Какой параметр влияет на показатель стойкости инструмента

Влияние элементов режима резания на стойкость инструментов и силы резания

Влияние элементов режима резания на стойкость инструментов и силы резания

Повышение режимов резания приводит к увеличению нагрузки на режущий инструмент и, в частности, к повышению температуры резания. А это влечет за собой уменьшение твердости и износостойкости рабочих поверхностей инструмента (лезвий и примыкающих к нимучастков передней и задней поверхностей) и, следовательно, ускорение его затупления. Продолжительность работы инструмента до затупления, т. е. время резания от переточки до переточки в минутах, называется стойкостью и обозначается буквой.

Наиболее сильно влияет на стойкость инструмента изменение скорости резания, так как при увеличении последней температура резания возрастает особенно значительно: при скоростях резания, применяемых для инструментов из быстрорежущей стали, удвоение скорости резания вызывает повышение температуры резания на 30—40%. Кроме того, при увеличении скорости резания соответственно возрастает длина пути, проходимого обрабатываемой поверхностью относительно лезвий инструмента в единицу времени, а это также вызывает ускорение их износа.

Если работать с различными скоростями резания, сохраняя все другие условия неизменными, и учитывать время работы инструмента до достижения износа определенной величины (т. е. соблюдать одинаковый критерий затупления), то полученные результаты, нанесенные на график, покажут закономерность изменения стойкости при увеличении скорости резания. Иногда, в частности, для твердосплавных инструментов, можно обнаружить, что сначала повышение очень низкой скорости вызывает некоторое увеличение стойкости инструмента, но затем стойкость уменьшается и это уменьшение с повышением скорости резания приобретает все более резкий характер.

Выбор отдельных элементов режима резания должен производиться с таким расчетом, чтобы инструмент имел вполне определенный, заранее заданный период стойкости. Чтобы облегчить решение этой задачи, удобно ввести понятие о скорости резания, при которой инструмент имеет определенную (постоянную) стойкость при любом изменении условий резания, в том числе и при изменении глубины резания и подачи.

Источник

Износ и стойкость режущего инструмента. Параметры износа

Износ инструмента непосредственно влияет на точность и производительность обработки. В результате износа происходит затупление режущей кромки инструмента, снижающее его режущие свойства. При затуплении нарушаются условия стружкообразования, возрастают силы резания, ухудшаются точность обработки и качество обработанной поверхности, снижается производительность.

Основные виды износа инструмента приведены на рис. 31.9. Эго износ но передней, задней поверхностям резца, комбинированный износ и деформация режущего клина.

По механизму затупления режущей кромки условно выделяют следующие виды износа инструмента: макро- и микросколы, пластическая деформация, абразивно-механический, абразивно-химический, адгезионно-усталостный и диффузионный.

Хрупкие микросколы возникают в твердосплавном инструменте из-за попадания в зону обработки крупных частиц повышенной твердости. Это может быть неустойчивая часть нароста или частицы оксидов и формовочных смесей при обработке отливок и поковок.

Микросколы режущей кромки возникают под действием изгибающих напряжений, превышающих допустимые, особенно при ударных нагрузках.

Рис. 31.9. Характер износа режущего клина:

а — износ по передней поверхности; б — износ по задней поверхности; в — износ по передней и задней поверхностям; г — пластическая деформация; 1,3 — зоны упругой деформации; 2 — зона ползучести; /. h_n — длина и глубина лунки; / — размер фаски; h_y, h_a — размер опускания передней поверхности и выпучивания но задней поверхности; Л₃ — длина площадки износа; 7J, — трещина (скол)

Пластическая деформация. В процессе резания инструментами из быстрорежущих и углеродистых сталей наблюдается пластическое деформирование режущего клина, приводящее к опусканию передней и выпучиванию задней поверхности (рис. 31.9, г). В результате опускания передней поверхности изменяется передний угол у и, соответственно, ухудшаются условия резания.

Ползучесть и разрушение режущей кромки. Деформирование режущего клина в результате пластической деформации металла происходит в зоне изотерм, которые простираются от передней к задней поверхности инструмента (рис. 31.9, г). По этим изотермам (350—500°С) и при постоянной нагрузке на инструмент наблюдается процесс ползучести.

