные и сборные резцы с разными геометрическими параметрами и конструктивными особенностями. Детали изготавливают из конструкционных сталей (включая закаленные), коррозионностойких сталей и сплавов и других труднообрабатываемых материалов. Повышение эффективности твердосплавных канавочных резцов является актуальной научно-технической задачей. Приведены результаты исследований по разработке методики расчета сил и температур в зоне резания, скорости изнашивания и стойкости режущего инструмента для условий точения канавок в заготовках из различных конструкционных сталей, в том числе повышенной твердости. Выполнен проверочный прочностной расчет режущего клина. Проанализировано влияние режимных и геометрических параметров инструмента на коэффициенты запаса прочности на его передней и задней поверхностях. По результатам прочностного и стойкостного анализа обоснованы выбор марки твердого сплава и предельных значений скорости резания и толщины удаляемого слоя. Выработанные рекомендации по геометрическим параметрам режущего клина и прочностным характеристикам инструментального материала являются основой для разработки конструкции сборных канавочных резцов, оснащенных сменными многогранными пластинами.

Литература

[1] Розенберг Ю.А. Резание материалов. Курган, Зауралье, 2007. 294 с.

[2] Klocke F. Manufacturing Processes 1. Cutting. Berlin Heidelberg, RWTH edition, Springer-Verlag, 2011. 504 p.

[3] Trent E.M., Wright P.K. Metal cutting. Boston, Butterworth–Heinemann, 2000. 446 p.

[4] Ståhl J.-E., Andersson M., Bushlya V., Zhou J., Andersson C. Metal cutting: theories and models. Lund, Sweden, 2012. 580 p.

[5] Старков В.К. Физика и оптимизация резания материалов. Москва, Машиностроение, 2009. 640 с.

[6] Petrushin S.I., Proskokov A.V. Theory of Constrained Cutting: Chip Formation with a Developed Plastic Deformation Zone. Russian Engineering Research, 2010, vol. 30, no. 1, pp. 45–50, doi: 10.3103/S1068798X10010119

[7] Ярославцев В.М. Механика процесса резания пластически деформированных металлов с неоднородными свойствами по толщине срезаемого слоя. Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2011, № 8. URL: http://engineering-science.ru/doc/195350.html (дата обращения 28 ноября 2018), doi: 10.7463/0811.0195350

[8] Toenshoff H.K., Denkena B. Basics of Cutting and Abrasive Processes. Berlin Heidelberg, Springer-Verlag, 2013, doi: 10.1007/978-3-642-33257-9

[9] Ravi Shankar M., Verma R., Rao B.C., Chandrasekar S., Compton W.D., King A.H., Trumble K.P. Severe Plastic Deformation of Difficult-to-Deform Materials at Near-Ambient Temperatures. Metallurgical and Materials Transactions A: Physical Metallurgy and Materials Science, 2007, vol. 38A, iss. 9, pp. 1899–1905, doi: 10.1007/s11661-007-9257-8

[10] Грубый С.В. Оптимизация процесса механической обработки и управление режимными параметрами. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2014. 149 с.

[11] Остафьев В.А. Расчет динамической прочности режущего инструмента. Москва, Машиностроение, 1979. 168 с.

[12] Лоладзе Т.Н. Прочность и износостойкость режущего инструмента. Москва, Машиностроение, 1982. 320 с.

[13] De Vos P., Stahl J.-E. Metal cutting. Theories in Practice. Seco Tools AB, Lund–Fagersta, Sweden, 2014. 183 p.