Исследование износа режущего инструмента

Тип работы:
Реферат
Предмет:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

2. Коган Б. И. Рациональные заготовки и технологические методы повышения ресурса деталей горной техники. — Кемерово: Кузбассвузиздат, 1998. — 133с.
3. Балашов В. Ф. Внедрение износостойкого чугуна марки ИЧХ20РТ для быстроизнашивающихся деталей грязевых насосов. Информационный листок Кемеровского ЦНТИ № 226−75.
? Авторы статьи:
Коган Борис Исаевич
— докт. техн. наук, проф. каф. технологии машиностроения КузГТУ
Чибряков Михаил Владимирович ¦ докт. техн. наук, зав. каф. ТМ и РМ КемГСХИ
Бадин
Игорь Николаевич
— ст. преп. каф. ТМ и РМ КемГСХИ
УДК 621. 91. 001
В. В. Трухин
ИССЛЕДОВАНИЕ ИЗНОСА РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА
Целью проводимых исследований являлось изучение механизма износа режущего инструмента при точении легированных белых чугунов, обладающих высокими износостойкими свойствами.
Исследование проводилось в широком диапазоне скоростей резания, подач и глубин при точении среднехромистого чугуна ИЧХ20р (в отожженном состоянии).
Режимы резания менялись в пределах: скорость резания V = 2−55 м/мин., подача
8 = 0,15−0,6 мм/об, глубина 1 = 1−4 мм.
Резец с механическим креплением был оснащен твердосплавной пластинкой из сплава ВК6М с оптимальной геометрией (у = 5о- у! = -10о- а = 6о- ф = 30−45°- ф! = 10о- f = 0,3−0,5 мм. Исследованию подвергались прирезцовая сторона стружки, изношенная задняя поверхность пластинки ВК6М и обработанные поверхности образцов, полученные при различных режимах обработки резанием.
Рентгеноструктурные исследования проводились на дифрактометре Дрон-0,5 со сцинтиляци-
онной регистрацией импульсов в железном фильтрованном излучении на режимах ] = 58 ца-
V = 40 кв. Интенсивность излучения регистрировалась на диаграммную ленту с помощью электронного автоматического потенциометра КСП-4. Вращение образца осуществлялось со скоростью 2 град/мин. При опытах применялся марганцевый фильтр. В результате рентгеноструктурного анализа установлено, что в процессе резания легированного чугуна имеет место перенос частиц обрабатываемого материала в инструмент, образование окислов на поверхности резца. На рис. 1 приведена рентгенограмма изношенной задней поверхности резца, на которой кроме исходных фаз обнаружено: СоБе204- Бе^- Бе6- Ре20 058- Wl8049 и др., свидетельствующие о переносе отдельных частиц обрабатываемого материала на инструмент. Наличие окислов вольфрама18 049- W20O58) на рентгенограммах изношенной поверхности резца свидетельствует об окислении вольфрама в составе твердых сплавов. Появление сла-
А*)=1. 951 (ср)
Соединения 4(А*)
Со3Ш 1. 951
CoFe204 2. 09
Ре2УГб 2. 19
ШС 2. 27
?е2Ш6 2. 37
Со? е-А0 $ 2. 51
ШцРм 2. 65
/А*)^2. 09(сп) ¦ с1(А*)=1. 19 Сел)
А (А*)=2. 27 (с)
4(А*)=2. 51 (о. с)
с1(Л*)=1. 951 (сп)
с1(А*)=2. 08 (сп.)
4(А*)=2. 36 (о. с) & lt-1(А*)=2. 37 (ср)
& lt-$(А*)=2. 43 с1(А*)=2. 45 4(4*) =2. 50
4(4*) =2. 51 (с)
4 (А*) =2. 64 (ел) 4 (А*) =2. 65 (ср)
Соединения 4 (А*)
Со3Ж 1. 951
СоГе^ 2. 08
?егШ 2. 36
?е2Щ 2. 37
Со3Ш 2. 43
Щ3О49 2. 45
№ 2068 2. 50
СоЕе204 2. 51
?е3Ш3С 2. 54
Щ3О49 2. 65
б)
Рис. 1. Рентгенограмма изношенной задней поверхности твердосплавного резца ВК6М: а) V = 55 м/мин, 0 = 780оС- б) V = 10 м/мин, 0 = 300оС
104
Б. И. Коган, А. А. Голубев, А.С. Иванов
бых линий окислов вольфрама было замечено при малых скоростях резанием V = 10−15 м/мин и соответственно температуре резания 300450°С.
Однако при низких температурах резания скорость реакции окисления незначительна, поэтому заметного разрушения рабочей поверхности не
ется. Анализ рентгенограмм показывает, что несмотря на активность окислительной среды при высоких температурах (Р & gt- 780оС) интенсивность окисления на контактных поверхностях повышается незначительно. Это можно объяснить вероятно действием защитной среды, которая препятст-
а)
б)
в)
г)
Рис. 2. Электронная микрофотография изношенной поверхности резца ВК6М и прирезцовой поверхности стружки: а) стружки при V = 25 м/мин, Q = 620С, х7000- б) стружки при V = 55 м/мин,
Q = 780оС, х7000- в) резца при V = 25 м/мин, Q = 6200С, х6000- г) резца при V = 55 м/мин, Q = 780оС, х6000
