Повышение стойкости сверл малого диаметра из быстрорежущей стали за счет выбора рациональных режимов вакуумно-плазменной обработки

• Автор: Черкасов, Павел Михайлович
• Шифр специальности: 05.03.01, 05.02.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 131 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ. ПОСТАНОВКА ЦЕЛИ И ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1. Условия работы и особенности геометрии спиральных сверл малого диаметра.

1.2. Материалы, применяемые для изготовления сверл малого

диаметра
1.3. Повышение работоспособности сверл малого диаметра за счет химикотермической обработки.

1.4. Ионное азотирование инструмента из быстрорежущей стали

1.5. Методы повышения надежности инструмента из быстрорежущей стали путем нанесения износостойких покрытий и комбинированной ионноплазменной поверхностной обработки.

1.6. Анализ данных литературного обзора. Постановка цели и задач исследований.

2. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Методика определения режущих свойств инструмента.
2.1.1. Обрабатываемые материалы.
2.1.2. Станки и приспособления
2.1.3. Режущий инструмент.
2.1.4. Методика стой костных испытаний.
2.2. Методика вакуумноплазменной поверхностной обра
ботки инструмента.
2.3. Методика металлографических и металлофизических
исследовании
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ
ФОРМИРОВАНИЯ И СВОЙСТВ износостойкого СЛОЯ ПРИ ОБРАБОТКЕ ИНСТРУМЕНТА В ПЛАЗМЕ ВАКУУМНОДУГОВОГО РАЗРЯДА
3.1. Физические принципы и особенности
двухступенчатого вакуумнодугового разряда.
3.2. Формирование азотированного слоя при обработке инструмента в плазме двухступенчатого вакуумнодугового разряда
3.2.1. Исследование влияния состава азотосодержащей атмосферы на структуру азотированного слоя быстрорежущей стали
3.2.2. Исследование влияния технологических режимов на микротвердость и глубину азотированного слоя быстрорежущей
3.3. Оптимизация процесса комбинированной вакуумноплазменной обработки быстрорежущего инструмента
4 . ИССЛЕДОВАНИЕ КИНЕТИКИ ИЗНАШИВАНИЯ СВЕРЛ МАЛОГО ДИАМЕТРА ИЗ БЫСТРОРЕЖУЩЕЙ СТАЛИ С ВАКУУМНОПЛАЗМЕННОЙ ОБРАБОТКОЙ.
4.1 Износ сверла и критерий его затупления
4.2 Назначение режимов резания для сверл малого диаметра из быстрорежущей стали
4.3. Исследования кинетики изнашивания сверл малого диаметра
5. ОПТИМИЗАЦИЯ РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ БЫСТРОРЕЖУЩИМ ИНСТРУМЕНТОМ С ВАКУУМНОПЛАЗМЕННОЙ ПОВЕРХНОСТНОЙ ОБРАБОТКОЙ И ОЦЕНКА ЕГО ЭФФЕКТИВНОСТИ .
5.1. Критерии эффективности процесса резания инструментом с вакуумноплазменной обработкой
5.2. Выбор вида математической модели для описания процесса резания.
5.3 Построение математической модели процесса сверления отверстий малого диаметра.
5.4. Определение оптимального режима эксплуатации инструмента с вакуумноплазменной обработкой.
5.5. Эффективность, достигаемая в результате применения инструмента с вакуумноплазменной поверхностной обработкой.
6. ОБЩИЕ ВЫВОДЫГ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Именно поэтому сверла малого диаметра зачастую показывают пониженную стойкость. Применение такой обработки для сверл малого диаметра до настоящего времени не практиковалось. Для этого требуется выполнение комплекса исследований по изучению влияния технологических факторов вакуумноплазменной обработки на структуру поверхностного слоя, характер изнашивания и стойкость инструмента. В связи с этим работа, посвященная проблеме повышения стойкости сверл малого диаметра из быстрорежущей стали за счет вакуумноплазменной обработки, является весьма актуальной. Основная данной цель работы заключается в повышении стойкости сверл малого диаметра из быстрорежущей стали за счет выбора рациональных режимов вакуумноплазменной поверхностной обработки, включающей процессы ионного азотирования и нанесения износостойкого покрытия. Результаты работы были доложены на заседаниях кафедры Высокоэффективные технологии обработки ГОУ МГТУ СТАНКИН и 3 научнотехнических конференциях. Производственное внедрение результатов работы осуществлено в рамках контрактов на поставку технологии и оборудования для комбинированной ионноплазменной обработки, заключенных МГТУ СТАНКИН с инструментальным производством ОАО АВТОВАЗ г. Технологическим университетом г. Гуанчжоу, Китай и фирмой Китай. Результаты работы были представлены на четвертом Московском Международном салоне инноваций и инвестиций г. По теме диссертации опубликовано 5 печатных работ. Автор выражает благодарность научному руководителю работы зав. Высокоэффективные технологии обработки профессору, д. С.Н. Григорьеву, а также коллективу ЦФТИ, преподавателям и сотрудникам кафедры Высокоэффективные технологии обработки за помощь, оказанную при выполнении работы. ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ. ПОСТАНОВКА ЦЕЛИ И ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЙ. Спиральные сверла малого диаметра сверла диаметром менее 3 мм представляют собой длинные тонкие стержни, общая длина которых достигает диаметров, а длина рабочей части сверла 1о соответствует примерно 0,,3 общей длины. Эти соотношения характерны для. В таблице 1. Процесс сверления малых отверстий на станках с механической подачей не имеет принципиальных отличий от процесса сверления отверстий большого диаметра. Отдельные явления, наблюдаемые на практике при обработке отверстий, связаны либо с методом осуществления подачи вручную, с постоянным давлением на сверло и т. В процессе резания сверло нагружено осевой сжимающей силой, крутящим моментом, а также результирующей радиальной силой, возникающей в реальных условиях на главных режущих кромках сверла. В начальной фазе процесса сверления при врезании в заготовку сверло испытывает в основном воздействие лишь осевой сжимающей силы. Так как первой в контакт с заготовкой вступает поперечная кромка, на ее работу затрачивается около общего усилия подачи сверла и только 3 крутящего момента. Таблица 1. Причины выхода из строя сверл малого диаметра приведены в таблице 1. Сверла под действием увеличивающейся осевой силы могут искривляться, переходя от прямоугольной формы устойчивости к криволинейным формам различного вида. При достижении определенного критического прогиба стержень может разрушиться изза потери продольной устойчивости. Важной характеристикой стержня, определяющей его поведение под действием сжимающей силы, является его гибкость А, т. Расчет критической сжимающей силы, вызывающей критические напряжения т в стержне производится по формуле Эйлера 1. Я гибкость стержня. Следует отметить справедливость формулы 1. Важнейшими факторами, влияющими на продольную устойчивость сверл, являются длина вылета сверла и форма его поперечного сечения, характеризуемая минимальным радиусом инерции. Эти параметры входят в понятие гибкости. Зачастую, при изучении продольной устойчивости мелкоразмерных сверл уделялось внимание только вылету сверла и не рассматривалось влияние формы его поперечного сечения. В некоторых работах 2 указывается на зависимость формы продольной устойчивости сверла от соотношения его общей длины и длины рабочей части. Это утверждение базируется только на экспериментальных
Таблица 1.