Повышение работоспособности токарных резцов, оснащённых режущей керамикой, при точении труднообрабатываемых сталей

• Автор: Пучкин, Владимир Николаевич
• Шифр специальности: 05.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 152 с. : 22 ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
ГЛАВА 1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА
1.1 Применение оксидно - карбидных материалов для лезвийных инструментов
1.2 Методы повышения стойкости режущих инструментов
1.2.1 Рациональная геометрия резцов
1.2.2 Применения СОТС при точении
1.2.3 Интенсивность изнашивания токарных резцов
1.3 Рациональные режимы резания при обработке труднообрабатываемых сталей
1.4 Азотирование как метод повышения стойкости резцов
Выводы
Цель и задачи исследований
ГЛАВА 2 ТЕОРИКО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ АСПЕКТЫ ПОВЫШЕНИЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ТОКАРНЫХ РЕЗЦОВ, ОСНАЩЁННЫХ РЕЖУЩЕЙ КЕРАМИКОЙ, ПРИ ТОЧЕНИИ ТРУДНООБРАБАТЫВАЕМЫХ СТАЛЕЙ
2.1 Исследование новой СОТС при трении
2.2 Исследование СОТС при точении
2.3 Повышения износостойкости пластин из режущей керамики упрочнением поверхностного слоя азотом
2.3.1 Дифракционная картина рентгеновских лучей
2.3.2 Термомагнитный эффект при химико - термическом методе упрочнения поверхностного слоя пластин из РК азотом
2.3.3 Диффузия в газовой среде
2.3.4 Структура азотированной поверхности
Выводы
ГЛАВА 3 МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1 Этапы исследования
3.2 Методика проводимых исследований с помощью рентгеновского микроанализатора
3.2.1 Оборудование, приборы и технология азотируемых пластин
3.2.2 Технология азотирования
Выводы
ГЛАВА 4 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИС-
СЛЕДОВАНИЙ
4.1 Исследования стойкости резцов, оснащённых РК, подвергнутой упрочнению поверхностного слоя азотом
4.2 Исследования температуры резания при точении
4.3 Экспериментальные исследования влияния температуры резания на режимы обработки
4.4 Результаты стойкостных испытаний резцов, оснащённых режущей
керамикой
.5 Результаты экспериментальных исследований стойкостных зависимостей резцов
4.6 Экспериментальные исследования динамических характеристик процесса точения труднообрабатываемых сталей
4.7 Исследования коэффициентов усадки стружки и трения
4.7.1 Коэффициент усадки стружки
4.7.2 Исследования коэффициента трения
4.8 Исследования шероховатости обрабатываемых поверхностей
Выводы
ГЛАВА 5 ПРОМЫШЛЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ
5.1 Производственные испытания резцов, оснащённых режущей керамикой при обработке цилиндров из труднообрабатываемых сталей*
5.2 Производственные испытания спроектированного измерительного прибора динамометра ДК
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложения
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение

ВВЕДЕНИЕ
В современном машиностроении одним из трудоемких процессов механической обработки является обработка труднообрабатываемых материалов (нержавеющих, легированных сталей в закаленном состоянии и в стадии поставки).
При механической обработке закаленных, легированных сталей традиционными твердыми сплавами ВК4, ВК6, ВК8 обрабатываемая поверхность имеет высокую шероховатость и сами режущие твердые сплавы быстро выходят из строя, т.е. стойкость инструмента, оснащенного твердым сплавом ВК4, ВК6, ВК8 не велика.
Указанные твердые сплавы в виду дефицита вольфрама, сравнительно с безвольфрамовыми твёрдыми сплавами являются дорогостоящим материалом, поэтому возникла проблема замены вольфрамовых твердых сплавов на безвольфрамовые.
Однако надо отметить - вольфрамовые твердые сплавы при испытании и исследовании процесса резания сталей показали хорошие результаты. В частности, - хорошую обрабатываемость при больших скоростях резания V = 250 м/мин и при подачах S=0,61 мм/об и глубине резания t=l,5MM сталей 45, 50, 40Х, 50Х, 40X13 в состоянии поставки (до 187 НВ).
В связи с вышеуказанным в настоящей работе поставлена проблема исследования процесса резания при точении легированных труднообрабатываемых сталей режущей керамикой, как в состоянии поставки, так и в закалённом состоянии, определения рациональных режимов резания, сил резания и методов их измерения в процессе резания.
Исследовать и применить химико-термический метод насыщение поверхностного слоя пластин азотом, а также использовать при резании труднообрабатываемых сталей новые СОТС с целью повышения стойкости режущих керамик. Обосновать термин работоспособного состояния объекта, при котором значения всех его параметров, характеризующих его способность выполнять требуемые функции, соответствовать требованиям уста-
ГЛАВА
ТЕОРИКО - ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ АСПЕКТЫ ПОВЫШЕНИЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ТОКАРНЫХ РЕЗЦОВ, ОСНАЩЁННЫХ РЕЖУЩЕЙ КЕРАМИКОЙ, ПРИ ТОЧЕНИИ ТРУДНООБРАБАТЫВАЕМЫХ СТАЛЕЙ
2.1 Исследование новой СОТС при трении
На первом этапе с целью снижения металлоемкости экспериментов исследование новой СОТС проведено при трении. Исследовано влияние новой СОТС на стойкость образцов из стали Р6М5 (62 Ш1СЭ) при трении по образцу из стали 45 в состоянии поставки. Образец диаметром 6 мм и длиной 50 мм помещали в специальное приспособление, закрепленное на столе фрезерного станка 6Р80.
С целью снижения металлоёмкости экспериментов на первом этапе исследование новой СОТС проведено при трении [80], [83].
Контрвал диаметром 60мм из стали 45 в состоянии поставки закрепляли на оправке шпинделя станка, вращающегося с определённой частотой.
Усилия прижима осуществляли с помощью специального рычага и подвешенных грузов. Диапазоны исследованных скоростей трения V = 26,4 - 37,7м/мин и удельных давлений Р = 10,08 - 12,73 МПа. Параллельно для сравнения трения проводили с 3% эмульсией и всухую. Износ образцов контролировали весовым методом на аналитических весах. На (рис.З) представлены зависимости «износ - стойкость», полученные при трении без СОТС (1), при трении с 3% эмульсией (2) и при трении с 1,2% эмульсией и 0,24% смеси органических кислот и фуранонов (3).
В табл.2 приведены результаты сравнительных стойкостных испытаний при трении с 3% эмульсией (1) и 1,2% эмульсией с присадкой (2); режимы трения те же, что и на (рис. 3).
Ниже приводим в последовательности, аналогичной табл.2, зависимости (15) для расчёта стойкостей в указанных диапазонах скоростей трения и удельных давлений: