АНАЛИТИЧЕСКИЕ И ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ВОССТАНОВЛЕНИЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ КРУПНОГАБАРИТНЫХ ДЕТЕЛЕЙ МАШИН БЕЗ ИХ

ДЕМОНТАЖА

Технологические особенности выбора режущею инструмента и определение его стойкости при обработке крупногабаритных вращающихся деталей с помощью встраиваемых станков

Токарная обработка крупногабаритных деталей бандажей и роликов связана с большой протяженностью процесса резания. А использование функционального вращения агрегата для создания формообразующего движения резания, в свою очередь, определяет необходимость выполнения обработки на заниженных скоростях резания. Так, например, согласно расчета по формуле:

v -кD rJ 1000,

Токарная обработка бандажа диаметром D- 6 м и шириной I. = 1000мм при частоте вращения обжиговой печи п - 1,25 об/мин осуществляется со скоростью резания v = 23,5 м/мин. В табл. 6.1 приведены расчетные данные длины пути резания LF и продолжительности резания Тр рассматриваемого бандажа с продольной подачей соответственно s = 1; 1.5; 2 и 3 мм/об.

Таблица 6 1

Длина пути и продолжительность рез а ния при точении ба нд а ж а

Подача, мм/об

1

1.5

2

3 !

Длина пути, м

18840

12500

9430

6133

Время резания мин/час

801.7/13.36

531.9/8.86

401.2/6.68

260/4 27

|

Обороты

1000

667

500

334

Токарная обработка поверхностей большой протяженности при малых скоростях резания создает чрезвычайно неблагоприятные условия для стойкости проходного резца, замена которого на чистовых проходах исключается, т.к. не представляется возможным обеспечить требуемую точность обработки бандажей и роликов. Исследования показывают, что при обработке бандажа период стойкости режущего инструмента в 1.5 -1.8 раза меньше продолжительности одного рабочего хода. В соответствии с этим возникала необходимость проведения исследований, с целью выявления параметров режущего инструмента - его материала и геометрии, а также режимов резания, при которых обеспечивается

стойкость режущего инструмента, достаточная для выполнения одного прохода.

Аналитические исследования проводились с целью выявления зависимостей, определяющих влияние различных факторов процесса обработки крупногабаритных вращающихся деталей на стойкость режущего инструмента. Экспериментальная обработка бандажей проводилась при их базировании по обрабатываемой поверхности на двух опорных роликах непосредственно на вращающихся печах диаметром D > 5 м и длиной 185м. Диаметр бандажа 6100мм, ширина - 1000мм. Размеры опорных роликов: диаметр - от 1600 до 1800мм; ширина - от 1100 до /200лшМатериал обрабатываемых деталей - сталь 45Л-Ш ГОСТ 977-75.

Экспериментальная обработка деталей производились после эксплуатации бандажей свыше 6 лет, а опорных роликов - свыше 3 лет. Глубина упрочненного слоя у обрабатываемых деталей после такого длительного срока эксплуатации составляет не менее 15-20 мм [76,99] .

Для выполнения процесса обработки бандажей и опорных роликов без их демонтажа непосредственно на вращающейся печи был использован специальный приставной станок,, конструктивное исполнение которого защищено двумя авторскими свидетельствами СССР [ 84,89 ].

ss качестве режущего инструмента при обработке бандажей и опорных роликов использовались прямые проходные резцы, оснащенные пластинками твердого сплава. Размеры резцов - 70 х 70 х 550 мм.

Глубина резания при обработке базовых поверхностей бандажей назначалась на основании требований конечной точности обработки бандажа с учетом условий допустимой величины остаточной погрешности формы и обеспечение необходимой стойкости режущего инструмента. На основании аналогичных требований назначалась и величина подачи.

При обработке конической части бандажа, которая является базой в осевом направлении и совмещается с поверхностью ролика гидроупора, глубина резания, так же назначалась на основании требований обеспечения необходимой стойкости режущего инструмента, с учетом жесткости и виброустойчивости технологической системы.

Перемещение инструмента в процессе резания в осевом направлении осуществлялось приводом суппорта, обеспечивающего скорость подачи 2 мм/мин, что при частоте вращения печи 1 об/мин соответствует оборотной подаче, равной 2 мм/об.

