Експериментальне визначення контактних характеристик твердого точіння

Abstract

При обробці загартованої сталі інструментом з ПНТМ на основі КНБ в умовах близьких до ортогонального різання визначені сили різання в залежності від величини подачі та швидкості різання. Встановлено величину контактних напружень, коефіцієнту тертя та довжину контакту стружки з передньою поверхнею різця для швидкості різання 100 м/хв та отримано шліфи стружки, які демонструють морфологію стружки. Експериментально встановлено, що при обробці загартованої підшипникової сталі величина тангенійної та радиальної складових сили різання, що діють на передній поверхні інструменту при подачі 0,05 мм/об та швидкості різання 100 м/хв становить 125 Н/мм та 42 Н/мм відповідно. Середній коефіцієнт тертя при цьому становить 0,33. Показано, що для вимірювання довжини контакту стружки з передньою поверхнею різця доцільно використовувати тонкі металеві PVD покриття товщиною ~ 0,1 мкм, що дозволяє підвищити точність визначення даного параметру. Зразки стружки, отримані у досліджуваному діапазоні умов обробки свідчать про сегментний тип стружкоутворення. Вимірювання товщини стружки отриманої при подачі 0,05 мм/об та швидкості різання 100 м/хв мають товщину від 40 до 80 мкм.

When processing hardened steel with a PcBN cutting tool in conditions close to orthogonal cutting, the cutting forces are determined depending on the amount of feed and cutting speed. The value of contact stresses, friction coefficient and the length of contact of the chip with the front surface of the cutter for a cutting speed of 100 m/min were determined, and the sections of the chip were obtained, which demonstrate the morphology of the chip. It was experimentally established that when processing hardened bearing steel, the magnitude of the tangential and radial components of the cutting force acting on the front surface of the tool at a feed of 0.05 mm/rev and a cutting speed of 100 m/min is 125 N/mm and 42 N/mm, respectively. The average coefficient of friction is 0.33. It is shown that to measure the contact length of the chip with the front surface of the cutter, it is advisable to use thin metal PVD coatings with a thickness of ~ 0.1 μm, which allows to increase the accuracy of determining this parameter. Chip samples obtained in the investigated range of processing conditions indicate a segmental type of chip formation. Chip thickness measurements obtained at a feed of 0.05 mm/rev and a cutting speed of 100 m/min range from 40 to 80 μm in thickness.