В результате ползучести материала в зоне 2 на границе с зонами 1 3 накапливаются высокие степени деформаций. Происходит дислокационное упрочнение, вызывающее хрупкое разрушение твердосплавного инструмента на границе зон 1 и 2. Длительность работы инструмента до скола увеличивают снижением интенсивности процесса ползучести за счет увеличения сечения режущего клина, повышения твердости кобальтовой связки при легировании вольфрамом, увеличения теплопроводности твердого сплава.

Абразивно-механический износ инструмента обусловлен микро- царапанием и разрушением передней и задней поверхностей инструмента твердыми компонентами обрабатываемого материала (карбидами, нитридами, упрочняющими интерметаллидными фазами, оксидами) и мелкими частицами периодически разрушающегося нароста. Абразивному изнашиванию подвергается инструмент из углеродистых, легированных, инструментальных, а также быстрорежущих сталей.

Абразивно-химический износ инструмента происходит, когда в составе СОЖ содержатся химически активные вещества, ослабляющие поверхностное натяжение инструментального материала. В результате облегчается процесс абразивного разрушения материала при микроцарапании.

При нагреве твердых сплавов до 600—800°С происходит поверхностное окисление кобальтовой фазы, карбидов вольфрама и титана с образованием поверхностных пленок, твердость которых в 40—50 раз меньше твердости исходного материала. Это создает условия для более интенсивного абразивно-химического изнашивания.

Адгезионно-усталостное изнашивание инструмента является результатом схватывания инструментального и обрабатываемого материала с последующим вырывом частиц инструментального материала. Наиболее активно адгезионное изнашивание протекает при температуре 0,35—0,5 от температуры плавления материала инструмента и невысокой разности твердостей инструментального и обрабатываемого материалов.

Периодически повторяющиеся схватывание и разрушение адгезионных связей вызывают циклическое нагружение контактных участков инструментального материала, приводящее к его усталости. Развитие усталостных процессов ведет к последующему разрушению металла в виде выкрашивания и сколов. В этих условиях инструментальный материал, обладающий высокими значениями циклической прочности и ударной вязкости, лучше сопротивляется адгезионному изнашиванию.

Диффузионное изнашивание инструмента протекает при таких условиях резания, когда между обрабатываемым и инструментальным материалами устанавливаются устойчивые адгезионные связи и при температурах выше 850°С происходит взаимная диффузия инструментального и обрабатываемого материалов. Этот вид изнашивания в большей степени характерен при обработке инструментом из твердых сплавов, металлокерамики и алмазным инструментом. При высокотемпературном контактном взаимодействии происходят следующие процессы: диссоциация карбидов и последующая диффузия их элементов (С, W, Ti) в обрабатываемый материал, т.е. прямое диффузионное растворение; встречная диффузия металлических элементов обрабатываемого материала в связующую фазу твердых сплавов, снижающая ее механические свойства.

В процессе резания с поверхностями инструмента контактируют непрерывно всегда меняющиеся новые участки стружки и обрабатываемой поверхности детали, что сохраняет исходный перепад концентраций компонентов, способствуя высокой скорости диффузионного изнашивания инструмента.

Реально на практике затупление режущего инструмента происходит в результате одновременно протекающих различных видов износа и пластического деформирования режущей кромки. Так, при резании быстрорежущим инструментом затупление происходит в результате абразивного, адгезионного износа и пластической деформации режущей кромки.

Параметры износа и стойкости режущего инструмента характеризуют степень допустимого износа инструмента и время его работы до замены или переточки. Они относятся к основным технологическим параметрам процесса резания.

За критерий оптимального износа инструмента принимают значение износа но задней поверхности h_s (см. рис. 31.9, б), обеспечивающее максимальный срок службы инструмента при сохранении режущих свойств, он обозначается /г_з0 [мм].

Зависимость износа инструмента от времени обработки при фиксированной скорости резания приведена на рис. 31.10. Из нее следует, что износ во времени описывается нелинейной функцией и его можно разбить на три периода: участок быстрого износа режущей кромки называют периодом приработки (I); участок, при котором скорость затупления является минимальной, называют периодом нормального износа (II); участок, при котором происходит усиленный износ, заканчивающийся посадкой (затуплением) инструмента, называют периодом усиленного износа (III).

Условия экстремума функции h₃ = f(t) выполняются в точке В с минимальным значением износа /г_ло, при котором срок службы инструмента получается наибольшим, равным Т. Под стойкостью инструмента Т понимают время его работы между двумя переточками. Стойкость токарных резцов колеблется от 30 до 90 мин. Суммарный период полной стойкости инструмента М, с учетом числа переточек К за весь период эксплуатации, определяется по формуле М = ТК.