При проведении экспериментальных исследований по определению влияния различных факторов процесса обработки на стойкость режущего инструмента в качестве основного показателя, характеризующего

исследуемый параметр, была принята величина износа резца по задней поверхности. Критическая величина износа, при которой прекращался процесс обработки деталей, на основании рекомендаций [34,120] принята величина износа равная 2мм.

Для измерения величины износа инструмента использовались инструментальные микроскопы типа ММИ-2, МОП-5, а также бинокулярный стереоскопический микроскоп МБС-9.

Продолжительность работы режущего инструмента до достижения критической величины износа определялось при помощи электронного хронометра.

Подача режущего инструмента при обработке восстанавливаемых деталей устанавливается за счет настройки привода силового с гола. В зависимости от диаметра обрабатываемых деталей и частоты вращения печи необходимое значение подачи обеспечивается второй половиной ряда подач станка, а именно 2.4, 4.8 или ]0мм/мин.

В процессе исследований был использован метод планирования многофакторного эксперимента. Сущность используемого метода заключается в том, что при проведении ряда опытов варьируются значения всех факторов сразу в соответствии с предварительно разработанным планом эксперимента [5,51,71]. Обработка результатов опытов при помощи методов математической статистики позволяет определить не только влияние каждого из факторов на исследуемый параметр, но так же и влияние различных взаимодействий изучаемых факторов. Выполнение экспериментов в соответствии с предварительно разработанным планом проводилось согласно следующей методике:

  • - определялся параметр исследования. В качестве такового при обработке бандажей и роликов выбрана стойкость режущего инструмента Т.
  • - устанавливались факторы, оказывающие наибольшее влияние на исследуемый параметр Т, и уровни их варьирования.

Выбор факторов осуществлялся на основе априорного ранжирования [5,71] и учета производственного опыта. В качестве факторов, оказывающих наибольшее влияние на стойкость режущего инструмента при обработке бандажей и опорных роликов проходными резцами, выбраны геометрические параметры режущей части инструмента, технологические показатели процесса обработки деталей и прерывистость резания (т.е. время съема слоя материала при вращении бандажа и время холостого пробега инструмента).

С целью получения наиболее полного исследования влияния изучаемых факторов на стойкость режущего инструмента был реализован полный факторный эксперимент первого порядка, Для случая

неадекватности описания получаемой математической моделью реального процесса обработки деталей было использовано не композиционное планирование эксперимента второго порядка. Использование не композиционных планов второго порядка существенно расширяет возможности эксперимента ввиду варьирования изучаемых факторов на трех уровнях: верхнем, нижнем и основном.

В соответствии с количеством изучаемых факторов была разработана матрицы планирования эксперимента , на основе которой производились опыты, а затем при помощи методов математической статистики обрабатывались полученные результаты [32].

Стойкость режущего инструмента описывается экспоненциальными

зависимостями вида

1 х у

Т = Си п1( т3 тк, (6.1)

которые после логарифмирования могут быть представлены в следующей форме:

1ёГ = 1ёС + 1ё*--1ёо--16/-^-1ё$

т т т

В соответствии с этим, в качестве математической модели процесса обработки бандажей и опорных роликов вращающихся печей проходными резцами принят полином вида:

у=к + XV + Y.h^Jx^xJ+ XV,2 (6-2)

&?к 1 iZk

где у - значение исследуемого параметра в логарифмическом масштабе;

х;(д:/) -значения факторов обработки в логарифмическом масштабе;

Ь * , Ь- > Ън -коэффициенты полинома;

к - количество изучаемых факторов.

Экспериментальный выбор марки материала режущей части

инструмента

На основании рекомендаций [1,14,52,120] для проведения экспериментальных исследований были выбраны зри марки материала режущей части инструмента - твердые сплавы ВК8, Т5К10 и Т15К6. Выбор данных марок материала режущей части обусловлен наличием на

поверхности обрабатываемых деталей упрочненного слоя, глубина которого может превышать 15мм, а также с учетом возможности возникновения знакопеременных на1рузок при обработке с малыми скоростями резания.

