Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Процессы механической обработки, станки и инструменты

Диссертационная работа:

Цыпкин Евгений Николаевич. Повышение работоспособности инструмента из быстрорежущей стали в условиях прерывистого резания путем комбинированной активации СОТС : Дис. ... канд. техн. наук : 05.03.01 : Кинешма, 2004 138 c. РГБ ОД, 61:04-5/4151

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

стр.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ 4

ВВЕДЕНИЕ 5

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР, ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ

ИССЛЕДОВАНИЙ 8

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ

ИССЛЕДОВАНИЙ 27

  1. Объекты исследований 27

  2. Методика проведения стойкостных испытаний инструмента 28

  3. Методика осуществления активации СОТС 29

  4. Методы металлографического и металлофизического анализа 32

  5. Методы определения характеристик процесса резания 34

  6. Статистическая обработка экспериментальных данных 35

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМА ИЗНАШИВАНИЯ

ИНСТРУМЕНТА В УСЛОВИЯХ ПРЕРЫВИСТОГО

РЕЗАНИЯ 42

  1. Металлографические исследования износа инструмента 42

  2. Изучение структурных превращений в контактных слоях инструмента 46

  1. Исследование кинетики структурных превращений в контактных слоях инструмента при резании без СОТС 46

  2. Исследование кинетики структурных превращений в контактных слоях инструмента при резании с использованием СОТС 49

  3. Исследование причин возникновения структурных изменений

и их влияния на механизм износа инструмента 58

Выводы 63

ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ АКТИВАЦИИ СОТС НА

ПРОЦЕСС РЕЗАНИЯ 64

4.1. Механизм действия комбинированной активации СОТС

при резании 64

  1. Механизм действия медьсодержащей присадки в СОТС 64

  2. Механизм действия электрической активации СОТС с медьсодержащей присадкой 67

4.2. Исследование влияния активации СОТС на характеристики
процесса резания 72

4.2.1. Изучение влияния активации СОТС на величину усадки стружки...72 5.2. Изучение влияния активации СОТС на величину шероховатости

обработанной поверхности 77

Выводы 80

ГЛАВА 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ИНСТРУМЕНТА ПРИ ПРЕРЫВИСТОМ РЕЗАНИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ АКТИВИРОВАННОЙ СОТС... 82

  1. Исследование влияния фактора прерывистости на работоспособность инструмента при резании без СОТС 82

  2. Исследование влияния активации СОТС на работоспособность режущего инструмента 86

  3. Оптимизация параметров активации СОТС 98

  4. Производственные испытания инструмента при резании

с использованием активированной СОТС 109

5.5. Технико-экономическое обоснование использования
активированной СОТС ПО

Выводы 117

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ 118

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 121

ПРИЛОЖЕНИЯ 134

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

ГТ - газотермический метод нанесения покрытий на инструмент;

ДТ - диффузионно-термический метод нанесения покрытий на инструмент;

ДЭС - двойной электрический слой;

КИБ - конденсация покрытия в условиях ионной бомбардировки;

МИО - магнито-импульсная обработка;

ПАВ - поверхностно-активное вещество;

СМГ - присадка в виде раствора сульфата меди в глицерине;

СОЖ - смазочно-охлаждающая жидкость;

СОТС - смазочно-охлаждающая технологическая среда;

ТЭДС - триботермоЭДС;

ХТО - химико-термическая обработка;

ЭА - электрическая активация;

ЭДС - электродвижущая сила;

3D - трёхмерный график;

h3 - величина фаски износа на задней поверхности инструмента, мм;

Кпр - коэффициент прерывистости резания;

Кст.ср - средний коэффициент повышения периода стойкости инструмента;

J - интенсивность изнашивания инструмента, мм/м;

q - концентрация присадки, %;

S - площадь изменённой структуры в режущем клине инструмента, мм2;

s - подача, мм/об;

t - глубина резания, мм;

Т - период стойкости инструмента, мин;

U - напряжение поляризации инструмента, В;

v - скорость резания, м/мин.

Введение к работе:

Важнейшим условием экономического развития общества является интенсификация производства и повышение его эффективности на основе ускорения научно-технического прогресса, рационального использования и экономии всех видов ресурсов, создания и широкого использования высокопроизводительных технологий, повышающих качество выпускаемых изделий и их конкурентоспособность. В машиностроительной отрасли это неразрывно связано с интенсификацией механической обработки и повышением эффективности использования металлорежущего инструмента.

В настоящее время более 50 % отказов технологических систем, осуществляющих обработку резанием, связано с утратой работоспособности режущего инструмента [78], что ведет к увеличению затрат на изготовление продукции. Таким образом, повышение работоспособности режущего инструмента за счет увеличения его периода стойкости является одним из главных резервов повышения эффективности производства.

