Актуальные проблемы в машиностроении. 2016. №3

Actual Problems in Machine Building. 2016. N 3

Technological Equipment, Machining

Attachments and Instruments

____________________________________________________________________

318

УДК 621.9.02:539.4

РАСЧЁТ ПРОЧНОСТИ РЕЖУЩИХ ПЛАСТИН ПРИ ОБРАБОТКЕ ТИТАНОВОГО

СПЛАВА

В.Н. КОЗЛОВ, канд. техн. наук, доцент

Х. ЧЖЭНЬДУН, магистрант

Ц. ЧЖАН, магистрант

Е.Г. ЛЕЩИНЕР, старший преподаватель

(

НИ ТПУ, г. Томск

)

Козлов В.Н.

– 634050, г. Томск, пр. Ленина, 30,

Национальный исследовательский Томский политехнический университет,

e-mail:

Рассмотрено напряжённое состояние многогранных неперетачиваемых режущих

пластин при токарной обработке титанового сплава ВТ3-1. Нагрузка на рабочих

поверхностях инструмента была задана исходя из результатов экспериментальных

исследований распределения контактных нагрузок при обработке титанового сплава. Расчёт

внутренних напряжений в режущей пластине из твёрдого сплава ВК8 был выполнен с

использованием программного обеспечения ANSYS 14.0. Результаты расчётов показали, что

при обработке титанового сплава режущими пластинами малой толщины у режущей кромки

возникают большие сжимающие напряжения, превышающие предел прочности твёрдого

сплава на сжатие. При этом на передней поверхности и нижней опорной поверхности

пластины возникают растягивающие напряжения, приближающиеся к пределу прочности

твёрдого сплава на растяжение, что увеличивает вероятность появления трещины. Это

объясняет скол большого объёма инструментального материала в области, расположенной

далеко от зоны действия силы резания. Увеличение толщины режущей пластины более 5 мм

приводит к существенному уменьшению сжимающего напряжения у режущей кромки, а

также к уменьшению растягивающих напряжений на передней и нижней поверхностях. В

работе представлен график влияния толщины режущей пластины на величину наибольшего

нормального напряжения у режущей кромки.

Ключевые слова:

прочность инструмента, напряжения, износ инструмента,

обработка титановых сплавов.

Введение

При черновой обработке титановых сплавов происходит интенсивное выкрашивание

главной режущей кромки, а также велика вероятность скола режущей пластины. При сколе

происходит хрупкое разрушение инструмента в области, удалённой от места действия силы

резания, т.е. там, где нет внешних нагрузок на режущую пластину. Применение режущих

пластин большой толщины уменьшает вероятность их хрупкого разрушения, но при этом

возрастает и их стоимость.