Исследования технологического процесса восстановления изношенных базовых поверхностей с использованием инструмента, оснащенного пластинками из сплавов указанных марок, производились при обработке бандажей диаметром О > 5м. Геомегрические и технологические факторы процесса обработки имели следующие значения

у= 0°; а= 12°; Я = 0°; (р = 60°; <р, = 15°; г = 1.5мм; и = 19.1 м/мин; 5 = 2 мм/об; I = 3 .им Результаты исследований приведены в таблице 6.2. В качестве парамегра, определяющего пригодность инструмента, было выбрано время работы резца до момента потери его работоспособности.

Таблица 6.2

Стойкость резцов различных материалов I|ри обработке бандажей

№ резца

Материал режущей части резца

Время работы резца, мин

Причина потери работоспособности

1,2...7

ВК8

45, 30, 40, 25, 25, 60, 60

Износ резца

1,2...7

Т15К10

200, 240, 200, 180*, 290, 230,310

Износ резца (* скол)

1,2...7

Т15К6

50*, 170, 120, 10*, 300. 70*, 15*

Износ резца (* скол)

  • 1

Анализ полученных результатов показывает, что наиболее приемлемым материалом режущей части инструмента при обработке бандажей и опорных роликов, является твердый сплав марки Т5К10. Скол пластинки, произошедший у резца №4 объясняется вскрытием на бандаже внутренней полости, заполненной шлаковыми включениями.

Пластинки твердого сплава Т15К6, обладающие высокой стойкостью, что видно на примере резца №5, оказатись чувствительными к появлению ударных нагрузок на их режущих поверхностях.

Сплав марки ВК8 оказатся неприемлемым в условиях силового резания при малых скоростях обработки из-за низкой стойкости. В результате этого, невозможно обеспечить точность обработки деталей в соответствии с эксплуатационными требованиями. Однако, следует заметить, что пластинки сплава ВК8 наиболее приемлемы для черновой обработки поверхностей деталей опорного узла, когда имеются значительные остаточные дефекты от газовой резки или сварки.

На основании изложенного, принято решение, о использовании при

проведении дальнейших экспериментов резцов, оснащенных пластинками твердого сплава марки Т5К10.

Исследование влияния геометрических факторов проходных резцов на

стойкость инструмента

На основании анализа работ [1,19,38,121] установлено, что на стойкость ревущего инструмента при малых скоростях обработки деталей и значительных сечениях срезаемой стружки наибольшее влияние оказывают следующие геометрические параметры: угол наклона главной режущей кромки - А; главный угол в плане - передний угол - у; задний угол - а.

Анализ априорной информации, полученной при обработке бандажей и опорных роликов [83,85,112], показывает, что наибольшая стойкость режущего инструмента наблюдается в тех случаях, когда значения зышеуказанных факторов изменяются в следующих пределах: угол у от -5° до /5°; угол «от 3° до 13° угол А от-10° до 10° угол от 45° до

Поэтому, при проведении дальнейших экспериментов варьирование значениями рассматриваемых геометрических факторов выполнялось в указанных пределах.

Для получения возможности аппроксимации результатов эксперимента степенными зависимостями и обработки их методами математической статистики в логарифмическом масштабе выполнен условный поворот координатных осей для углов у и А Это позволило получить при расчетах положительные значения этих углов. Поворот осей составил: для углов у+ 10°, для углов А +20°. В новой системе отсчета численные значения углов составляют:

у - от +5° до +15°; А - от +10° до +30°.

Технологические факторы процесса обработки бандажей и опорных роликов при проведении данного эксперимента имели следующие значения: скорость резания - 19.1 м/мин глубина резания - 3 м.м подача инструмента -2 мм/об.

В результате проведения полого факторного эксперимента первого порядка была получена математическая модель, неадекватно описывающая реальный процесс обработки деталей. Поэтому было принято решение использовать не композиционный план второго порядка для числа факторов к = 4.

В результате исследований была получена математическая модель, использование которой позволяет определить оптимальные значения

геометрических параметров режущей части инструмента при заданных режимах обработки.

Влияние геометрических параметров режущего инструмента на его стойкость, определяемая полученной моделью, показана в табл. 6.3.

