Повышение стойкости режущих инструментов изменением трибологических параметров ювенильных поверхностей направленным воздействием активированных газовых сред

• Автор: Пагин, Максим Петрович
• Шифр специальности: 05.02.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 132 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1. Виды износа быстрорежущего инструмента
1.2. Использование СОТС в процессах лезвийной обработки
1.3. Механизм радикально-цепных реакций
1.4. Ювенильные поверхности
1.5. Компоненты СОТС и эколоические аспекты в их использовании. Экологически чистые и безопасные СОТС. Сухое резание, как дополнение к современным процессам обработки
1.6. Ионизация электрическим разрядом. Коронный разряд
1.7. Современные понятия о механизме воздействия коронного разряда
1.8. Выводы по литературному обзору, постановка цели и задачи исследования
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Материалы и общая методика исследований
2.2. Методы металлографического и металлофизического анализов
2.3. Микродифракционные исследования вторичных структур
2.4. Исследование остаточных напряжений
2.5. Установка для ионизации газовой среды
ГЛАВА 3. ИЗУЧНИЕ СТОЙКОСТНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ И ХА-РАКТРИСТИК ПРОЦЕССОВ РЕЗАНИЯ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ В КАЧЕСТВЕ СОТС АКТИВИРОВАННОГО ВОЗДУШНОГО ПОТОКА
3.1. Определение оптимальных рабочих параметров ионизатора

3.2. Изучение стойкостных характеристик режущего инструмента
3.3 Исследование шероховатости поверхности обработанного материала
3.4. Исследования усадки стружки
3.5. Исследование остаточных напряжений в поверхностных слоях после операции точения
3.6. Электронографические исследования вторичных структурных образований в контактной зоне
3.7. Выводы по главе
ГЛАВА 4. ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ЮВЕНИЛЬНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ НА ИЗМЕНЕНИЕ ТРИБОЛОГИЧЕСКОЙ ОБСТАНОВКИ КОНТАКТНОЙ ЗОНЫ В УСЛОВИЯХ МОДЕЛЬНОГО МИКРОРЕЗАНИЯ
4.1. Установка и выбор условий резания
4.2 Термодинамический анализ и экспериментальные исследования вторичных структур на ювенильных поверхностях
4.3. Влияние активированного воздушного потока на изменение геометрии риски при микрорезании
4.4. Влияние вторичных структур на силу резания
4.5. Исследование остаточных напряжений в поверхностном слое
4.6 Механизмы образования окисных и нитридных соединений
4.7. Выводы по главе
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИИ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕН ИЕЯ

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ, УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ, СИМВОЛОВ, ЕДИНИЦ И ТЕРМИНОВ
Ювенильная поверхность — свежеобразованная поверхность металла, свободная от окислов и других загрязнений.
АЦП - аналого-цифровой преобразователь
ВИП - виртуальный измерительный прибор
ДЛП - датчик линейных перемещений
ИГС - ионизированная газовая среда
КЭ - коронирующий электрод
ПАВ - поверхностно-активное вещество
СОЖ - смазочно-охлаждающая жидкость
СОТС - смазочно-охлаждающее технологическое средство
СЭО - сухое электростатическое охлаждение
ЭВМ - электронно-вычислительная машина
V - скорость резания, м/с
Я а - среднеарифметическое отклонение профиля
Я - высота неровностей профиля
8 - подача инструмента, мм/об
Б т - средний шаг неровности профиля
I - глубина резания, мм
й - глубина риски
Ь - ширина риски
- среднеквадратичное отклонение

Анализ теории радикально-цепного механизма (РЦМ) образования смазочных пленок на трибосопряженных металлических поверхностях показывает, что в этом процессе немаловажную роль играют образующиеся при резании химически чистые поверхности обрабатываемого и инструментального материалов - ювенильные металлические поверхности. Такие поверхности находятся в постоянном контакте или с естественной окружающей средой (воздухом), или с искусственно вводимыми внешними средами. При этом, взаимодействие ювенильной поверхности с компонентами внешней среды может характеризоваться различными сорбционными процессами, прежде всего, физической и химической адсорбцией. Учитывая указанные выше особенности, вполне вероятно считать, что на границе контакта инструмент-обрабатываемый материал будет наблюдаться образование новых химических соединений в результате протекания химических реакций между ювенильными металлическими поверхностями и компонентами внешней среды, т.е. процессы ионо- и хемосорбции.
Образования защитных пленок на ювенильных поверхностях исследовалось, но не до конца понятен механизм и эффект действия отдельно взятых вторичных образований на контактные взаимодействия при резании металлов.
В связи с вышесказанным сформулирована следующая цель работы:
повышение стойкости быстрорежущего и твердосплавного инструментов путем изменения трибологических параметров вновь образованных ювенильных поверхностей контактных зон направленным воздействием активированных газовых сред.
В работе были поставлены следующие задачи:
- разработка и изготовление лабораторной установки для изучения механизмов взаимодействия ионизированных газовых сред и свежеобразованных ювенильных металлических поверхностей;
- исследование влияния знака и напряжения коронного разряда на формирование вторичных структур и стойкость инструмента;