Значительное количество операций механической обработки материалов резанием - все виды фрезерования и зубообработки, строгание, долбление, а также точение деталей, имеющих прерывающиеся поверхности, выполняются в условиях периодического и прерывистого резания. Многие из этих операций осуществляются инструментом из быстрорежущей стали. Режущий инструмент, работающий в таких условиях, имеет меньшую стойкость по сравнению с непрерывным резанием, что объясняется более интенсивным протеканием процессов изнашивания и разрушения контактных поверхностей. Поэтому задача повышения работоспособности инструмента из быстрорежущей стали в условиях прерывистого резания является актуальной, а выбор того или иного метода тесно связан с явлениями, протекающими в поверхностных слоях инструмента в процессе

резания и влияющими на работоспособность инструмента в конкретных условиях применения.

Наряду с такими известными методами повышения стойкости инструмента, как химико-термическая обработка (ХТО), магнито-импульсная обработка (МИО) и нанесение износостойких покрытий, эффективным является применение смазочно-охлаждающих технологических сред (СОТС) при резании, как непосредственно, так и в комплексе с различными методами активации, повышающими их эффективность. К этим методам можно отнести химическую активацию, то есть введение различных присадок, а также различные методы физической активации, к которым можно отнести активацию внешними энергетическими воздействиями.

Дальнейшее развитие исследований, направленных на изучение механизмов изнашивания инструмента из быстрорежущей стали и влияния на них условий протекания процесса резания позволит разработать более эффективные способы повышения работоспособности инструмента в условиях прерывистого резания.

Целью данной работы является повышение работоспособности инструмента из быстрорежущей стали на операциях прерывистого резания путём комбинированной активации СОТС на основе изучения механизма изнашивания и влияния на него условий резания.

Работа выполнена на кафедре «Технологии машиностроения» Кинешемского филиала Московского государственного индустриального университета (КФ МГИУ).

На защиту выносятся:

1. Установленные причины структурных превращений в контактных
слоях инструмента из быстрорежущей стали в условиях прерывистого
резания.

2. Установленная взаимосвязь фактора прерывистости резания и
интенсивности изнашивания инструмента.

3. Результаты экспериментальных исследований влияния активирован
ной СОТС на характеристики процесса резания (усадку стружки,
шероховатость поверхности) и интенсивность изнашивания инструмента.

4. Математические модели оценки влияния параметров активации
СОТС на период стойкости инструмента.

Научная новизна работы заключается в:

установлении влияния фактора прерывистости на интенсивность изнашивания инструмента из быстрорежущей стали при прерывистом резании;

установлении влияния фактора прерывистости на интенсивность протекания структурных превращений в контактных слоях инструмента;

установлении влияния активации СОТС введением медьсодержащей присадки с электрической поляризацией инструмента от внешнего источника тока в процессе резания на повышение стойкости инструмента из быстрорежущей стали в условиях прерывистого резания;

получении математических моделей стойкости инструмента, учитывающих влияние параметров активации СОТС;

установлении влияния фактора прерывистости резания на эффективность активированной СОТС.

Практическая ценность работы заключается в следующем:

разработаны рекомендации по применению активированной СОТС в условиях прерывистого резания;

проведёнными производственными испытаниями подтверждена эффективность активированной СОТС, использование которой на операциях прерывистого резания позволило повысить стойкость инструмента из быстрорежущей стали в 1,6 - 1,8 раза.

По теме диссертации опубликовано 7 работ. Основные положения диссертации доложены на международных и всероссийских конференциях, региональных научно-технических семинарах.

Подобные работы
Марков Владимир Викторович
Повышение эффективности и экологической безопасности лезвийного резания путем применения энергетической активации и оптимизации состава присадок СОТС
Дормушев Антон Емилевич
Повышение эффективности операции разрезания заготовок из хрупких неметаллических материалов путем активации элементов технологической системы
Круглов Андрей Игоревич
Повышение работоспособности инструментов из металлокерамических твердых сплавов, работающих в условиях прерывистого резания, посредством их ионно-вакуумной модификации
Ласуков Александр Александрович
Повышение работоспособности инструмента ионной имплантацией в условиях элементного стружкообразования при обработке труднообрабатываемых сплавов
Хаустова Ольга Юрьевна
Повышение работоспособности твердосплавного инструмента и качества обработанных поверхностей при сухом резании различных конструкционных материалов
Рандин Алексей Владимирович
Повышение работоспособности быстрорежущего инструмента путем нанесения износостойких покрытий с переходными адгезионными слоями
Басыров Ильгиз Зуфарович
Повышение работоспособности медицинских инструментов на основе импульсной магнитной обработки
Бахарев Павел Павлович
Повышение работоспособности быстрорежущего инструмента путем применения воздушных сред активированных коронным разрядом
Аснос Татьяна Михайловна
Повышение работоспособности быстрорежущего инструмента путем применения микрокапсулированных СОТС в активированной воздушной среде
Чихранов Алексей Валерьевич
Повышение работоспособности режущего инструмента путем разработки и применения многоэлементных износостойких покрытий на основе модифицированного нитрида титана

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net