Повышение работоспособности сменных твердосплавных пластин путем снятия внутренних напряжений

• Автор: Чуйков, Роман Сергеевич
• Шифр специальности: 05.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Тюмень
• Количество страниц: 108 с. : ил.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Понятие работоспособности режущего инструмента

1.2. Работоспособность режущих элементов из твердых сплавов

1.3. Основные сведения об инструментальных твердых сплавах (ИТС) и их разрушении

1.4. Анализ проведенных работ. Цель и задачи исследования

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ФИЗИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ПО ПОВЫШЕНИЮ РАБОТОСПОСОБНОСТИ СМИ ПУТЕМ СНЯТИЯ ВНУТРЕННИХ НАПРЯЖЕНИЙ В ИТС

2.1. Методика проведения экспериментальных исследований

2.2. Исследования физико-механических характеристик ИТС в зависимости от температуры

2.3. Математическая модель внутренних напряжений в ИТС

2.4. Способ определения внутренних напряжений методом аппроксимации

2.5. Существующие методы предварительного нагрева

2.6. Физическая модель предварительного нагрева режущей пластины на основе эффекта Пельтье
2.7. Выводы
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЯ ВНУТРЕННИХ НАПРЯЖЕНИЙ ИТС
3.1. Определение внутренних напряжений по математической модели
3.2. Рентгенографическое определение внутренних напряжений
3.3. Снижение внутренних напряжений в ИТС путем предварительного нагрева СМП
3.4. Выводы
ГЛАВА 4. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ
4.1. Определение температур предварительного нагрева и максимальной работоспособности СМП из ИТС
4.2. Металлорежущий инструмент для снятия внутренних напряжений
4.3. Установка для регулируемого нагрева СМП из ИТС
4.4. Установка для автоматического поддержания температуры максимальной работоспособности СМП из ИТС
4.5. Практическая реализация результатов исследования
4.6. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

В настоящее время широкое применение при всех видах механической обработки резанием получили сборные инструменты со сменными многогранными пластинами (СМП) из инструментальных твердых сплавов (ИТС).
По данным ВНИИ инструмента опыт внедрения резцов с СМП показал преимущества по сравнению с напайным инструментом - это повышение стойкости пластин на 25-30%, уменьшение расхода инструментального твердого сплава в 2 раза, повышение производительности труда на 20-25%. Расход СМП при изготовлении деталей из труднообрабатываемых материалов резанием чрезвычайно велик. Производственная статистика показывает, что на долю отказов инструментов с СМП в результате разрушения пластин приходится 70-75%. При анализе видов отказов режущих пластин в производственных условиях установлено, что характерными видами разрушений являются выкрашивание, скалывание, поломка. Работоспособность режущего инструмента можно определить как способность выполнять обработку резанием с целью получения заданных форм, размеров и качества обработанных поверхностей с требуемой производительностью. Одним из критериев работоспособности является наработка на отказ, а применительно к инструменту -период стойкости. Факторами, влияющими на период стойкости являются: поломки, выкрашивание, скалывание и собственно износ.
Существует множество факторов, влияющих на работоспособность режущих инструментов из ИТС. В работе впервые поставлена проблема изучения влияния внутренних напряжений (напряжений II рода), возникающих в ИТС, как в материалах-композитах, при изменении температуры и разработка технических решений, их снимающих, что позволит существенно повысить работоспособность сменных твердосплавных пластин. Поэтому исследование внутренних напряжений ИТС в зависимости от температурного воздействия с целью повышения работоспособности сменных твердосплавных пластин является актуальной проблемой.

менный источники по этой характеристике применяются ограниченно, лишь при обработке наружных поверхностей заготовок.
3. Самой большой мощностью обладают электрический, лазерный и плазменный источники.
4. КПД источников или эффективный ввод тепла в обрабатываемую заготовку. Наибольший КПД (0,7-0,8) имеет электрический и наименьший (0,4—0,6) - лазерный и плазменный источники.
5. Источники по расстоянию до зоны деформации делятся на работающие в зоне деформации, например электрические, и вне зоны деформации - плазменные и индукционные.
6. Самые большие скорости нагрева у электрического, лазерного и индукционного источников. Скорость нагрева может достигать 105-106 °С/с.
7. Форма источников может изменяться в широких пределах, но наиболее распространены круглые, прямоугольные, эллипсные или имеющие форму зоны деформаций, когда источник возникает в этой зоне.
8. По безопасности для обслуживающего персонала наиболее предпочтительны внутренние источники, к которым применимы обычные меры электробезопасности.
В связи с рассмотренными требованиями наиболее универсальными являются электрические источники, хотя выбор вида источника зависит от конкретных условий обработки.
2.6. Физическая модель предварительного нагрева режущей пластины на основе эффекта Пельтье
Наибольший интерес для нас представляет нагрев режущей части инструмента. Для снятия внутренних напряжений в ИТС путем предварительного нагрева СМП предлагается использовать эффект Пельтье [22] физическая суть которого заключается в следующем. Если через пограничную область между двумя соприкасающимися различными металлами, например пластинами из твердого сплава группы ВК (УС-Со) и титана (П), пропустить электрический ток, то электроны, проходя через эту область, будут в зависимости от направления тока либо