Таблица 6.3

Влияние геометрических параметров инструмента на стойкость

Влияние переднего угла

О

Л_

-5

0

5

10

15

Т мин

484.070

542.366

504.593

450.534

398.236 1

условия

а = 12 ; Л = -1,5 ; ф = 69; ъ = 2 мм/об; / = 3 мм.

Влияние заднего угла

о

а

3

5.5

8

10,5

13

Т мин

467.146

516.854

535,077

541.441

542.217

условия

о о о

у = - / ; Я = -1,5 ; ф = 69; я = 2 мм/об; і = 3 мм

Влияние угла наклона главной режущей кромки

л°

-10

-5

0

5

... ю |

Т мин

464.120

528.129

545,630

541.026

525 655

условия

О О 0

у = -1 ; а =12 ; (р = 69 ; .у = 2 мм/об; / = 3 мм

Влияние главного угла в плане

о

45

55

65

75

85

Т мин

406.609

498.247

539,045

540.122

5І4 950

условия

О О О

у = -1 ; а =12 ;Л = -1,5 ; б = 2 мм/об; ( = 3 мм

Установленный на основе проведенных исследований характер изменения стойкости проходных резцов в зависимости от геометрии применяемого инструмента показан на рис.6.1. Как видно из рис. 6.1 зависимость стойкости резцов от углов заточки инструмента имеет ярко выраженный экстремальный характер. Экстремальные точки приведенных зависимостей характеризуют наибольшие значения периода стойкости инструмента.

Анализ зависимости Т -/(у) показывает, что максимальная величина периода стойкости резцов наблюдается в том случае, когда величина переднего угла у 0. Увеличение угла у ведет к снижению стойкости инструмента. Это объясняется тем, что происходит уменьшение площади поперечного сечения режущего клина. В результате передача тепла из зоны резания в державку резца снижается, что ужесточает термодинамический режим на режущих кромках.

Уменьшение угла у приводит к увеличению деформации обрабатываемого материала, а следовательно, и к увеличению силы резания и температуры в зоне резания Динамические и

термодинамические нагрузки на режущих кромках, возрастают, а поэтому возрастает и износ инструмента.

400

/

/

.

/

тм 1

А

гУ?

ж ? У-

Ч.

// Ж ж / ж

//

/Ж

я ш

ЯШ

Я Ш

ж я

* /

/ 4 ч

  • 1

1

. ]

Гг*

ж я

И ?

У

1 /

I с

1 •

5

ж

‘•л

  • 3
  • 1

У

§

*

Мг!

а

*

У

1

'

4

  • 520
  • 460
  • 430

-5

0

5

Ю

Ь

Г

3

55

8

105

0

а

-10

-5

0

5

V

Г

45

55

65

75

85

Vе

Рис. 6.1. Влияние геометрии проходных резцов на их стойкость

Изменение заднего угла а в интервале а - 3° ч- 13° оказывает сравнительно меньшее влияние на период стойкости резцов.

Главный угол в плане обеспечивает максимальную величину периода стойкости инструмента в том случае, когда его значение приблизительно равно 70°. Уменьшение угла (рот оптимального значения ведет к увеличению длины активной части режущей кромки, что вызывает увеличение силы резания, а, следовательно, и повышенный износ. Увеличение угла приводит к снижению сил резания, однако при этом уменьшается и теплопередающая способность инструмента вследствие уменьшения режущего клина. В результате ужесточается

термодинамический режим работы резцов, что и приводит к снижению периода стойкости.

Изменение угла наклона главной режущей кромки Л оказывает сравнительно меньшее влияние на стойкость инструмента. При увеличении угла Л от минимальных значений до определенной величины наблюдается некоторое повышение периода стойкости резцов. Это объясняется снижением термодинамических нагрузок вследствие увеличения теплопередающих возможностей режущего клина, а также снижением силы резания. Дальнейшее увеличение угла Л ведет к возрастанию силы резания вследствие увеличения длины активной части режущей кромки. Это объясняет увеличение износа инструмента. Равновесие рассматриваемых факторов наблюдается в том случае, когда угол Л ~ 1.5°. При этом значении угла Л стойкость режущего инструмента будет максимальной.

