Разработка и исследование процесса электромеханического упрочнения высокоуглеродистых инструментальных сталей при изготовлении лезвийного инструмента

• Автор: Полозенко, Наталья Юрьевна
• Шифр специальности: 05.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 155 с. : ил

Содержание
Введение
Глава 1. Основные направления современных методов упрочнения рабочих поверхностей режущих инструментов из высокоуглеродистых инструментальных сталей
1.1 Поверхностный слой и его влияние на работоспособность, и надежность режущего инструмента
1.2 Сопоставительный анализ современных методов обработки рабочих поверхностей инструментов и деталей, выбор материала для изготовления режущего инструмента
1.3 Особенности организации и управления процессом ЭМО стальных заготовок, структура белого слоя
Глава 2. Технологическое оборудование, оснастка и инструмент для ЭМО режущих кромок лезвийного инструмента
2.1 Разработка технологического комплекса для ЭМО плоских ножей
2.2 Разработка инструментального приспособления для ЭМО плоских поверхностей
2.3 Обоснование выбора формы и материала электрод-инструмента
Глава 3. Формирование структуры и механических свойств режущей кромки лезвийного инструмента
3.1 Методики исследований свойств упрочненного слоя
3.2 Влияние химического состава и свойств материала изделия на структуру упрочненного слоя высокоуглеродистой стали
3.3 Влияние режимов упрочнения на твердость, ширину и глубину упрочненного слоя кромки лезвийного инструмента
3.4 Исследование износостойкости высокоуглеродистых инструментальных сталей и режущей стойкости плоских ножей Глава 4. Выбор рациональных технологических режимов ЭМО режущей кромки плоских ножей
4.1 Использование импульсной модели формирования белого слоя при ЭМО плоских поверхностей
4.2 Обоснование выбора технологических режимов ЭМО лезвийных инструментов на основе комплекса математических моделей
Общие выводы
Список использованных источников
Введение
Основной задачей современного машиностроения является создание конкурентоспособной продукции, постановка на производство новых поколений высокопроизводительной техники. Успешному решению этой проблемы способствуют исследования, связанные с разработкой технологических процессов, позволяющих целенаправленно формировать поверхностные слои с заранее заданными свойствами.
Широкое использование лезвийного инструмента в кожевенной, меховой, бумажно-целюлозной, деревобрабаты-вающей, текстильной, пищевой и других отраслях промышленности ставит задачи по повышению его износостойкости.
Однако использование сложнолегированных сталей существенно повышает стоимость инструмента и, в конечном итоге, продукции, что существенно снижает ее конкурентоспособность.
Применение высокоэнергетических методов поверхностного упрочнения (лазерное, плазменное, ионная имплантация и др.) рабочего профиля режущих кромок инструмента позволяет использовать инструментальные углеродистые стали.
Несмотря на это, в настоящее время перечисленные методы используются весьма ограниченно (в основном из-за высокой стоимости оборудования, сложности технологических процессов).
Основными методами упрочнения лезвийного инструмента остаются объемная закалка и закалка с нагревом ТВЧ,

которые сопряжены с короблением рабочего профиля инструмента, возникновением термических напряжений, необходимостью последующих чистовых обработок (что так же повышает себестоимость инструмента) и другими недостатками.
Поэтому необходимо разрабатывать технологические процессы упрочнения лезвийного инструмента, изготовленного из инструментальных легированных сталей.
В этой связи, в последнее время большую актуальность получают работы, направленные на создание, изучение, совершенствование и практическое внедрение технологических методов поверхностного упрочнения лезвийного инструмента от традиционной термической и химикотермической обработок до методов, использующих последние достижения науки и техники - лазерную энергию и энергию плазмы.
Упрочнение с формированием белого слоя оказывается весьма эффективным применительно к углеродистым инструментальным сталям. Повышение служебных свойств упрочненного инструмента позволяет в ряде случаев осуществлять замену дорогостоящих сложнолегированных сталей на углеродистые, что позволяет снизить стоимость инструмента, а, следовательно, и продукции, без снижения срока эксплуатации инструмента, а также осуществить экономию редких легирующих элементов.
Одним из таких методов является электромеханическая обработка (ЭМО) [1-7]. Она основана на термическом и силовом воздействии и существенно изменяет физико-

зависимости от схемы осуществления электрических и силовых параметров режима, условий проведения, свойств обрабатываемых материалов и ряда других факторов ЭМО можно подразделить на несколько видов [15, 19] (рис.1.2):
Классификация методов ЭМО [15]
ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА

НАЗНАЧЕНИЕ
Сглаживание
Упрочнение
Восстановление
Локальный
отпуск
МАТЕРИАЛЫ
Стали
Чугуны
Цветные металлы
Покрытия
Регуляризация
структуры
ПОВЕРХНОСТИ
Вращения
Плоские
Резьбы
Зубчатые
профили
Сложные
Повышение
износостойкости
Повышение
усталостной
прочности
Снижение
шероховатости
Повышение
контактной
жесткости
Повышение
коррозионной
стойкости
Повышение
твердости
Рис. 1.2.
электромеханическое сглаживание (ЭМС) - горячее пластическое деформирование микронеровностей с целью достижения минимальной шероховатости. Имеющее при этом место некоторое упрочнение поверхностного слоя носит преимущественно деформационный характер;
электромеханическое упрочнение (ЭМУ) - повышение прочностных свойств поверхностного слоя за счет изменения структурного и фазового состава в результате температурно-силового воздействия. Часто дополнительно выделяют