Совершенствование конструкций сборных фрез с диффузионным закреплением твердосплавных пластин и исследование их эксплуатационных характеристик

• Автор: Жилин, Юрий Владимирович
• Шифр специальности: 05.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Барнаул
• Количество страниц: 150 с.

1. Состояние вопроса. Цель и задачи исследования
1.1. Качественные характеристики сборного режущего
инструмента
1.2. Технологии изготовления вставок сборных торцовых фрез
1.3. Жизненный цикл и методики конструирования сборного режущего инструмента
1.4. Выводы. Цель и задачи исследования
2. Поисковое конструирование сборных фрез
2.1. Прогнозы, законы и закономерности развития конструкций инструмента
2.2. Методика совершенствования конструкций режущего инструмента
2.2.1. Алгоритм поискового конструирования сборного режущего инструмента
2.2.2. Метод эвристических приемов
2.2.3. Морфологический анализ и синтез решений
2.2.4. Синтез конструкций сборных фрез с вставными ножами с диффузионным закреплением твердосплавных пластин
2.3. Построение математической модели сборной фрезы с вставными ножами с диффузионным закреплением
твердосплавных пластин
2.3.1. Общие принципы "конструирования" имитационных моделей режущего инструмента
2.3.2. Математическая модель сборной торцовой фрезы с вставными ножами с диффузионным закреплением твердосплавных пластин
2.3.3. Расчет эксплутационных характеристик с борных фрез
2.3.4. Методика расчета параметров диффузионного
соединения
2.4. Выводы
3. Технологические основы изготовления сборных фрез с диффузионным закреплением твердого сплава

3.1. Основные закономерности процессов диффузии в металлах
3.2. Диффузия в двухфазных жидких системах
3.3. Диффузионное закрепление твердого сплава
3.4. Закономерности образования диффузионной зоны
3.5. Выводы
4. Экспериментальные исследования эксплуатационных характеристик сборных фрез
4.1. Объекты исследования и контролируемые параметры
4.2. Автоматизированный стенд сбора информации. Методика экспериментальных исследований
4.3. Динамические характеристики фрез
4.4. Износостойкость фрез с литыми твердосплавными ножами
4.5. Выводы
5. Технология изготовления вставок торцовых фрез с
диффузионным соединением твердого сплава с державкой
5.1. Особенности и основные принципы проектирования технологического процесса изготовления вставок
5.2. Технология изготовления литых твердосплавных ножей
5.3. Выводы
Заключение и основные выводы
Литература
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение

Современное состояние и перспективы развития металлообработки характеризуются широким применением прогрессивных конструкций и технологий изготовления режущего инструмента. Многообразие условий обработки, стремление к созданию высокопроизводительного режущего инструмента, обеспечивающего требуемое качество деталей, привели к созданию большого количества разнообразных способов крепления режущих пластин в корпусах инструментов.
В настоящее время при изготовлении сборных торцовых фрез, для закрепления твердосплавных пластин в державке известно три способа: пайка, механическое закрепление твердосплавной пластины, диффузионное соединение твердого сплава с державкой.
Эксплуатация фрез с припаянными пластинками твердого сплава выявила ряд недостатков существующих конструкций. Это, прежде всего, связано с особенностями технологии изготовления таких инструментов. Пайка не позволяет получить прочное соединение и обеспечить достаточную жесткость стыка сплав - державка при воздействии высоких температур. Термические напряжения, возникающие в процессе работы инструмента, приводят к образованию трещин в твердом сплаве и поломкам инструмента. Таким образом, паяный твердосплавный инструмент больше ломается, чем изнашивается.
Режущий инструмент с механическим закреплением твердосплавной пластины в корпусе имеет целый ряд преимуществ - это повышенная прочность лезвия из-за отсутствия внутренних напряжений, сопутствующих пайке, многократное использование корпуса инструмента и другие. Однако одним из важнейших факторов, определяющим работоспособность инструмента, является надежность закрепления режущей пластины в державке. Исследования, проведенные в этой области, показали, что в зависимости от способа закрепления режущей пластины стойкость инструмента изменяется. Механическое закрепление пластины на державке не обеспечивает необходи-

онными характеристиками, такими как стойкость, точность размера и шероховатость обработанной поверхности.
Процедура синтеза конструкций сборных фрез осуществлялась следующим образом. Во-первых, была составлена морфологическая матрица (таблица). При ее разработке учитывались результаты ретроспективного анализа и прогнозы развития сборного режущего инструмента (п.2.1).
В качестве морфологических (конструктивных) признаков сборной фрезы выбраны следующие ее подсистемы и элементы:
- материал корпуса;
- материал режущей пластины;
- способ крепления режущей пластины к вставному ножу;
- осевое расположение вставных ножей в корпусе (вылет);
- угловой шаг расположения вставных ножей в корпусе;
- радиальное расположение вставных ножей в корпусе;
- закон расположения вставных ножей в корпусе;
- динамические параметры зубьев;
- управляемые параметры.
Во-вторых, используя специализированный фонд эвристических приемов каждому морфологическому признаку были найдены альтернативные варианты его реализации. Построенная морфологическая матрица имеет вид, представленный в табл. 2.3. Количество решений, содержащихся в дайной матрице и отличающихся друг от друга хотя бы одним элементом или признаком определяется согласно формулы (2.1):
Л), 2 3' 4 3■ 2 2 3 3 3=7776.
Описание синтезированной фрезы представляет собой список ее конструктивных (морфологических) признаков с выбранными, согласно техническому заданию, альтернативами.