Повышение работоспособности инструментов оптимизацией по температуре резания

• Автор: Василега, Дмитрий Сергеевич
• Шифр специальности: 05.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Тюмень
• Количество страниц: 157 с. : ил.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Проблема прочности СМП из твердых сплавов сборных инструментов

1.2. Работоспособность режущих элементов из твердых сплавов и режимы резания

1.3. Основные сведения об инструментальных твердых сплавах и их разрушении

1.4 Обрабатываемость материалов

1.5 Анализ проведенных работ. Цель и задачи исследования

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ НА ТРЕЩИНОСТОЙКОСТЬ ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫХ ТВЕРДЫХ СПЛАВОВ
2.1. Анализ существующих и обоснование нового метода определения температуры максимальной работоспособности инструментальных твердых сплавов

2.2. Методы определения трещиностойкости

2.3 Способ и устройство подогрева образцов из ИТС

2.4 Методика экспериментальных исследований

2.5 Результаты экспериментального исследования
ВЫВОДЫ
3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ МАКСИМАЛЬНОЙ ОБРАБАТЫВАЕМОСТИ МАТЕРИАЛОВ
3.1. Изменение характеристик пластичности материалов в зависимости от температуры
3.2. Влияние температуры на физико-механические характеристики обрабатываемых материалов

3.3. Взаимосвязь экстремальных значений физико-механических характеристик материалов с температурой критической точки Асз (Аст)
3.4. Определение температуры максимальной обрабатываемости материалов
ВЫВОДЫ
4. МОДЕЛЬ ВЫБОРА ИНСТРУМЕНТАЛЬНОГО ТВЕРДОГО СПЛАВА
ПО ОБРАБАТЫВАЕМОМУ МАТЕРИАЛУ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩАЯ МАКСИМАЛЬНУЮ РАБОТОСПОСОБНОСТЬ ИНСТРУМЕНТА
4.1. Формулирование модели выбора инструментального твердого сплава по обрабатываемому материалу
4.2. Доказательство сформулированной модели
ВЫВОДЫ
5. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ
5.1. Разработанные методики
5.2. Новые технические и технологические решения
5.3. Применение результатов работы для систем автоматизированного
проектирования сборных инструментов с СМП
ВЫВОДЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

Эффективность машиностроительного производства во многом определяется используемым металлорежущим инструментом, в настоящее время наибольшее распространение получили сборные инструменты со сменными многогранными пластинами (СМП) из инструментальных твердых сплавов (ИТС). Данный вид инструментов используется при всех видах механической обработки резанием. СМП используются в следующих сборных инструментах: токарных резцах, сверлах, зенкерах, фрезах, протяжках.
Однако производственная статистика свидетельствует о том, что на долю отказов инструментов с СМП из инструментальных твердых сплавов (ИТС) в результате разрушения пластин приходится 70-75%. Анализ видов отказов режущих пластин показал, что характерными видами разрушений являются выкрашивание, скалывание, поломка. До 80% разрушений пластин связано либо с неправильным выбором ИТС, либо с неправильным выбором режимов резания.
Существует большое количество практических рекомендаций в инструментальных каталогах и справочниках по выбору ИТС и назначению режимов резания, которые созданы на основе продолжительных, дорогостоящих экспериментальных исследований в производственных условиях. В настоящее время не существует методики выбора ИТС и режимов резания, обеспечивающих условия максимальной работоспособности сборных инструментов с СМП. Существенное влияние на работоспособность сборного инструмента оказывают физико-механические характеристики, как инструментальных, так и обрабатываемых материалов, которые существенно изменяются в зависимости от температуры.
Комплексная методика выбора ИТС и режимов резания на основе физико-механических характеристик ИТС и обрабатываемого материала, обеспечивающая условия максимальной работоспособности металлорежущих инструментов позволит на 60-80% сократить преждевременное разрушение пластин из ИТС и оптимизировать процесс обработки, тем самым, повысив

В самом деле, из уравнения (1.9) следует:
т +1_ %пх -1 £п2
2 -18 с„2 ^ 2л + ^(г, • пх) - 1ц 2л - ^(г2 ■ п2)
2 _ (^», ~^г2)
»1 + 1 1ц н, —1§ »2
1-ш 1ег, “1еГ, »1 +
= — =1Д-И
1 + ш ^и,-щл2 /и
Уравнение (1.11) упрощает определение постоянных обрабатываемости Сити обеспечивает большую надежность решения, так как график зависимости п — гп строится по ряду опытных точек, полученных не на двух, а на большем числе опытов (большем числе оборотов шпинделя), что уменьшает количество случайных ошибок.
Для этой же цели рекомендуется, чтобы отношение щ/п2 было бы достаточно малым, например,
и, _ 1
пг 5
Но тогда, при сравнительно малом диаметре испытуемого диска, притупление резца может произойти не за один, а за несколько проходов. В этом случае прибегают к так называемому фиктивному радиусу затупления резца Гф,т. е. предполагаемому радиусу, на котором бы резец притупился не за несколько оборотов, а за один проход. Значение этого фиктивного радиуса определяется по формуле [53]:
гф=’ФФГ(1.13)
где гтах — максимальный радиус испытуемого образца; гп — фактический радиус, на котором произошло затупление резца; г — число полных проходов; т — степень относительной стойкости.
При определении величины Гф приходится предварительно задаваться значением т или величина т определяется из первых опытов при затуплении