Снижение износа лезвий режущего инструмента при обработке с предварительной пластической деформацией по обрабатываемой поверхности

Тип работы:
Реферат
Предмет:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

¦ - Часть 1 ¦
ТЕХНОЛОГИЯ МАШИНОСТРОЕНИЯ
УДК 621. 91. 01
А. А. Бондарев, Я. Н. Отений, Ю. Н. Полянчиков, В. А. Солодков, Х. Альджубари
СНИЖЕНИЕ ИЗНОСА ЛЕЗВИЙ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА ПРИ ОБРАБОТКЕ С ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИЕЙ ПО ОБРАБАТЫВАЕМОЙ ПОВЕРХНОСТИ
Волгоградский государственный технический университет E-mail: techmash@vstu. ru
В работе представлены результаты испытаний режущего инструмента на стойкость при обработке легированных сталей с предварительно сообщенной обрабатываемой поверхности пластической деформацией. Обнаружено, что при точении с опережающим пластическим деформированием (ОПД) достигается значительное снижение размерного износа лезвий режущего инструмента и износа по главной задней поверхности, тем самым повышается ресурс работоспособности инструмента и производительность обработки за счет достижения аналогичных значений износа при более высоких скоростях резания по сравнению с традиционной обработкой.
Ключевые слова: точение, износ, стойкость, режущий инструмент, пластическая деформация, комбинированная обработка.
In this paper proposed lifetime testing results of cutting tool with machining alloyed steels by turning with advancing plastic deformation. (APD). Established that turning with APD obtain integral wear reduction of side flank cutting tool blade, thus, increase efficiency of machining and operational integrity of tool in comparison with traditional turning.
Keywords: turning, wear, lifetime, cutting tool, advanced plastic deformation (APD), combine machining.
Легированные стали широко применяются для изготовления деталей машин. Операции обработки точением применяются в технологических процессах изготовления валов и других тел вращения, к которым предъявляются требования повышенного качества поверхности и износостойкости. Спецификой обработки конструкционных легированных сталей является сложное нагруженное состояние режущего клина, что приводит к высокому износу лезвий инструмента. Рост производительности обработки точением конструкционных легированных сталей является актуальной задачей.
Представленную задачу можно решить следующими способами: повышение ресурса работоспособности режущего инструмента, производительности процесса обработки и качества получаемых изделий. Резание с опережающим пластическим деформированием (ОПД), совмещающее стадии предварительного поверхностного пластического деформирования и последующего съема припуска на обработку
режущим инструментом, является комбинированным методом обработки, позволяющим получить комплексный результат роста эффективности по перечисленным направлениям. Изменение физико-механических свойств обрабатываемого материала после ОПД обусловливает формирование таких условий протекания физических процессов в зоне резания, которые способствуют снижению нагрузок на режущий клин, условий контактного взаимодействия.
Исследованиями установлено, что точение конструкционных легированных сталей с ОПД по обрабатываемой поверхности позволяет значительно снизить величину площадки износа по главной задней поверхности, тем самым повышая производительность процесса резания. При точении с ОПД жаропрочной релаксаци-онностойкой конструкционной легированной стали 30ХМА происходило снижение значения площадки износа по передней поверхности до 2 раз по сравнению с традиционной обработ-
кой. Выявлены резервы существенного повышения производительности процесса резания. Одинаковые значения площадки износа по передней поверхности получались при традиционном точении на одних скоростях и при резании на больших скоростях предварительно продеформированного металла.
Исследования выполнялись для получистового точения (глубина резания t = 1 мм) конструкционной легированной стали 30ХМА (сортовой прокат, состояние поставки, ов = 930 МПа). Инструмент был представлен сменными многогранными твердосплавными пластинами Т15К6, ВК6, ТН20 формы W (а = 0° (ISO 1832−1991)) — радиус сопряжения главной и вспомогательной режущих кромок r = 0,8 мм. Обработка выполнялась без смазочно-охлаждающих технологических сред. Изучение изнашивания поверхностей режущих СМП выполнялось на большом инструментальном микроскопе БМИ-1.
Для определения режима осуществления ОПД использовалась характеристика комбинированной обработки — «коэффициент ОПД» [4]:
h
копд, (1)
где — глубина наклепанного поверхностного слоя, мм- t — глубина резания, мм.
