Совершенствование конструктивно-технологических методов повышения износостойкости инструментов для обработки неметаллических материалов

• Автор: Буглаев, Анатолий Михайлович
• Шифр специальности: 05.02.04, 05.02.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Брянск
• Количество страниц: 302 с. : ил

Содержание
Введение
1. Обзор литературы по вопросам исследований износостойкости инструментов для обработки неметаллических материалов и

задачи работы.

1.1. Причины отказов инструментов.

1.2. Конструкции, инструментальные материалы и подготовка

инструментов к работе.

1.3. Анализ условий эксплуатации.

1 .4. Влияние химического состава и структуры материалов режущих

элементов на особенности их износа.

1.5. Оценка износостойкости инструментальных материалов и инструментов.

1.6. Методы повышения износостойкости инструментальных
материалов.
1.7. Моделирование свойств материалов, процессов трения и изнашивания
1.8. Вывода по результатам исследований и задачи работы
2. Разработка методов расчета и моделирования износа инструментов
для обработки неметаллических материалов.
2.1. Расчет износа инструментов.
2.2. Моделирование параметров, влияющих на износ инструментов.
2.3. Пути повышения износостойкости инструментальных материалов и инструментов.
3. Совершенствование методов обеспечения износостойкости инструментов.
3.1. Совершенствование конструкции инструментов
3.2. Разработка метода электродеформационного упрочнения.
3.3. Совершенствование способа лазерного упрочнения
3.4. Совершенствование алмазного выглаживания
3 .5. Совершенствование финишных методов обработки.
4. Методика экспериментальных исследований.
4.1 Планирование экспериментальных исследований
4.2. Образцы материалов и оборудование для исследования износостойкости инструментов
4.3. Определение величины износа образцов
4.4. Определение силового и температурного режимов работы инструментов.
4.5. Образцы и оборудование для исследований влияния методов упрочнения на износостойкость инструментов
5. Исследование процессов фрикционного взаимодействия режущих элементов инструментов с обрабатываемым материалом
6. Влияние методов обработки и упрочнения на физикомеханические свойства материалов и износ инструментов
6.1. Влияние режимов электродеформационного упрочнения
6.2. Влияние режимов лазерного упрочнения.
6.3. Влияние режимов алмазного выглаживания
6.4. Исследование химического состава и структуры материалов после упрочняющей обработки.
6.5. Влияние режимов доводки
7. Исследование износостойкости инструментальных материалов и инструментов.
8. Разработка технологических процессов подготовки инструментов
для обработки неметаллических материалов
9. Производственные испытания инструментов, внедрение результатов
и техникоэкономическая эффективность работы.
9.1.Производственные испытания и внедрение результатов работы в
промышленность.
9.2. Расчет показателей техникоэкономической эффективности
Основные выводы и рекомендации
Список использованных источников


Улучшить качество профиля и повысить стойкость пил позволяет фуговка радиальная и боковая. Анализ проведенных исследований показывает, что существенное влияние на стойкость инструментов оказывают особенности их конструкции, а также методы и режимы заточки режущих элементов особенно на финишных операциях. В связи с этим возникает необходимость совершенствования конструкции и методов финишной обработки режущих элементов инструментов. Учитывая недостаток данных по выбору инструментальных материалов, необходимо установить их износостойкость применительно к различным условиям обработки неметаллических материалов. Условия работы токарных резцов, разделительных штампов необходимо проанализировать, поскольку эти условия оказывают значительное влияние па износостойкость указанных инструментов. Характер трения и изнашивания инструментов во многом определяется условиями их эксплуатации, под которыми понимаются величина сил и давлений, действующих на резец, температура в зоне резания, частота циклов нагружения, изнашивающая способность поверхности обрабатываемого материала в зависимости от вида резания, вероятность попадания абразива й других посторонних частиц в зону резания и др. При работе токарных резцов ударные напэузки минимальные но сравнению, например, с разделительными штампами и круглыми пилами. Величина сил и напряжений в основном зависят от толщины снимаемого слоя [7, ]. Особенностью эксплуатации разделительных штампов является то, что их пуансоны и матрицы работают в условиях циклического ударного нагружения. По данным М. Е. Зубцова [], Н. К, Фотеева [5]^ твердосплавные рабочие части могут выдержать до млн. Циклы напряжений, действующих на рабочие части, можно отнести к отнулевым или пульсирующим [,,6,1]. На рис. Как при вырубке, так и при пробивке возникает пара сил Р| и Рз с плечом «а», создающих момент М, под действием которого относительно тонкая заготовка изгибается. В результате изгиба заготовки возникает давление ее материала на наружную поверхность и распирающие давления на кромки матрицы (на рис. II) [9,8,8]. Кроме нормалъых сил) на боковые и торцевые поверхности действуют касательные силы рР1, дР2, р<3, цЯ, возникающие при зрении рабочих элементов и штампуемого материала. Однако, силовой режим штампов, применяемых для изготовления деталей из слоистых пластиков, исследован недостаточно. Ввиду сложности и неоднородности силового ноля при вырубке-пробивке, в технологических расчетах принимается условная технологическая величина - сопротивление срезу (асг>). Величина сопротивления срезу слоистых пластиков составляет для гешнакса - -8 МПа, текстолита - -8 МПа, стеклотекстолита - 8-5 МПа. Эти значения довольно низкие по сравнению с а<;р металлов. Ргтг=Р |/Ь Ьр , (1. Ь - ширина площади, на которую действует сила. Выразив силу, действующую на торцевую поверхность пуансона, через силу вырубки, С ПОМОЩЬЮ зависимости Р1=К1Рср формулу 1. Рис. Аналогичным образом находятся средние величины давлений, действующих на боковую поверхность пуансона, а также на торцевую и боковую поверхность матрицы [8]. Особенности взаимодействия резца дереворежущих инструме1гтов с древесиной и древесными материалами приведены в работах [, , , 8]. Для расчета сил, действующих на лезвие (рис. I) по длине контактного контура 1=и Ьс (эшора нормального давления) и величина коэффициента трения 1(1) между древесиной и лезвием резца в каждой точке контура. Тогда касательная сила Рл. Рл. X и Ъ сил нормального давления р и сил трения р? V и касательной к контуру лезвия (к элементарной площадке). Однако использование зависимостей 1. Рис. Если у резца (рис. А(1)=? Здесь Ш=рб© силы просуммированы на половине дуги лезвия (от 0=0 в точке Ь до ©=7С/2 точке п) и результат удвоен. X). Если принять прямоугольную эпюру распределения нормального давления по передней грани (тем самым обосновать постоянство коэффициента трения) и учесть, что величина нормального давления в любой точке контакта равна пределу прочности древесины на сжатие (<тсж), можно записать аналитические выражения для сил по передней грани (см. Рл,2. Т« = />.