происходит, а появление окисных пленок препятствует схватыванию и снижает интенсивность адгезионного и абразивного износа инструмента [1- 3].
Известно, что скорость химических процессов зависит от температуры. Поэтому при высоких температурах и ювенальной поверхности скорость окисления значительно выше и, следовательно, интенсивность окислительных процессов повыша-
вует интенсивному окислению и снижает износ резца.
По данным Жилина В. А. [1], на контактных поверхностях инструмента, работающего в окислительных средах (кислороде и воздухе) имеет место не только поверхностное окисление, но и появляются очаги коррозии в глубине поверхностного слоя. Коррозия захватывает в первую очередь кобальтовую матрицу, карбиды окисляются с
скороанъ резания, м. мин
Рис. 3. Влияние скорости резания при точении чугуна на интенсивность излучения фаз CoFe2O4,
FesWsC, Fe2W6 на резце, имп/сек
меньшей скоростью.
На микрофотографии изношенной задней поверхности резца ВК6М отчетливо видны округленные контуры зерен wc, которые свидетельствуют о том, что карбиды окисляются наиболее интенсивно по острым кромкам, на границах с кобальтовой матрицей.
Наличие фаз Fe7W6- Fe2W- Fe2W6 свидетельствует о существовании адгезионного износа.
По рентгенограммам можно также судить о том, что максимальная интенсивность адгезионного износа при обработке легированного чугуна проявляется при низких скоростях и температурах резания. С повышением температуры контакта увеличивается соотношений твердости инструментального и обрабатываемых материалов, а также сопротивление контактным циклическим нагрузкам инструмента, а следовательно, уменьшается интенсивность адгезионного износа. Это можно рассмотреть на электронной микрофотографии изношенной задней поверхности и при-резцовой стороны стружки (рис. 2), на которых обнаружены пятна и изъяны, свидетельствующие об адгезионных процессах, происходящих в зоне контакта.
Обнаруженные фазы, интенсивность излучения, характер изъянов показывают, что размеры оторванных частиц, а следовательно, интенсивность адгезионного износа изменяются и особенно зависят от свойств обрабатываемого и инструментального материалов и режимов обработки. При резании легированного чугуна со скоростью
V & gt- 45 м/мин, соответствующей температуре свыше 750о, наблюдается преобладание диффузионного износа, интенсивность которого резко возрастает с увеличением скорости и температуры резания.
Рентгенограммы изношенной задней поверхности инструмента, электронная микрофотография прирезцовой стороны стружки и обработанной поверхности образцов, на которых обнаружены соединения, свидетельствуют о структурных превращениях в поверхностных слоях инструмента, при которых образуются твердые растворы вольфрама и кобальта, железовольфрамовых и кобальтовольфрамовых карбидов.
В итоге были выявлены некоторые особенности процесса резания легированного чугуна: немонотонная зависимость интенсивности износа режущего инструмента от режимов резания — как результат неравномерного и неодновременного действия видов износа.
Изучение рентгенограммы позволяет сделать вывод, что при взаимодействии твердого сплава ВК6М и легированного чугуна имеет место: окислительный (Wi8O49, W20O58), адгезионный (Fe2W, Fe7W6) и диффузионный процессы (Fe3W3Q.
Проведенные исследования характера износа твердосплавного инструмента при точении легированного чугуна представляет интерес для решения вопроса обрабатываемости резанием труднообрабатываемых сплавов — определение стойкости и работоспособности режущего инструмента.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Жилин В. А. Роль окисления в износе режущего инструмента // Станки и инструмент, 1974. — № 5. — С. 25−26.
2. Гуревич Я. Л. Обработка резанием труднообрабатываемых сталей и сплавов // В сб.: Обработка резанием труднообрабатываемых сталей и сплавов. — МДНТП, 1969.
3. Лоладзе Т. Н. Износ режущего инструмента. — М.: Машгиз, 1955.
4. Полетика М. Ф., Афонасов А. И. Характер износа твердосплавного инструмента при точении труднообрабатываемых сплавов // Известия ТПЦ, 1976.
? Автор статьи:
Трухин
Владимир Вениаминович
— доцент каф. информационных и автоматизированных производственных систем

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой