Основи раціональної експлуатації різального інструменту на важких верстатах

верстатах, раціональні засоби подачі їх у зону різання.

Аналіз характеру руйнацій інструментів при визначенні руйнуючих подач (рис. 12) показав, що у більшості випадків поверхня руйнації проходить під кутом до вертикалі 20-40 та перетинає головне різальне лезо на відстані від вершини, близькому до ширини зрізу та допоміжне лезо на приблизно такій же відстані. Результати дослідження експлуатаційної міцності різального інструменту методом східчасто-зростаючих подач дозволили одержати математичні залежності руйнувальної подачі від умов експлуатації інструменту.

Аналогічні залежності одержані статистичним методом (регресійний аналіз) на основі інформаційного банку даних та виробничих випробувань. Математична обробка результатів виконувалась за допомогою пакету програм Statistika05 з перевіркою тісноти кореляційного зв’язку (коефіцієнт множинної кореляції R=0, 68) та адекватності моделі за критерієм Фішера. Визначені усереднені залежності для більш поширених умов експлуатації інструментів на важких верстатах: для Dс2500, для Dс2500. Дослідження експлуатаційної міцності різальної частини інструменту методом руйнуючих подач дозволяє визначити поправочні коефіцієнти на подачу, що враховують змінені умови експлуатації інструменту. Для визначення імовірності руйнації інструменту прийнято такий вигляд моделі:. У результаті статистичної обробки даних одержано залежність для найбільш поширених умов експлуатації інструментів на важких верстатах (R=0, 72) : для Dс2500 мм для Dс2500 мм. Досліджено також вплив інших параметрів на Sp та P (n)  (розмірів, жорсткості, стану поверхневого шару деталі; зносу конструкції, технології виготовлення інструменту та ін.), встановлені поправочні коефіціенти на елементи режимів різання та видатку інструменту.

У роботі ставилася задача експериментально встановити діапазон умов, при яких доцільно використовувати ЗОТС, а також розробити рекомендації, що забезпечують максимальну їх ефективність на важких верстатах Під ефективністю ЗОТС розуміється ступінь зростання швидкості різання при постійному періоді стійкості Т. При аналізі експериментальних даних період стійкості Т прийнятийі рівним 20 хв. Дослідження проводилися на токарних верстатах із Dс = 1250 мм. при точінні різцями Т5К10. Основні випробування проводилися при глибині різання t = 4 мм і подачі S = 0, 78 мм/об при обточуванні сталі 90ХМФ. Досліджувалися методи звичайної подачі ЗОТС у розпорошеному стані та струменем з великим напіром. Підбиралися параметри процесу подачі ЗОТС, що забезпечують мінімальний їх видаток.

Встановлено, що основними чинниками, що впливають на ефективність ЗОТС на важких верстатах, є величина швидкості різання, теплопровідність оброблюваного матеріалу, характер і частоту ударів при різанні. Тому застосовувати звичайне охолодження рекомендується при швидкості різання приблизно до 100 м/хв., крім обробки матеріалу з низькою теплопровідністю. При цьому забезпечується ріст швидкості різання не нижче 15% при відсутності тривалих перерв у роботі інструменту. Дослідження ефективності застосування ЗОТС дозволило рекомендувати на важких верстатах застосовувати 1, 5-3% -ную емульсію з емульсола Укрінол-1 та 3-5% -ную емульсію з емульсола Аквол-2. Період стійкості твердосплавных різців при використанні ЗОТС у усіх випадках беззупинного різання вище, ніж при роботі без охолодження. Для чорнових верстатів і верстатів загального призначення доцільно передбачати подачу рідини, яку розпорошують до високого ступеня дисперсності. Для верстатів, які вже працюють на підприємствах, рекомендовано здійснювати охолодження розпорошеною рідиною, що не потребує пристроїв для її повернення. Припустимо і краплинне охолодження, але воно менш ефективно. Встановлено, що ефективність ЗОТС підвищується при їх подаванні з боку задньої поверхні інструменту. При обточуванні з різкими ударами застосування ЗОТС посилює “крихкий” знос і знижує період стійкості різців.

У шостому розділі наведені дослідження, спрямовані на створення методу визначення видатку інструменту з урахуванням імовірності руйнації різального інструменту при його експлуатації на важких верстатах. Уточнені поправки до стійкістної залежності, що враховують типорозмір важкого верстату та імовірність руйнації інструменту, встановлені залежності видатку інструменту від рівня якості його експлуатації.

Визначення норм видатку різального інструменту в даний час проводиться на основі величини сумарного періоду стійкості інструментів, виходячи з припустимого обсягу їх сточування. При цьому передбачається, що єдиною причиною відмов інструменту є досягнення гранично припустимого зносу. Водночас, аналіз експлуатації твердосплавного інструменту на важких верстатах показав, що значна частка їх відмов припадає на викришування та руйнації. Встановлено, що імовірність руйнації інструменту істотно залежить від рівня режимів різання, особливо від подачі. Тому розрахунок сумарного періоду стійкості інструменту, що визначає його видаток, здійснювався з урахуванням усього комплексу факторів, що мають вплив на якість експлуатації інструменту.

При визначенні регламентів експлуатації математичні моделі формувалися на основі періоду стійкості, що враховує як процес зношування, так і процес руйнації інструменту. З огляду на те, що визначення періоду стійкості, обумовленого зношуванням інструменту, провадиться на основі загальновідомих стійкостних залежностей, становить інтерес установлення залежності відношення періодів стійкостей до руйнації і зносу від імовірності руйнації інструменту. Для цього зроблені дослідження щільностей розподілу періодів стійкості до відповідного виду відмови та визначена імовірність руйнації інструменту для випадку, коли його наробіток на відмову (знос або руйнацію) має розподіл за найбільш універсальним законом Вейбула – Гнеденко, для якого нормальний та експоненційний закони є частковим випадком. Імовірність руйнації інструменту визначається як імовірність того, що період стійкості до руйнації менше, ніж до зносу:

де та – параметри закону розподілу. Після підстановки та спрощення

Для перевірки теоретичної залежності для визначення qp одержана аналогіна статистичнаа залежність імовірності руйнацій qp з відношенням періодів стійкостей та основного розмірного параметру верстату Dc (коефіцієнт множинної кореляції – 0, 67, обсяг вибірки – 248)