Т.о., использование полученной модели позволяет при расчете на ЭВМ путем варьирования параметрами геометрии резца обеспечить достижение требуемой, более высокой стойкости режущего инструмента.

Исследование влияния технологических факторов на стойкость

инструмента

Бандажи и опорные ролики вращающихся печей различных типоразмеров имеют различные окружные скорости образующих контура при одинаковой частоте их функционального вращения. В свою очередь конструкция приставного станка позволяет изменять глубину резания и подачу инструмента. Это позволяет управлять процессом обеспечения более высокой стойкости режущего инструмента. Однако для этого необходимо выявить зависимость стойкости режущего инструмента от технологических факторов процесса обработки - скорости, глубины резания и величины подачи инструмента.

В соответствии со служебным назначением и режимом эксплуатации вращающихся печей установлено, что скорость резания при обработке деталей опорных узлов может изменяться в пределах от 13 до 30 м/мин в зависимости от типоразмера и частоты вращения печи.

При промышленных испытаниях приставного станка было установлено, что приемлемые, с точки зрения эксплуатационных требований, результаты обработки достигаются в тех случаях, когда глубина резания не превышает 4 мм, а подача 6 мм/об. Поэтому при проведении эксперимента варьирование технологическими факторами процесса обработки выполнялось в следующих пределах: и - от 13 м/мин до 30 м/мин; $ от 12 мм/об до 6 мм/об; / - от 1мм до 4 мм.

Геометрические параметры режущей части инструмента при проведении данного эксперимента соответствовали следующим значениям:

у = - Г ; а = 123; X = -1.5°; ф-69°; ср,= 15°

Значения и интервалы варьирования представлены в приложении п.3.3.

В результате получена математическая модель устанавливающая связь между стойкостью режущего инструмента Т и применяемыми режимами у,1,5 для специфичных условий токарной обработки крупногабаритных деталей - бандажей и опорных роликов. Данная зависимость приведена в приложении п.3.3. Она позволяет обеспечить необходимую, более высокую величину периода стойкости режущего инструмента Т путем варьирования параметрами режима обработки - подачей 5, глубиной резания ( и скоростью резания V.

В полученных выражениях, описывающих влияние технологических факторов на стойкость режущего инструмента, отсутствует скорость резания V. Это означает, что её влияние на исследуемый параметр в интервале значений от 13 до 30 м/мин значительно меньше влияния, оказываемого подачей .у и глубиной резания I. Зависимость стойкости от величины продольной подачи .? и глубины резания / показана на рис.6.2.

При любых значениях подачи з показатель степени при ней больше, чем показатель степени при глубине резания Г, т.е. изменение величины подачи 5 сказывается на стойкости инструмента в значительно большей степени, чем изменение глубины резания /. Это объясняется разницей термодинамических нафузок на режущий инструмент. Увеличение глубины резания / означает увеличение силы резания и температуры в зоне резания. Однако, при этом происходит увеличение активной части режущей кромки инструмента, а следовательно, и площади контакта резца со стружкой и обрабатываемой деталью. При увеличении подачи з площадь контакта резца со стружкой также увеличивается, но в меньшей степени, а площадь контакта резца с деталью остается прежней. Поэтому термодинамический режим при увеличении подачи з будет более жестким, что и является причиной повышенного износа инструмента.

Наиболее резкое изменение стойкости резцов, как видно из рис.6.2, наблюдается при увеличении значения подачи з > 3 мм/об. Это также объясняется гем, чго при увеличении з до 3 мм/об, происходит увеличение площади контакта резца со стружкой; возрастает также и количество тепла, уносимого стружкой. При дальнейшем увеличении подачи изменения площади контакта не происходит или происходит в значительно меньшей степени. Поэтому значительно возрастают динамические и термодинамические нагрузки на режущих кромках, вызывающие резкое снижение стойкости режущего инструмента.

