3.4.4. Влияние на скорость резания свойств материала детали

Способность металлов поддаваться резанию называют обрабаты­ваемостью. Понятие обрабатываемость охватывает совокупность не­скольких технологических свойств материала, характеризующих его влияние на различные стороны процесса резания. Наибольший инте­рес представляют следующие основные показатели обрабатываемо­сти: 1) относительный уровень скорости резания, с которой целесо­образно производить обработку данного материала; 2) возможность и легкость получения требуемой шероховатости обработанной поверх­ности; 3) относительная величина сил, затрачиваемых при осуществ­лении процесса резания.

Универсальной характеристики обрабатываемости нет. Металл, обладающий хорошей обрабатываемостью с точки зрения уровня це­лесообразных скоростей, не может обеспечивать необходимой шеро­ховатости поверхности, при этом возникает значительная величина сил резания, и наоборот. Кроме того, оценка обрабатываемости име­ет относительный характер. Например, величина допускаемой ско­рости резания зависит не только от свойств обрабатываемого мате­риала, но и от качества РИ. Шероховатость обработанной поверхно­сти тесно связана с геометрическими параметрами инструмента и с

условиями резания, в частности со скоростью резания, при измене­нии которых можно получить самые различные результаты.

Кроме того, сравнительная оценка обрабатываемости нескольких металлов в большей степени зависит от специфических особенностей процесса резания и может отличаться для таких разнородных процес­сов, как точение проходными резцами и зубодолбление, фрезерова­ние, протягивание и т. д. Таким образом, нельзя говорить об обраба­тываемости без конкретного указания о том, какая сторона этого комплексного понятия имеется в виду и каковы особенности произ­водимой операции. Во всех случаях наиболее важным показателем обрабатываемости металлов является влияние свойств металла на ин­тенсивность изнашивания инструментов, характеризуемое уровнем целесообразных скоростей резания vr- Количественной мерой этого показателя обычно служит величина скорости резания, например V60, которая при определенных условиях резания обеспечивает шестиде­сятиминутную стойкость инструмента.

Интенсивность изнашивания РИ обусловливается действием двух факторов: температурой инструмента и истирающей способно­стью обрабатываемых материалов. Величина допускаемой скорости v_T, или обрабатываемость металла с точки зрения уровня скоростей резания, определяется также двумя особенностями обрабатываемого металла: истирающей способностью, от которой зависит активность истирания рабочих поверхностей зубьев инструмента сходящей стружкой и обработанной поверхностью резания, и влиянием на воз­никающую температуру в зоне резания

Разнообразные свойства металла — механические, физические и другие — оказывают влияние на интенсивность изнашивания РИ и на величину v_T лишь постольку, поскольку они связаны с двумя ука­занными особенностями, т. е.

(3.59)

Истирающая способность металла обусловлена его химическим составом и структурой. При обработке сталей наблюдаются следую­щие явления: 1) истирающая способность возрастает с увеличением содержания углерода и карбидообразующих легирующих элементов;

2. наименьшей истирающей способностью обладает структурная со­ ставляющая феррита, небольшой коэффициент К_НС1: имеет аустенит;

3. истирающая способность перлита зависит от формы цементита, у пластинчатого перлита она больше, чем у зернистого; истирающая способность зернистого перлита тем меньше, чем меньше зерна це­ ментита; 4) у высоколегированных сталей истирающая способность

значительно увеличивается, если карбиды расположены в виде скоп­лений или сетки.

Исходя из изложенного можно охарактеризовать влияние струк­туры обрабатываемого материала на допустимую скорость резания v_T следующим образом: при обработке сталей величина v_Tуменьшается с увеличением содержания углерода и легирующих элементов. Суще­ственное влияние на обрабатываемость сталей оказывает микро­структура. Наибольшая величина v_T достигается при резании ферри­та, а затем в порядке усиления интенсивности изнашивания инстру­ментов идут зернистый и пластинчатый перлит, сорбит, троостит.

В ряде случаев пользуются следующими приблизительными зави­симостями между v_T и механическими свойствами металлов:

(3.60)

где n_v — показатель интенсивности влияния твердости НВ и предела прочности σ_в на v_T [78].