Технические науки/ Обработка материалов в машиностроении

Надобенко Е.А., Терлецкая А.М., Лимарева И.Г.

Карагандинский государственный технический университет, Казахстан

Влияние твердости и пластичности обрабатываемого материала на процесс наростообразования

Твердость и пластичность обрабатываемого материала оказывают непосредственное влияние на параметры нароста. Но, однозначного взгляда на характер этого влияния нет. Поэтому установление характера зависимости параметров нароста от вышеперечисленных свойств обрабатываемого материала является важной задачей. Нас интересует не только зависимость высоты нароста от твердости и пластичности, но и при какой скорости в зависимости от твердости (пластичности) обрабатываемого материала высота нароста достигает максимального значения, а при какой – исчезает совсем.

Были проведены опыты, которые показали, как максимальная высота нароста зависит от твердости обрабатываемого материала НВ (рисунок 1). Обрабатывались материалы с различной твердостью при глубине резания мм и подачей мм/об. Инструментальный материал ВК8 со следующими геометрическим параметрами резца: , , , , .

Рисунок 1 – График влияния твердости обрабатываемого материала на максимальную высоту нароста

Из графика видно, что с увеличением твердости обрабатываемого материала максимальная высота нароста уменьшалась.

Наибольшее практическое значение имели исследования, которые показали, как твердость обрабатываемого материала влияет на скорость, при которой нарост исчезает (рисунок 2). Обрабатывались углеродистые и хромистые конструкционные материалы с различной твердостью при глубине резания мм и подачей мм/об. Инструментальный материал ВК8 со следующими геометрическим параметрами резца: , , , , .

1 – углеродистые стали, 2 – хромистые стали

Рисунок 2 – График влияния твердости обрабатываемого материала на скорость исчезновения нароста

Анализ полученной зависимости позволяет сделать следующий вывод: при увеличении твердости обрабатываемого материала скорость резания, при которой нарост исчезает, уменьшается; при чем данная зависимость для углеродистых сталей имеет более «крутой» характер, чем для хромистых сталей, имеющих более плавный характер.

Для общей картины влияния твердости обрабатываемого материала на процесс наростообразования, провели опыты, которые показали, как твердость влияет на значение скорости резания, при которой высота нароста достигает своего максимума. Обрабатывались углеродистые и хромистые конструкционные материалы с различной твердостью при глубине резания мм и подачей мм/об. Инструментальный материал ВК8 со следующими геометрическим параметрами резца: , , , , .

Рисунок 3 – График влияния твердости обрабатываемого материала на скорость резания, при которой нарост достигает своего максимального значения

Из рисунка 3 видно, что высота нароста достигает своего максимального значения при скорости резания тем большей, чем меньше при этом твердость обрабатываемого материала.

Пластичность характеризует собой способность металла к деформации без разрушения и зависит от следующих основных факторов: природы металла, его состава и структуры; условий деформации – температуры, скорости и характера напряженного состояния. Основным показателем пластичности является относительное удлинение , выраженное в %. Влияния относительного удлинения на высоту нароста представлено на рисунке 4.

Рисунок 4 – График влияния относительного удлинения на максимальную высоту нароста

Анализ рисунка 4 показал, что с увеличением относительного удлинения высота нароста уменьшается, а это означает, что с увеличением пластичности обрабатываемого материала высота нароста будет увеличиваться.

Проведя комплексный анализ зависимостей, представленных на рисунках 1–4, сделали общий вывод о влиянии свойств обрабатываемого материала на процесс наростообразование и представили этот вывод на рисунке 5.в виде схемы

А – наиболее пластичный материал, В – наименее пластичный материал

Рисунок 5 – Схема влияния свойств обрабатываемого материала на высоту нароста

Выводы:

1) с увеличением твердости и уменьшением пластичности высота нароста уменьшается – ;

2) скорость резания, при которой нарост достигает своего максимума, увеличивается с уменьшением твердости и соответственно с увеличением пластичности – ;

3) нарост исчезает раньше при обработке более твердого, но менее пластичного материала.