Зависимость стойкости проходных резцов от глубины резания

Рис. 6.2. Зависимость стойкости проходных резцов от глубины резания

и подачи

В результате исследований установлено, что при ремонтной обработки базовых поверхностей бандажей, наиболее приемлемая величина подачи режущего инструмента находится в интервале 2+4 мм./об Увеличение подачи ведет к возможности появления низкочастотных колебаний в приставном станке, следствием чего является возникновение на обрабатываемой поверхности волнистости высотой до 1,3 + 1,8 мм. При зтом, возрастает вероятность скола режущих кромок инструмента.

В свою очередь, при обработке опорных роликов подача инструмента может назначаться до 6 мм/об.

Исследование влияния прерывистости резания на стойкость

инструмента

При обработке бандажей и опорных роликов вращающихся печей вследствие искажения их формы и неопределенности базирования имеет место прерывистое резание. Процесс резания чередуется с холостым пробегом инструмента и возникновением ударных нагрузок, что отрицательно сказывается на стойкости инструмента.

Для выявления зависимости, связывающей стойкость режущего инструмента с условием обработки деталей, был проведен полный факторный эксперимент при к =2. В качестве факторов, определяющих величину периода стойкости резцов, были выбраны следующие:

  • - время резания Тр0, т.е. время, в течение которого происходит съём слоя материала с поверхности детали за её полный оборот;
  • - время охлаждения режущего инструмента Тхо, т.е. время, в течение которого не происходит съёма материала в пределах одного оборота.

Время охлаждения инструмента Тхо равно времени одного оборота детали Т„б без учета времени резания Тро

Тхо = Тов

- т

ПО

смещения образующей Аглавной составляющей силы

На рис.6.3 представлен график обрабатываемого бандажа и колебания резания Р2 в пределах одного оборота бандажа.

Согласно рис.6.3 в слу чае обработки с / = 0.5 Абу прерывание резания за время одного оборота происходит шесть раз в пределах срх « 180°, т.е. на длине 1Х, равной половине периметра ?*« 0.5 яВ. Это означает, что время резания и время холостого хода Тхо фактически одинаково Тр0 « Тхо и рассчитывается по формуле:

ТР0 - я О <рр! 360 V,

где р угол поворота бандажа в процессе резания;

V - скорость резания.

Таблица 6.4

Влияние расположения инструмента на колебание глубины реза Ш1я_(исоста в л яюьцую Р7 при прерывистом точении

Расположение

инструмента

|

По вертикали

Под углом 40°

По горизонтали

глубина резания

1 = Д,ч а мм.

0 + 7.7

0+98

0 + 13

составляющая Л в Я

^ - - ---- -------

0 + 5956

0+8786

0 + 9961

/, т

а) смещение образующей при его вращении 1=Г(<р)

Pz.fi

б) колебания силы резания Рг~Яф) за один оборот бандажа

Рис. 6.3. График смещения образующей и колебания силы резания Р7

за один оборот бандажа

В данном примере при скорости резания V- 15 м/мин время резания в пределах оборота составляет Тро - 62 сек.

Мри исследовании влияния прерывистого резания геометрические параметры режущей части инструмента в разработанной физической модели имели следующим значения:

у = - 1°; а = 12°; Л = -1.5°; ср - 69°; (р, = 15° Технологические факторы процесса обработки при реализации опытов имели значения:

о = 19.1 м/мм; 5=2 мм/об; I ~ 3 мм Влияние прерывистости резания на стойкость инструмента при физическом моделировании процесса обработки бандажей и опорных роликов вращающейся печи определялось при различных значениях времени одного оборота детали.

В результате проведенных экспериментов выявлена зависимость стойкости режущего инструмента от прерывистости резания, которая представлена на рис.6.4. Данная зависимость проявляется в виде кривых, имеющих экстремальные точки, характеризующие минимальное значение периода стойкости.

Влияние прерывистости процесса резания на стойкость режущего

рис. 6.4.Влияние прерывистости процесса резания на стойкость режущего

инструмента

Из анализа представленных графиков следует, что при цикле обработки деталей, равном 60 сек, что соответствует частоте вращения 1 об/мин, прерывистость резания снижает величину периода стойкости резцов в 2,5 - 3.5 раза по сравнению с непрерывным резанием. По мере уменьшения времени резания до 15 сек (и соответственно возрастания времени охлаждения до 45 сек.) зависимость стойкости носит монотонный характер, т.е. она непрерывно уменьшается. Это обусловлено гем, что при данных условиях обработки деталей с увеличением времени охлаждения возрастают колебания термодинамических на1рузок на режущие кромки инструмента.

Дальнейшее уменьшение времени резания (а, следовательно, и увеличение времени охлаждения) резца ведет к некоторому повышению стойкости (приблизительно, на 7,5% по сравнению с минимальным значением периода стойкости). Это объясняется тем, что при сокращении времени резания уменьшается количество выделяемого тепла. Поэтому термодинамические нагрузки на режущих кромках стабилизируются и несколько снижаются.

Исследования показывают, что сокращение времени цикла обработки деталей ведет к незначительному повышению стойкости резцов при равном процентном соотношении времени резания и времени охлаждения. При этом, чем меньше время резания тем более значительнее повышение стойкости. Это также объясняется уменьшением термодинамических нагрузок на режущих кромках инструмента [110,111 ].

Вывод обобщенного уравнения стойкости инструмента при обработке бандажей и опорных роликов вращающихся печей

Полученные выше зависимости стойкости режущего инструмента от геометрических и технологических факторов, а также от прерывистости процесса обработки позволяют определить значение искомого параметра при изменении условий обработки. Для возможности установления необходимой величины периода стойкости инструмента путем комплексного варьированием всеми рассмотренными факторами была разработана обобщенная модель стойкости режущего инструмента.

Т = СихГ32кгкп

В качестве основного выражения для стойкости инструмента, была принята зависимость, описывающая влияние технологических факторов. Влияние геометрических факторов и прерывистости резания было учтено введением в данную зависимость соответствующих коэффициентов. Полученное обобщенное уравнение имеет вид:

(6.3)

Т = Сих1уЯгкгкп

где С - коэффициент, учитывающий влияние в частных зависимостях неизменных в процессе проведения экспериментов факторов;

кг -коэффициент, учитывающий влияние геометрических параметров режущей части инструмента;

кп -коэффициент, учитывающий влияние прерывистости резания при обработке деталей.

Исследование обобщенного уравнения стойкости инструмента также выполнялось по изложенной выше методике. При неизменных значениях изучаемых факторов варьировалось значение одного из них и определялся период стойкости, соответствующий значению изменяемого фактора. Данная операция проводилась для всех изучаемых факторов.

В табл.6.5 дополнительно приведены результаты исследования влияния подачи и глубины резания на стойкость, полученные по обобщенной модели стойкости инструмента

Таблица 6.5

Влияние подачи и глубины резания на стойкость резцов

Влияние подачи на стойкость резцов

' Подача* в мм/об

2

3

4

5

6

1

! Стойкость

1

[ 7 в.мин

674.0

613.6

462.2

327.8

228.5

Условия

у- -1 ; а =12’; Я = -1,5°; <р = 69°; 1 = 2 мм

1

Влияние глубины резания на стойкость резцов

Глубина / в мм

1

2

3

4

Стойкость

Т в мин

788.5

_1

714.6

674.0

649.9

1

Условия

у - -1; а =12°, Я = -1,5’; <р = 69; я = 2 мм/об

В габл.6.6 дополнительно приведены результаты исследования влияния прерывистости резания на стойкость, полученные по обобщенной модели стойкости инструмента.

Таблица 6 6

I

Влняния прерывистости резания на стойкость ___

Частота вращения печи об/мин

Тро (в сек) / Т (мин)

Время резания за оборот в (сек) / Стойкость резца в (мин)

1

1

2 / 204.9

15/190.4

30/193.8

45/208.5

58/270.4 |

1.25

2/207.8

12/196.6

24 / 200.4

36/215.3

46 / 269.2

1.5

2/210.4

10/201.5

20/205.6

30 / 220.6

38/268.1 і

Анализ результатов исследований, полученных с использованием обобщенной модели стойкости режущего инструмента, показывает ее адекватность реальному процессу ремонтной обработки бандажей и опорных роликов печных агрегатов. Использование полученных моделей позволяет путем подбора геометрии инструмента и режимов обработки обеспечить стойкость режущего инструмента, необходимую для выполнения одного прохода обработки крупногабаритного бандажа.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ     След >