Обеспечение надежности резцов оснащенных керамикой на основе повышения динамических характеристик резания и применения наноструктурированных многослойных покрытий

• Автор: Крапостин, Алексей Александрович
• Шифр специальности: 05.02.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 183 с. : ил.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ПРОБЛЕМЫ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА ИЗ РЕЖУЩЕЙ КЕРАМИКИ
1.1. Анализ исследований по проблемам применения токарного инструмента из режущей керамики для различных условий обработки..
1.2. Анализ основных тенденций совершенствования основных свойств режущей керамики как инструментального материала
1.2.1. Повышение различных свойств режущей керамики путем легирования
1.2.2. Повышение различных свойств режущей керамики путем дополнительного энергетического воздействия
1.3. Повышение эксплуатационных характеристик СМП из режущей керамики путём модификации их рабочих поверхностей
1.3.1.Упрочненеие СМП путём воздействия высококонцентрированными источниками энергии
1.3.2. Повышение режущей способности токарного инструмента, оснащённого СМП из режущей керамики путем нанесения модифицирующих покрытий
1.4. Анализ литературных данных, обзора, постановка целей и задач проводимого исследования
ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Анализ основных параметров, оказывающих влияние на надежность токарного инструмента из режущей керамики
2.2. Методология выбора состава и формирования модифицирующих покрытий
2.2.1.Анализ особенностей формирования модифицирующих покрытий на рабочих поверхностях токарного инструмента из керамики
2.2.1.2. Выбор процесса осаждения модифицирующих покрытий на токарный режущий инструмент
2.2.1.3. Методика выбора состава и архитектуры покрытий, формируемых на субстратах из керамики
2.3. Методика проведения исследований
2.3.1. Технология формирования модифицирующих покрытий
2.3.2. Методика контроля качества формируемых покрытий
2.3.2.1. Контроль адгезионной прочности модифицирующего покрытия по отношению к субстрату из режущей керамики
2.3.2.2. Контроль толщины покрытия
2.3.2.3. Контроль микротвердостн покрытия
2.3.2.4. Контроль морфологии (шероховатости)
2.3.2.5. Контроль химического состава
2.4.Методнка исследований параметров функционирования токарного инструмента, оснащенного СМП из режущей керамики
2.4.1. Режущий инструмент
2.4.2.Обрабатываемый материал и станочное оборудование
2.4.3.Методика обработки экспериментальных данных
2.4.3.1. Статистическая обработка экспериментальных данных
2.4.3.2. Исключение резко выделяющихся результатов
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ НАДЕЖНОСТИ ЛЕЗВИЙНОГО ИНСТРУМЕНТА ИЗ РЕЖУЩЕЙ КЕРАМИКИ
3.1. Анализ основных видов разрушения СМП из керамики при точении..
3.2. Определение основных критериев надежности токарного режущего инструмента
3.3. Исследования структуры отказов токарного режущего инструмента
3.3.1 Влияние степени изнашивания СМП из керамики на интенсивность отказов токарных резцов
3.3.1.1. Исследование влияния изнашивания керамических СМП на вероятность отказов
3.3.2. Исследование влияния этапов обработки на интенсивность отказов
3.4. Разработка программы по определению основных показателей надежности
Выводы по главе
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ НАДЕЖНОСТИ РЕЗЦОВ ОСНАЩЕННЫХ СМП С МОДИФИЦИРУЮЩИМИ ПОКРЫТИЯМИ МНОГОСЛОЙНОЙ АРХИТЕКТУРЫ ПРИ ЧИСТОВОМ ТОЧЕНИИ ЗАКАЛЕННЫХ СТАЛЕЙ
4.1. Предпосылки

4.2. Исследование параметров модифицирующих покрытий СМИ из керамики для токарных резцов предназначенных для чистовой обработки термообработанных сталей
4.2.1. Исследования характеристик двухкомпонентных систем Сг-СгЫ и Ъх-на керамических субстратах из А120з-Т1С (ВОК-71)
4.2.1.1. Предпосылки
4.2.1.2. Исследования адгезионной прочности модифицирующих покрытий, осаждаемых на СМИ из ВОК-
4.2.1.3. Исследование толщины модифицирующих покрытий на субстратах из смешанной керамики ВОК-
4.2.1.4. Исследование параметров поверхностного слоя образцов СМП из керамики ВОК-71 с модифицирующими покрытиями
4.2.1.4. Исследование кристаллохимических свойств двухкомпонентных модифицирующих покрытий, осажденных на керамические субстраты
4.4. Исследование параметров функционирования процесса резания инструментом, оснащенным СМП из ВОК-71 с разработанными наноструктурированными многослойными модифицирующими покрытиями
4.4.1. Исследование сил резания при использовании керамического инструмента в условиях точения
4.4.2. Исследование механизма изнашивания токарных СМП из ВОК-71 с нанодиспсрсным многослойным покрытием Сг-СгИ
4.5. Исследование влияния изнашивания задней поверхности СМП из керамики с разработанными наноструктурируемыми многослойнокомпозиционными покрытиями на показатели надежности при точении закаленных сталей
4.6. Исследования показателей надежности токарных резцов с разработанными многослойными покрытиями
Выводы по главе
ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ НАДЕЖНОСТИ ТОКАРНЫХ РЕЗЦОВ ОСНАЩЕННЫХ СМП ИЗ КЕРАМИКИ В УСЛОВИЯХ ДЕМПФИРОВАНИЯ
5.1. Разработка конструкции демпфирующего устройства, как способа повышения динамических характеристик при точении закаленных сталей.
Время работы инструмента до момента достижения критической величины износа (чаще в виде фаски износа задней поверхности или в виде параметров лунки изнашивания передней поверхности) согласно
терминологии, соответствующей ГОСТ13377-83, называют временем наработки на отказ, в то время как в теории резания материалов это же понятие именуют «периодом стойкости инструмента».
Для правильной оценки работоспособности инструмента и организации его рациональной эксплуатации важно знать не только среднее значение наработки инструмента на отказ Гср, но и такие характеристики надежности, как гамма - процентная наработка до отказа Тё (наработка, в течение которой отказ инструмента не возникнет с заданной вероятностью g, выраженной в процентах) и установленная безотказная наработка Ту, в течение которой ни одни инструмент из партии не должен выйти из строя (наступить отказ) при заданных условиях и установленных требованиях к технологической операции обработки. Ресурс (полный период стойкости) инструмента Ят представляет сумму всех наработок на отказ (периодов стойкости) от начала эксплуатации до предельного состояния и в простейшем случае определяется зависимостью:
Лг = Др 'И (2-1)
где г - число, допускаемое конструкцией режущей части инструмента, количество перезаточек.
Для однолезвийных инструментов (токарные и строгальные резцы, лущильные и шпонострогальные ножи, однозубые концевые фрезы и перовые сверла и т.д.) все показатели надежности (Гср, Трсз, Ьп, Ит, Ту)
лезвия и инструмента совпадают.
Существуют и другие не менее важные факторы, характеризующие надежность инструмента. Так, принудительная замена инструмента до выхода его из строя не только в значительной степени увеличивает рабочее время, но и значительно повышает материальные затраты за счет резкого увеличения расхода инструмента, что впоследствии в большой степени