Стойкость инструмента, так же как и его износ, в наибольшей степени зависит от скорости резания, определяющей темне-

Рис. 31.10. Зависимость износа от времени обработки:

I — участок приработки; II — период нормального износа; III — период усиленного износа; h₃ — длина износа; Т — стойкость инструмента ратуру в зоне резания. Эта зависимость выражается степенным законом

где С — эмпирическая константа; т — показатель, учитывающий материал инструмента и обрабатываемой детали.

Для твердосплавного инструмента при обработке сталей и алюминиевых сплавов т = 5; 3, а для быстрорежущих инструментальных сталей при обработке сталей, медных и алюминиевых сплавов соответственно 8; 6; 3. Если экспериментально установлена максимальная стойкость Г₀ при скорости резания vq, то стойкость при скорости v определяется из выражения (31.1):

Из формулы (31.2) следует, что увеличение скорости резания v по сравнению со скоростью ведет к существенному снижению стойкости Г инструмента. Поэтому выбор скорости резания существенно влияет на стойкость инструмента.

Источник

Какой параметр влияет на показатель стойкости инструмента

Сборник тестовых вопросов по Токарному делу

Правильный вариант ответа отмечен знаком +

1. Какой должна быть цилиндрическая поверхность?

1) цилиндричной и прямолинейной;

2) круглой, соосной, прямолинейной;

+3) прямо образующей, цилиндричной, круглой, соосной;

4) круглой и прямолинейной.

2. Цель применения дуговой насечки –

+1) высокая производительность и качество;

2) точные и чистые работы;

3) различные неответственные случаи;

3. Как называется процесс отделения заготовки от сортовой или листовой материи?

4. Для чего используется дуговая сварка?

1) разрезание тонкого листового профиля;

2) сваривание деталей;

4) соединение тонких труб.

5. В чём заключается предназначение суппорта?

1) поддержание валов;

2) крепление к заготовке;

+3) сообщение движения подачи инструменту;

4) передача вращения к заготовке.

6. Что называют сверлением?

+1) процесс создания углублённого образования внутри металла;

2) выплавка металла;

3) процесс обработки детали;

4) отделение части от листового материала.

7. Как называется процесс создания резьбы, сопровождаемый снятием стружки?

1) шабрение поверхности;

2) опиливание поверхности;

+3) нарезание резьбы;

4) шлифование поверхности.

8. Как называется приспособление, изображённое на фото?

9. Каким должно быть вращение шлифовального круга в процессе заточки резца?

1) противоположно резцу;

2) на большой скорости;

+3) по направлению к резцу;

4) с низкой скоростью.

тест 10. Какой параметр влияет на показатель стойкости инструмента?

2) прочность инструмента;

3) быстрота вращения шпинделя;

+4) скорость нарезания.

11. Какие из перечисленных процессов обработки деталей относятся к зенкерованию?

+1) литьё, ковка, штамповка;

12. Какую поверхность получают при сочетании продольной и поперечной подач?

13. Чем предварительно смазывается деталь в процессе обработки притиром?

14. Место крепления круглого фасонного резца специальным болтом:

15. Как называется обработка поверхности нанесением тонкого оловянного слоя?

16. Для чего нужна доводка?

1) для алмазного точения;

+2) для окончательной чистовой обработки поверхности;

3) для накатывания поверхности;

4) для черновой обработки поверхности.

17. Причина недостаточной чистоты обрабатываемой фасонной поверхности – это …

1) неправильная установка резца;

2) поворот верхней части суппорта;

+3) большая подача и малая жёсткость инструмента и обрабатываемой детали;

4) неправильная установка резца на требуемой глубине.

18. Что выправляется в процессе рихтовки?

1) пневматический молот;

+3) тонкий листовой материал;

19. Каким из перечисленных инструментов обрабатывается коническая поверхность?

3) проходной упорный резец;

тест-20. Каким из перечисленных инструментов осуществляют пространственную разметку?

1) магнитным приспособлением;

21. Каким контрольно-измерительным инструментом замеряют стержень под резьбу?

22. Что не влияет на точность обработки?

1) нарушение режима обработки;

2) неоднородная заготовка;

4) неточно настроенное оборудование.

23. Что обрабатывается инструментом, изображённым на фото?

+2) неметаллический материал;

3) закалённая сталь;

4) твёрдый материал.

24. Экипировка, необходимая для выполнения заточки инструмента:

1) защитные рукавицы;

+3) защитные очки с опущенным прозрачным экраном;

25. Главные причины погрешностей в процессе обработки – это …

1) недостаточно точный и жёсткий станок, неточное изготовление, использование недостаточно жёстких режущих и вспомогательных инструментов, наличие погрешностей установки размещения заготовки на станке, деформация заготовки в процессе зажима и при измерении;

+2) неточный и жёсткий станок, использование неточно изготовленных и недостаточно жёстких режущих и вспомогательных инструментов, наличие погрешностей размещения заготовки на станке, деформация заготовки в процессе зажима и при измерении;

3) погрешность установки заготовки на станке, деформация заготовки в процессе зажима;

4) использование неточно изготовленных и недостаточно жёстких режущих и вспомогательных инструментов.

26. Что обеспечивает выполнение доводки?

1) ровную поверхность;

2) точную обработку;

3) рифлёную поверхность;

+4) точную обработку и чистую поверхность.

27. За счёт какого станочного механизма осуществляется главное движение?

+2) коробки скоростей;

28. Какой из разновидностей поверхностей является сферическая?

29. Каким может быть фасонный резец?

+1) стержневой, призматический, круглый;

2) торцевой, прорезной;

3) прямой, радиусный;

4) круглый, прямой, отогнутый.

тест_30. Какой из перечисленных материалов используется для создания разметочных плит?

31. Как называется перемещение резца в процессе одного оборота заготовки?

3) вращательной частотой шпинделя;

32. В какой части производственного помещения размещается рабочий инвентарь?

2) на рабочем месте;

3) в специальной комнате;

33. Способ обработки режущей части зубила в процессе рубки цветных металлов:

+1) смачивание мыльным раствором;

2) натирание масляно-водяным раствором;

3) смачивание чистой водой;

34. При помощи каких приспособлений осуществляют механическую чистку деталей?

1) специальная паста;

2) пескоструйное устройство;

3) специальный раствор;

+4) щётка, роторная машинка.

35. Чем характеризуется класс шероховатости?

1) отклонением поверхности;

2) расположением поверхности;

3) отклонением формы;

+4) качеством поверхности.

1) болтовое соединение;

+2) резьба или фланец;

3) фланец или болтовое соединение;

37. Какие заготовки обрабатываются станком, изображённым на фото?

38. Какая разновидность чугуна хуже всего поддаётся обработке сваркой?

39. Какой прибор используется для измерения геометрии заточенного резца?

+2) специальный шаблон или угломер;

4) специальный прибор.

тест*40. Какую поверхность называют номинальной?

+2) идеально ровную, заданную чертёжным документом;

Источник

Прогнозируем стойкость инструмента

Более ста лет ученые и инженеры разрабатывали и создавали математические модели, которые учитывают воздействующие на инструмент силы, с целью определения расчётной стойкости инструмента. Многие из этих моделей ориентированы на производительность конкретного инструмента при обработке определенных материалов. В этом случае простые формулы и регулярные испытания позволяют делать относительно точные прогнозы износа инструмента. Однако общие модели, которые можно применять для широкого спектра материалов и инструментов, более полезны для использования в промышленности. Поскольку такие модели учитывают множество факторов, влияющих на износ инструмента, их математическая сложность увеличивается пропорционально количеству принимаемых во внимание условий.
Если простые уравнения для расчета стойкости инструмента можно решить с помощью ручки и калькулятора, то для оперативного решения уравнений сложных математических моделей в производственных условиях необходим компьютерный анализ. Цифровые расчеты очень надежны, но технологи должны критически относиться к результатам, особенно при обработке современных материалов и при использовании максимальных параметров обработки. В целом современные методы разработки моделей расчета стойкости инструмента теснее соединяют теорию с практикой.

Моделирование процессов износа не ограничивается металлообработкой. В 1950-х годах британский инженер Джон Ф. Арчард разработал эмпирическую модель расчета скорости абразивного износа поверхностей трения, основанную на шероховатости поверхностей. Он вывел следующее уравнение:

В этом уравнении Q представляет собой скорость износа, K — постоянный коэффициент износа, W — общую нормальную нагрузку, L — путь трения поверхностей, а H — твердость более мягкой из двух поверхностей. Эта модель утверждает, что объем материала, удаленного в результате абразивного износа, пропорционален силам трения. Однако модель Арчарда не описывает износ инструмента, а скорее прогнозирует темпы износа с течением времени. Модель учитывает общее влияние следующих факторов: скорости взаимодействия поверхностей, механической нагрузки, прочности поверхности, свойств материала и коэффициента износа. При этом модель Арчарда не предназначалась для учета высоких скоростей, характерных для металлообработки и не учитывала влияние температуры на процессы износа. Как прочность поверхности, так и коэффициент износа меняются при воздействии температур около 900ОC, возникающих при металлообработке. Следовательно, модель Арчарда сама по себе недостаточно полно описывает стойкость инструментов, используемых в металлообработке.

В начале 1900-х годов американский инженер Ф.В. Тейлор разработал модель для расчета срока службы инструментов, которая учитывает факторы, характерные для металлообработки. Тейлор отметил, что увеличение
глубины резания оказывает минимальное влияние на срок службы инструмента, увеличение подачи влияет чуть больше, а наиболее важным фактором является высокая скорость резания. На рисунке 1 показано увеличение износа инструмента в результате повышения скорости резания (синяя линия VC ), скорости подачи (серая линия f ) и глу-ины резания (черная линия ap ).

Рис. 1. Нормальный износ инструмента — модель Тейлора

Эта информация помогла Тейлору создать модель, основанную на влиянии различных скоростей резания. Базовая модель Тейлора описывается следующим уравнением:

где VC — скорость резания, T — стойкость инструмента, а m и CT — постоянные величины (CT представляет собой скорость резания, при которой стойкость инструмента составляла бы одну минуту). Тейлор также установил, что скорость изнашивания инструмента обычно увеличивается в начале эксплуатации, стабилизируется на срок службы и, наконец, значительно возрастает на третьем и последнем этапе вплоть до окончания срока службы инструмента. Его модель представляет период между вторым и третьим этапами.

Рис. 2. Абразивный износ

Соответственно, модель Тейлора неприменима при низких скоростях резания, когда материал заготовки налипает на режущую кромку и скапливается на ней, что влияет на качество обработки и повреждает инструмент. Также модель не описывает достаточно высокие скорости резания, которые могут спровоцировать химический износ. Как при низкой, так и при высокой скорости резания износ непредсказуем – износ в результате адгезии или химического воздействия может развиваться и быстро, и медленно. Модель Тейлора основана на втором этапе срока службы инструмента, а для него характерен стабильный и предсказуемый абразивный износ.

Оригинальная модель Тейлора исходит из приоритета влияния скорости резания и применима, если глубина резания и скорость подачи не меняются. После определения глубины резания и скорости подачи можно подбирать скорость в зависимости от требуемой стойкости.

Рис. 3. Нормальный износ инструмента — модель Тейлора

Дальнейшие эксперименты привели к созданию расширенного уравнения Тейлора для определения стойкости инструмента, которое учитывало большее количество переменных и, соответственно, было более сложным:

Здесь T – стойкость инструмента в минутах, VC — скорость резания, h — толщина стружки и b — ширина стружки. Это уравнение учитывает переменное значение переднего угла инструмента, а также постоянные значения для различных материалов. Несмотря на дополнительные факторы, эта модель обеспечивает наибольшую точность при изменении только одного условия резания за один раз. Одновременное изменение нескольких условий может привести к противоречивым результатам. Кроме того, модель Тейлора полностью не учитывает геометрическое положение режущего инструмента относительно заготовки. Режущая кромка может вступать в контакт с заготовкой под прямым углом (перпендикулярно направлению подачи) или под наклоном (передний угол относительно направления подачи). При этом режущая кромка считается «свободной», если вершина инструмента участвует в процессе резания, и «несвободной», если вершина инструмента вступает в контакт с заготовкой. Свободное прямоугольное и косоугольное резание редко используется в современной металлообработке, поэтому необходимость учета данного фактора ограничена. Расширенное уравнение Тейлора добавляет переменную для переднего угла режущей кромки, но не учитывает контакт вершины инструмента с заготовкой.

Рис. 4. Процесс резания металла — базовый принцип

Модель Тейлора имеет свои недостатки, если оценивать ее с точки зрения технологий и сложности современной металлообработки. Однако в течение длительного времени модель Тейлора являлась превосходной основой для прогнозирования срока службы инструмента и сейчас в определенных условиях предоставляет надежные данные.

Роль толщины стружки

По мере того, как инженеры раз-рабатывали и изучали модели оценки стойкости инструмента, становилось понятно, что толщина стружки тесно связана со стойкостью. Толщина стружки представляет собой функцию глубины резания и подачи, измеряемую перпендикулярно режущей кромке и в плоскости, перпендикулярной направлению резания. Если угол в плане составляет 90о (заходной угол 0о в США), глубина резания и ширина стружки остаются неизменны, как и подача с толщиной стружки. Длина контакта инструмента с заготовкой представляет собой еще одну переменную для определения толщины стружки. Способ учёта влияния радиуса вершины инструмента был разработан шведским инженером Рагнаром Воксеном в начале 1960-х годов. Он предложил формулу для эквивалентной толщины стружки при токарной обработке, позволяющую рассчитывать теоретическую толщину стружки с учетом радиуса закругления инструмента. Результат позволяет мысленно выпрямить радиус вершины инструмента и определить область стружкообразования в виде прямоугольной зоны. Благодаря такому описанию модель отражает степень контакта закругленной вершины инструмента.

Рис. 5. Эквивалентная толщина стружки — модель Воксена

Модель расчета стойкости инструмента, разработанная шведским профессором Бертилем Колдингом в конце 1950-х годов, описывает зависимость стойкости инструмента от скорости резания и эквивалентной толщины стружки, учитывая также дополнительные факторы процесса резания. В числе этих факторов – материал и геометрия инструмента, температура и обрабатываемость заготовки. Эта модель и соответствующее сложное уравнение позволяют точно оценить влияние комбинированных изменений в различных условиях резания.

Рис. 6.

Колдинг убедился, что изменение эквивалентной толщины стружки (подачи) меняет отношение между скоростью резания и сроком службы инструмента. При увеличении толщины стружки необходимо снизить скорость резания, чтобы стойкость инструмента осталась неизменной. Чем больше увеличивается толщина стружки, тем больше должна уменьшаться скорость резания. С другой стороны, при уменьшении эквивалентной толщины стружки срок службы инструмента увеличивается, а влияние повышенных скоростей резания уменьшается. Множество комбинаций значений скорости подачи, глубины резания, угла в плане и радиуса при вершине может дать одинаковое значение эквивалентной толщины стружки. При этом, если поддерживается постоянная эквивалентная толщина стружки при постоянной скорости резания, стойкость инструмента будет также оставаться неизменной, несмотря на изменения глубины резания, подачи и угла в плане. График слева показывает взаимосвязь изменения эквивалентной толщины стружки (обозначается буквой hE ), стойкости инструмента (T ) и скорости резания (VС ) во время обработки в стабильных условиях абразивного износа согласно модели Тейлора. Эта прямая зависимость также показана на графике справа. Однако в связи с тем, что модель Колдинга учитывает и другие факторы износа, результаты расчетов по этой модели представлены дополнительной кривой.

Рис. 7. Нормальный износ инструмента — модель Колдинга

Значения, представленные на кривой, не имеют большой важности при обработке конструкционных материалов, например стали, для которых характерен равномерный абразивный износ. Однако значения за пределами диапазона Тейлора становятся особенно важны при работе с такими материалами, как суперсплавы и титан, которые имеют склонность к поверхностному упрочнению. Это объясняется тем, что при обработке поверхностно упрочненного материала с низкой эквивалентной толщиной стружки повышается температура резания; для ее снижения и сохранения прежнего срока службы инструмента требуется меньшая скорость резания. Однако кривая показывает, что на определенном отрезке диапазона резания сочетание увеличенной толщины стружки и повышенной скорости резания, или более благоприятные условия резания, приведут к увеличению срока службы инструмента. Концепция одновременного увеличения двух параметров резания и скорости съема металла, представленная в 1960-х и 1970-х годах, стала революционной, поскольку противоречила имевшемуся на тот момент опыту и интуитивным предположениям. Разработка моделей, учитывающих многочисленные факторы в процессе металлообработки, например, модель Колдинга, в сочетании с концепциями моделей Тейлора и Арчарда, позволила объединить теоретические знания и практический опыт. Практическое применение все более сложных моделей для расчета стойкости инструмента требует компьютерного анализа многочисленных
учитываемых факторов.
Простые модели для определенного типа инструментов, материала заготовок и условий резания позволяют быстро выполнять расчеты вручную. Например, базовая модель Тейлора обеспечивает относительно быстрое получение результатов. Несмотря на это, даже расширенная модель Тейлора может потребовать достаточно много времени при расчетах вручную, а подобные расчеты факторов в уравнении Колдинга являются нецелесообразными в промышленных условиях. Для полной реализации преимуществ этих продвинутых моделей необходимо применять компьютерные программы расчета (см.дополнение про Seco Suggest). Такие программы позволяют решать сложные уравнения за доли секунды и предоставляют полезные рекомендации по обработке. Однако электронные средства расчета не снимают с операторов ответственности и необходимости мыслить критически и оценивать полученные результаты с точки зрения здравого смысла и опыта, полученного во время работы на производстве.