На рисунке представлена зависимость роста площадки износа h3 по главной задней поверх-
ности резцов от времени работы. На кривой следует выделить участки приработки — интенсивного изнашивания новой режущей кромки, вступившей в работу, и нормального изнашивания — относительно стабильного функционирования лезвия во времени до достижения заданной величины износа НЗ. Таким критерием в исследовании принимался размер фаски износа, значение которого составляло 0,3 мм.
Быстрое изнашивание режущего инструмента во время приработки может быть связано с появлением микросколов, которые являются результатом кратковременной ползучести. Во всех случаях точения с ОПД приработка резца происходит при меньших величинах износа. Снижение температурно-силовой напряженности процесса [4] при резании с использованием предлагаемого способа обусловливает уменьшение пластической деформации режущего клина и потерю им формоустойчивости, в то время как при традиционной обработке наблюдались микросколы и выкрашивания. На графике заметно существенное снижение интенсивности затупления инструмента во время фазы нормального изнашивания при точении с ОПД: угол наклона участка кривой нормального износа меньше по сравнению с традиционной обработкой, что обусловливает увеличение периода стойкости твердосплавных СМП.
ii)"SiS
ТП-I-ГП-I-I I I-I-ГП-I-Mill-ГП-I-I I I I I-ГП-I-I I I I I-ГП-I-I-гп
! 2 3 i 5 i 7 3 9 ЮНввН$%П91 928
1 — традиционное тчение 2 — тч& amp-ниё с ОПй
Зависимость размера площадки износа по задней поверхности резца от времени работы (Сталь 30ХМА — твердый сплав ВК6, Г = 1 мм- V = 135 м/мин- 5 = 0,166 мм/об. При точении с ОПДОпд = 2)
Наряду с повышением стойкости инструмента по критерию допустимой площадки Нз по задней поверхности при резании с ОПД имеет место снижение интенсивности размерного изнашивания лезвий. Этот параметр определяет период времени, в течение которого инструмент обеспечивает изготовление деталей в пределах заданных технических условий. Данный критерий затупления оценивается уменьшением размера резца в направлении, перпендикулярном к обработанной поверхности. При точении с ОПД имеет место снижение размерного износа, объясняемое меньшей температурно-деформационной напряженностью состояния рабочего клина и процесса съема металла.
Применение ОПД обрабатываемой поверхности позволяет повысить стойкость режущего инструмента по критерию максимально допустимого размера площадки износа по задней поверхности Нз и производительность процесса по сравнению с традиционным точением.
Снижение давлений, действующих на рабочие поверхности инструмента, нагрева режущего клина при точении с ОПД, способствуют ослаблению пластического деформирования ре-
жущего клина, явлений адгезионно-усталостного и диффузионного изнашивания.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Пат. 2 399 460 РФ. МПК В 23 В 1/00. Способ обработки деталей резанием с опережающим пластическим деформированием / Ю. Н. Полянчиков, П. А. Норченко, Д. В. Крайнев, А. Р. Ингеманссон, Л. А. Качалова, Л. С. Ангеловская — заявитель и патентообладатель ВолгГТУ. — № 2 009 111 702/02 — заявл. 30. 03. 2009 — опубл. 20. 09. 2010, Бюл. № 26. — 6 с.
2. Ингеманссон, А. Р. Повышение эффективности точения труднообрабатываемых сталей ферритного, мартен-ситно-ферритного и мартенситного классов с использованием опережающего пластического деформирования: дис. … канд. техн. наук: 05. 02. 07 / Ингеманссон А. Р. -Волгоград, 2012. — 209 с.
3. Лоладзе, Т. Н. Износ режущего инструмента / Т. Н. Ло-ладзе. — М.: Машгиз, 1958. — 358 с.
4. Талантов, Н. В. Физические основы процесса резания, изнашивания и разрушения инструмента / Н. В. Талантов. — М.: Машиностроение, 1992. — 240 с.
5. Повышение эффективности токарной обработки конструкционных углеродистых и легированных сталей при использовании опережающего пластического деформирования / А. А. Бондарев, А. П. Азаматов, Я. Н. Отений, В. А. Солод-ков // Известия ВолгГТУ: межвуз. сб. науч. ст. № 8 (135) / ВолгГТУ. — Волгоград, 2014. — (Серия «Прогрессивные технологии в машиностроении» — вып. 11). — С 7−10.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой