Повышение работоспособности инструмента ионной имплантацией в условиях элементного стружкообразования при обработке труднообрабатываемых сплавов

• Автор: Ласуков, Александр Александрович
• Шифр специальности: 05.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Юрга
• Количество страниц: 201 с.

* Глава 1. ФОРМИРОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТНЫХ СТРУЖЕК

1.1. Классификация стружек

1.2. Причины и схемы образования элементной стружки

1.3. Контактные условия при элементном стружкообразовании

1.4. Обобщение материалов литературного обзора и постановка задач

исследования

Глава 2 МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ

• ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Экспериментальная установка

2.2 Инструмент

2.3 Обрабатываемый материал

2.4 Измерение длин контакта стружки с резцом
2.5 Измерение температуры
2.6 Динамометр
2.7 Определение усадки стружки
ф 2.8 Измерение контактного слоя стружки
Глава 3. СТРУЖКООБРАЗОВАНИЕ ПРИ РЕЗАНИИ ЖАРОПРОЧНЫХ СПЛАВОВ
3.1 Характер стружкообразования
3.2 Анализ основных характеристик стружкообразования при резании
жаропрочных сплавов
3.3 Влияние основных факторов процесса резания на стружкообразование
^ при точении жаропрочных сплавов
3.4 Выводы по главе

Глава 4. КОНТАКТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ ПРИ РЕЗАНИИ ЖАРОПРОЧНЫХ
СПЛАВОВ
^ 4Л Длина контакта стружки с инструментом
4.2 Силы резания при обработке жаропрочных сплавов
4.3 Структура зоны контакта и распределение контактных напряжений
4.4 Удельная сила трения
4.5 Среднее контактное давление
4.6 Средний коэффициент трения на передней поверхности инструмента при резании жаропрочных сплавов
4.7 Выводы по главе
ф Глава 5. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ИОННОЙ ИМПЛАНТАЦИИ НА
• ХАРАКТЕР СТРУЖКООБРАЗОВАНИЯ И РАБОТОСПОСОБНОСТЬ
ИНСТРУМЕНТА
5.1 Методы повышения работоспособности инструмента
5.2 Управление видом и формой стружки
5.3 Исследование процесса обработки стали имплантированным инструментом
5.4 Исследование обработки жаропрочного сплава имплантированным инструментом
( 5.5 Методика определения рациональных режимов резания с целыо
® обеспечения дробления стружки
5.6 Выводы по главе
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
В настоящее время в машиностроении используется все больше материалов с особыми механическими и физико-техническими свойствами (коррозионная стойкость, жаропрочность, высокие механические свойства и др.), работающих при повышенных температурах, давлениях, в агрессивных средах и других специфических условиях. Это обусловлено развитием таких отраслей промышленности, как авиация, судостроение, химическая промышленность и др. Применение в больших масштабах указанных материалов ставит задачу углубленного изучения особенностей их обработки с целью усовершенствования существующих технологических процессов и повышения производительности. В первую очередь это относится к механической обработке.
Механическая обработка труднообрабатываемых материалов характеризуется пониженной производительностью, т.к. эти материалы по своим свойствам достаточно близко приближаются к инструментальным материалам. К особенностям обработки этих материалов резанием можно отнести повышенный износ инструмента, склонность к образованию элементной стружки, низкие оптимальные скорости резания по сравнению с обработкой большинства конструкционных материалов, необходимость безопасного удаления стружки из зоны резания и т.д. Особенно остро эта задача встает при обработке изделий на станках с ЧПУ, на роботизированных технологических комплексах (РТК), станках автоматах и автоматических линиях.
Решение этих вопросов требует предварительных исследований по физике процесса резания: изучение характера стружкообразования, деформации и напряжений в зоне резания, силовых зависимостей, температуры резания и др.
В настоящее время существует ряд путей решения этой проблемы. Рассмотрев взаимосвязи контактных характеристик на передней поверхности инструмента с параметрами стружкообразования, можно прогнозировать переход одного вида стружки в другой, и вскрыть крупные резервы повышения
для описываемых условий резания частота циклов при обработке стали 45 изменяется от 690 Гц при У=50 м/мин до 6700 Гц при У=200 м/мин; при обработке сплава ЭИ-481 от 1300 Гц при У=50 м/мин до 8300 Гц при У=300 м/мин. Колебание температуры резания составляет 35...40% от ее среднего значения. Из двух составляющих суммарных сил резания Р(Г4) и Я(Г) наибольшую амплитуду колебаний имеет величина Я.
Кудинов В.А. [63] отмечает, что форма стружки - сливная, элементная (суставчатая) и надлома - характеризует «устойчивость процесса резания».
1.4. Обобщение материалов литературного обзора и постановка задач
исследования
Проведенный анализ некоторых особенностей элементного стружкооб-разования позволяет взглянуть на этот процесс с нетрадиционных позиций, взяв за отправную точку не сливное, а элементное стружкообразование, и рассматривая сливную стружку как частный случай [109]. Иначе говоря, есть основания полагать, что процесс формирования стружки изначально дискретен, а результат этого формирования, в том числе и степень связности элементов, зависят от условий трения на передней поверхности. В зоне интенсивных адгезионных явлений и повышенного трения формирующиеся элементы прочно сращиваются друг с другом, и образуется типичная сливная стружка.
На справедливость высказанного предположения указывает часто наблюдаемое «зубчатое» строение сливной стружки. В пользу высказанного предположения говорит и то обстоятельство, что эти «зубчики» преимущественно наблюдаются на боковой поверхности стружки. Это есть результат экспериментально обнаруженного неравномерного по ширине контакта распределения тангенциальных контактных нагрузок.
Таким образом, можно считать, что сливное стружкообразование есть