Расчет стойкости инструмента не является исключительно теоретической научной задачей; он позволяет повысить производительность на предприятиях и эффективнее контролировать расходы. Ключевыми факторами в промышленности являются сроки и стоимость производства определенного количества деталей требуемого качества. Поэтому важно знать, в течение какого времени инструмент сможет точно и эффективно выполнять обработку и когда потребуется замена. Надежность процесса и контроль расходов на инструмент и времени простоя зависят от точных прогнозов стойкости инструмента. Рассматриваемые модели также позволяют при необходимости менять режимы в процессе обработки для обеспечения максимальной скорости, качества или надежности. Работа над созданием моделей расчета стойкости режущих инструментов будет продолжена, что позволит производителям оптимизировать процессы и достигнуть поставленных целей.

На производстве каждый оператор станка хотел бы знать, сколько еще проработает режущий инструмент до отказа или полного износа. В то же время операторы должны использовать инструменты в течение всего срока службы. Моделирование для расчета стойкости инструмента включает как простой расчeт для отдельных операций, так и применение сложных моделей, использующих формулы со многими переменными параметрами процесса резания. Базовые модели позволяют вручную и за достаточно малое время приблизительно рассчитать стойкость инструмента. Более сложные модели требуют большего количества расчетов и большего времени. Самые лучшие модели позволяют очень точно рассчитать стойкость инструмента. Однако если расчеты для сложных моделей требуют больше времени, чем сами операции, для которых эти расчеты выполняются, экономическая выгода от них сомнительна. На помощь приходят компьютерные программы для расчетов, позволяющие быстро и предельно точно обрабатывать многочисленные факторы и параметры, которые учитываются в сложных моделях для расчета стойкости. Примером подобной программы является онлайн-программа Suggest, предоставляемая Seco. Приложение Suggest представляет собой вкладку на сайте Seco My Pages и является бесплатным для мобильных устройств с операционными системами iOS® или Android®, а также компьютеров с веб-браузером. Приложение Suggest создано на основе более 80-летнего опыта компании Seco в области металлообработки и предназначено для предоставления рекомендаций по выбору инструмента для новых задач или текущих проектов. Приложение систематизирует комплексные данные о тысячах режущих инструментов и условиях обработки и предоставляет подробные рекомендации по выбору инструментов в соответствии с введенной пользователем информацией. Функции Suggest выходят далеко за рамки онлайн-каталога. Это функциональный идентификатор продукции, который быстро определяет инструменты и последовательность операций, необходимые для обработки детали в соответствии с требуемыми допусками. Suggest может создавать рекомендации на основании минимальных данных. Однако чем больше информации предоставляет пользователь, тем точнее и эффективнее будет рекомендация. Благодаря значениям по умолчанию, предусмотренным для каждого поля ввода, приложение Suggest является простым и удобным в использовании даже для пользователей с базовыми знаниями в области обработки металла. Пользователи могут в любое время редактировать указанные данные, а также фильтровать, сортировать и сравнивать, чтобы получить максимально индивидуализированную информацию. Все предложения можно сохранять в электронном виде или создавать версии для печати. Этот комплексный ресурс упрощает процесс планирования и позволяет без проблем определять производительные и экономичные решения, а также методики обработки для конкретных задач. Доступ к проверенной технической информации и консультации по планированию процесса круглосуточно и ежедневно значительно сокращает общее время планирования процесса.

Источник