Повышение эффективности обработки сборными резцами путем изменения теплоотвода

• Автор: Цыновкин, Александр Сергеевич
• Шифр специальности: 05.02.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 170 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. Состояние вопроса и постановка задач исследований
1.1 Анализ рациональных форм геометрии режущего инструмента
1.2 Применение дополнительных теплоотводящих фасок и кромок
1.3 Особенности протекания тепловых явлений при работе сборными токарными резцами
1.4 Выбор оптимальных инструментальных материалов
1.5 Обзор выполненных работ по исследованию износостойкости сменных многогранных пластин
1.6 Выводы
1.7 Цель и задачи исследования
2. Анализ работоспособности многогранных пластин повышенной теплопроводности
2.1 Пути совершенствования новых конструкций сменных многогранных пластин повышенной теплопроводности
2.2 Расчет эквивалентного коэффициента теплопроводности пластины новой .конструкции
2.3 Контактная теплопроводность многослойной стенки
2.4 Моделирование температурных полей в сборных резцах, оснащенных пластинами повышенной теплопроводности
2.4.1 Аналитический расчёт. Подготовка исходных данных для компьютерного моделирования
2.4.2 Результаты моделирования температурных полей в сборных резцах, оснащённых пластинами повышенной теплопроводности
2.5 Результаты экспериментальных исследований износостойкости сменных многогранных пластин повышенной теплопроводности
2.6 Оценка эффективности сменных- многогранных- пластин -повышенной* ' теплопроводности
2.7 Выводы
3. Сборный резец повышенной
теплопроводности
3.1 Конструирование сборного резца повышенной
теплопроводности
3.2 Методика расчёта контактной теплопроводности трехслойной
стенки
3.3 Исследование процесса теплообмена в сборном резце повышенной теплопроводности
3.4 Определение температуры трения стружки по передней поверхности резца методом баланса
3.5 Определение максимальной температуры на контакте “стружка-передняя поверхность резца” методом источников
3.6 Моделирование температурных полей в сборном резце новой конструкции
3.7 Выводы
4. Экспериментальные исследования эффективности сборного резца повышенной теплопроводности
4.1 Методика проведения экспериментальных исследований
4.2 Исследование износостойкости резца повышенной теплопроводности при обработке титанового сплава марки ВТЗ-
4.3 Исследование износостойкости резца повышенной теплопроводности при обработке марганцовистой стали 110Г13Л
4.4 Сравнительные экспериментальные исследования термоЭДС
4.5 Исследование шероховатости обработанной поверхности
4.6 Исследование коэффициента усадки стружки
4.7 Выводы
5. Практическое применение результатов исследований
5.1 Область применения сборных резцов повышенной теплопроводности
5.2 Экономическая эффективность применения сборных резцов повышенной
теплопроводности
5.3 Выводы
Общие выводы и рекомендации
Список используемой литературы
Приложение 1. Пример расчёта основных параметров резания
Приложение 2. Зависимость коэффициентов теплопроводности от
температуры
Приложение 3. Расчет коэффициента усадки стружки
Приложение 4. Постоянные величины для определения тангенса угла
наклона условной плоскости сдвига
Приложение 5. Легкоплавкие сплавы, применяемые в современной
промышленности
Приложение 6. Значение функции В, при расчёте тепловых потоков в
резце
Приложение 7. Определение температуры трения стружки по передней поверхности резца методом баланса
(в программной среде МаЙгСаб)
Приложение 8. Протоколы измерений шероховатости поверхности
Приложение 9. Акты промышленных испытаний резца повышенной
теплопроводности
Приложение 10. Патент на полезную модель “Режущий инструмент”

Анализ графиков (рис. 2.6, 2.7) показывает, что наблюдается линейная зависимость роста коэффициента эквивалентной теплопроводности пластины при увеличении, как ширины, так и длины теплопроводной вставки.
Ниже приведены значения коэффициентов теплопроводностей некоторых твёрдых сплавов в сравнении с эквивалентными коэффициентами теплопроводности (рис. 2.8). Наблюдается существенное повышение эквивалентной теплопроводности пластин предложенной конструкции.
■ Теплопроводность твёрдого сплава ■ Эквивалентная теплопроводность твердый^плав+медь"
Рисунок 2.8. Расчётные значения эквивалентной теплопроводности пластин новой конструкции из различных марок твёрдого сплава (пластина квадратная 16x16x6мм, размер медной вставки 5x1x6мм).
Известно, что при обработке конструкционных материалов, обладающих низким коэффициентом теплопроводности, значительная доля теплоты, образующейся при резании, идёт в режущий клин, что приводит к существенному повышению объёмной и контактной температур [81]. Это, в результате, является одной из главных причин снижения износостойкости режущих инструментов.
Для проверки этих предположений представим режущую пластину повышенной теплопроводности в виде плоской трёхслойной стенки и, используя методику [96], определим тепловой поток и распределение температур.