К.т.н. Малафеев Ю. М., Гриценко В. Н.

Национальный технический университет Украины «КПИ», г. Киев

Исследование температурно-силовых зависимостей при точении сплава 16Х-ВИ

В результате проведенного анализа литературных источников, было установлено следующее:

― на производстве редко применяют на окончательных операциях лезвийную обработку деталей из магнитномягких материалов;

― существует связь между воздействием различных внешних и внутренних факторов и магнитными характеристиками магнитномягких материалов;

― пластическая деформация, возникающая в процессе механической обработки, снижает магнитные характеристики материалов за счет искажения доменной структуры материалов;

― влияние технологических факторов на магнитные характеристики изделий изучено недостаточно. Отсутствуют данные о влиянии этих факторов на качественные параметры для отдельных видов обработки;

― абсолютно отсутствуют данные по лезвийной обработке сплава 16Х-ВИ.

Так как на формирование качественных показателей магнитномягких материалов в значительной степени оказывает температурно-силовое поле в зоне обработки, то актуальным и важным является проведение исследований по установлению температурно-силовых зависимостей при точении сплава
16Х-ВИ [3,4,5].

Поскольку выбор марки режущего инструмента, его геометрические параметры, оптимизация режима резания определяются требованиями к параметрам качества обработки поверхности деталей из данного материала [1], то ранее оптимизированные нами марка инструмента (КНТ16), его геометрические параметры были фиксированы и в процессе эксперимента не изменялись.

Предварительно проведенные эксперименты по измерению температуры в зоне резания методом естественной термопары позволили установить, что максимальная температура при точении сплава 16Х-ВИ с охлаждением СОЖ не превышает 60°… 75°С. Этот диапазон температур не выходит за границы интервала температурной стабильности магнитных свойств сплава (−196°…300°С).

Учитывая факт несущественного влияния температуры на магнитные характеристики сплава 16Х-ВИ при тонком точении, нами в дальнейших экспериментах она не исследовалась.

При исследовании влияния режима резания (V; S) и износа инструмента (h_з) на величину составляющих силы резания Р (Р_х, Р_у, Р_z) был проведен эксперимент с исследованием сплава второго порядка.

После обработки экспериментальных данных были получены математические модели для исследуемого материала.

Для результирующей силы резания Р:

Р = − 2,04 − 0,12V + 709,43S + 581h_з + 0,63VS + 0,42Vh_з − 2560,78Sh_з +

+ 0,001V² + 2086,4S² + 1338,64h_з².

Для составляющей силы резания Р_х:

Р_х = − 16,12 + 0,11V + 139,46S + 139,86h_з − 0,05VS + 0,18Vh_з − 1144,15Sh_з −

− 0,0002V² + 1003,6S² + 419,28h_з².

Для составляющей силы резания Р_у:

Р_y = − 25,86 + 0,005V + 458S + 574,8h_з + 0,9VS + 0,63Vh_з − 2136Sh_з +

+ 0,0004V² + 140,64S² + 1187,4h_з².

Для составляющей силы резания Р_z:

Р_z = 47,29 − 0,31V + 287,42S + 249,56h_з + 0,86VS − 0,68Vh_з + 230Sh_з +

+ 0,001V² + 932,4S² + 103,6h_з².

На рисунке представлена номограмма, позволяющая быстро определять величину радиальной составляющей силы резания Р_y, возникающей при точении сплава 16Х-ВИ, т.к. именно она формирует остаточные напряжения в поверхностном слое, которые изменяют магнитные свойства материала.

Литература:

1. Макаров А. Д. Оптимизация процессов резания. – М. «Машиностроение», 1976 – 278с.

2. Прецизионные сплавы (справочник). Под редакцией О. Н. Альтгаузена, М. М. Зуевой, Г. З. Клевицкой. – М. «Металлургия», 1986 – 438с.

3. Пчелинцев В. А. Обрабатываемость резанием технически чистого железа. «Вестник машиностроения», 1976, №4.

4. Хрульков В. А. Механическая обработка изделий из магнитных материалов в приборостроении. – М. «Машиностроение», 1966 – 163с.

5. Шнейдер Ю. Г. Влияние механической обработки на магнитные характеристики электрических машин некоторых типов, «Электротехника», 1966, №10.