Повышение эффективности использования инструментальных твердых сплавов на основе прогнозирования их режущих свойств

• Автор: Хадиуллин, Салават Хакимович
• Шифр специальности: 05.02.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 148 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Глава I. Анализ теоретических и экспериментальных исследований в области изнашивания режущего инструмента
1.1 Характеристики обрабатываемости материалов резанием
1.2 Современные инструментальные материалы, используемые при обработке труднообрабатываемых сталей и сплавов
1.3 Анализ применяемых методов выбора лучшей марки инструментального материала
1.4 Анализ критериев оценки режущей способности инструментальных материалов, основные положения теории трения и износа
1.5 Модели оценки износостойкости (износа) режущего инструмента
1.6 Термодинамические принципы оценки режущей способности инструментального материала
Выводы. Задачи исследования
Глава II. Теоретическое обоснование термодинамических параметров оценки режущей способности инструмента
2.1 Общие представления о термодинамической природе разрушения и износе инструмента
2.2 Анализ напряженно деформированного состояния поверхностного слоя инструмента в зоне локального контакта с обрабатываемым материалом
2.3 Термодинамическая модель формоизменения инструментального материала при его изнашивании
2.4 Термодинамический параметр оценки формоустойчивости инструментального материала
Глава III. Методики исследований, обрабатываемый и инструментальный материалы, оборудование, аппаратура

3.1 Обоснование и выбор материалов для исследований
3.2 Оборудование, основная аппаратура и методики для экспериментальных
исследований
Глава IV. Исследование показателей, определяющих режущие свойства инструментальных твердых сплавов при обработке труднообрабатываемых материалов
4.1 Исследования влияния свойств обрабатываемого материала на основные показатели режущей способности инструментальных материалов
4.2 Исследования условий локализации пластической деформации на приповерхностных слоях режущего инструмента
4.3 Исследования структурно-фазового состава приконтактных слоев
инструментального и обрабатываемого материалов
Глава V. Оценка режущей способности и выбор оптимальной марки инструментального материала по термодинамическим критериям
5.1 Анализ влияния температуры резания и марки обрабатываемого материала на величину удельной энергии изнашивания режущего инструмента
5.2 Ускоренные методы оценки режущей способности и выбора марки инструментального материала
5.2.1 Способ ускоренного определения оптимальной температуры (скорости) резания по критерию интенсивности ослабления опасного сечения режущего клина
5.2.2 Способ ускоренного выбора оптимальной марки инструментального
материала
5.3 Комплексная методика прогнозирования режущей способности и выбора
марки инструментального.материала
Основные результаты и выводы
Список использованных источников
Приложение А Акты внедрения результатов диссертационной работы

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
Ь - путь резания до затупления инструмента;
V — скорость резания;
Т - период стойкости резца;
а - предел прочности контактных слоев инструментального материала в процессе резания;
£,а — вероятностный фактор переноса металла вследствие адгезии;
Фга — механический фактор вероятности переноса металла; а - толщина среза;
Тф — касательное напряжение в условной плоскости сдвига;
хк - сопротивление сдвигу в контактном слое обрабатываемого материала;
/ - удельная интенсивность изнашивания;
р - поверхность трения;
т- время процесса изнашивания;
/ - коэффициент трения;
V — скорость относительного скольжения;
и() - критический уровень удельной внутренней энергии; е - удельная плотность энергии; р — плотность;
А - рассеиваемая работа трения;
9 - температура;
- тепловая энтропия;
- энтропия, связанная с изменением потенциальной энергии термомеханической системы трения;
С, - ускоряющий фактор т - время;
Ч' — диссипативная функция;
Аг — фактическая площадь контакта;
Лщ — термодинамическая (обобщенная) сила;
Д - обобщенный поток;
С термодинамической точки зрения процесс схватывания металлов при сухом трении проанализировал А.К. Бескровный [84]. Применяя известное из термодинамики положение о том, что из двух конкурирующих состояний системы при заданной температуре устойчиво состояние с меньшей свободной энергией, он получил выражение для температуры начала схватывания. М.Ю. Аметов [84] предпринял попытку установить связь между свободной энергией двойных сплавов на медной основе и их способностью к схватыванию при трении без смазки и показал, что схватываются между собой сплавы, уровень свободной энергии у которых выше критической. Н.М. Клементьев [84] для случая удара получил «основное уравнение термодинамики трения», объединив составляющие внутренней энергии и два класса - тепловые и электрические. Такой подход открывает широкие перспективы изучения влияния последних на износ инструментальных материалов с термодинамических позиций.
Термодинамические представления о прочности и разрушении твердых
тел, развитые В.В. Федоровым [84], использовались им для расчета
изнашивания материалов. Применяя' уравнение баланса в дифференциальной
форме с соответствующими условиями однозначности для описания изменения
скрытой и тепловой составляющих внутренней энергии, В.В.Федоров получил
уравнение для оценки скорости изнашивания; материала в условиях
стационарного режима (1.5).
1 dV bfPv

р dr UQ — U(F, О) U }
где i - удельная интенсивность изнашивания; v- объем продуктов износа;
р- поверхность трения; т- время процесса изнашивания; / - коэффициент
трения; Р - радиальная нормальная нагрузка; V — скорость относительного
скольжения; Uq - критический уровень удельной внутренней энергии; U(F,0)
- начальный удельный уровень внутренней энергии при температуре в зоне
резания; 8 - коэффициент (относительная величина скрытой энергии
деформации).