Підвищення надійності важконавантажених твердосплавних різців с поверхневою обробкою на основі вивчення кінетики їх затуплення і механізму відказу - Автореферат

Тому в межах завдань роботи, що постали, важконавантаженим вважаємо ріжучий інструмент із складною структурою відказів, що витримує як знос, так і руйнування. Область технологічних умов, у яких ріжучий інструмент має складну структуру відказів, співвідношення ймовірності зносу та руйнування, на сьогодні постіно поширюються під впливом таких базових тенденцій технології машинобудування: - зросту частки та зниження оброблюваності важкооброблюваних матеріалів та їх поверхневого шару (різання таких матеріалів, особливо, по корці, що повязано з частими викрошуваннями, зколами, пластичним деформуванням леза); Потужні апаратні засоби діагностики, що зосновані на широкому спектрі фізичних ефектів, не забезпечують адекватного зростання надійності технологічних систем внаслідок недостатньо точного опису затуплення інструмента, що не дозволяє уточнити критерій відказу, удосконалити алгоритми діагностики інструмента. з використанням розроблених моделей дослідити особливості процесів зношування та затуплення твердосплавних різців із зміцнюючими обробками та зносостійкими покриттями при точінні сталі і чавуну у широкому діапазоні режимів різання та величини зносу; Наукова новизна роботи: - у процесі зношування твердосплавих токарних різців істотну роль відіграє технологічна та експлуатаційна спадковість, формалізація якої, запропонованою просторово-часовою моделлю зношування зі зворотним звязком, дозволяє уточнити кінетику затуплення інструмента;Аналізом літературних даних встановлено, що найбільш розповсюджена оцінка зносостійкості інструмента періодом стійкості неповна, запропоновані моделі кривої зношування інструмента 3 мають недостатню точність внаслідок неурахування взаємозвязку викришування та зношування, величини зносу в різних перерізах. Кінетика форми контуру зносу ріжучого леза протягом періоду стійкості визначається статистичною нерівномірністю його зносостійкості та рівня навантаження, експлуатаційною спадковістю та краєвими ефектами, що відбивається запропонованою просторово-часовою моделлю зношуваня з поворотним звязком, яка дозволяє методом Монте-Карло прогнозувати рівень та розсіювання стійкості інструмента. При точінні конструкційних сталей та сірих чавунів твердосплавними різцями зміцнюючі обробки, а також ефективні покриття значно знижують нерівномірність їх зносу вздовж ріжучої кромки, що віддзеркалюється у змінах знаку зворотнього звязку в просторово-часовій моделі і становить додатковий резерв ефективності поверхневої обробки. При точінні конструкційних сталей та сірих чавунів твердосплавними різцями їх затуплення протягом періоду стійкості сповільнюється, що проявляється у знижуванні від цикла затуплення до наступного цикла швидкості усталеного зношування в 2 рази і величини приробочного зносу в 2,5 рази. При точінні сірого чавуну різцями ВК8 термодифузійне карбонітридне покриття підвищує середній період стійкості у 6 разів за рахунок знижування швидкості усталеного зношування у 4 рази та величини приробочного зносу у 8 разів і гама-відсотковий період стійкості у 10 разів за рахунок зростання рівномірності зносу вздовж ріжучої кромки, що підтверджено актом промислового втілення.

1. Аналізом літературних даних встановлено, що найбільш розповсюджена оцінка зносостійкості інструмента періодом стійкості неповна, запропоновані моделі кривої зношування інструмента 3 мають недостатню точність внаслідок неурахування взаємозвязку викришування та зношування, величини зносу в різних перерізах.

2. Кінетика форми контуру зносу ріжучого леза протягом періоду стійкості визначається статистичною нерівномірністю його зносостійкості та рівня навантаження, експлуатаційною спадковістю та краєвими ефектами, що відбивається запропонованою просторово-часовою моделлю зношуваня з поворотним звязком, яка дозволяє методом Монте-Карло прогнозувати рівень та розсіювання стійкості інструмента.

3. При точінні конструкційних сталей та сірих чавунів твердосплавними різцями зміцнюючі обробки, а також ефективні покриття значно знижують нерівномірність їх зносу вздовж ріжучої кромки, що віддзеркалюється у змінах знаку зворотнього звязку в просторово-часовій моделі і становить додатковий резерв ефективності поверхневої обробки.

4. Кінетика затуплення важконавантажених твердосплавних токарних різців визначається взаємодією безперервного процесу зношування та окремих актов викрошування, що формалізується кусково-експоненційною моделлю процесу затуплення, у 2...3 рази більш точною, ніж уживані всюди диференційовані функції;

5. Використання коефіцієнтів запропонованої моделі процесу затуплення твердосплавних різців забезпечує більш повну оцінку його ріжучих властивостей, диференцювати їх опірність різним механізмам затуплення, створити основу для оптимізації технологічних параметрів інструмента та режимів його експлуатаціі.

6. Викришування ріжучого леза твердосплавних токарних різців є результатом як взаємодіі випадкових факторів (локальне зростання навантаження), так і накопичення пошкоджень (дислокацій, мікротріщин) у поверхневому шарі інструментального матеріалу, на що вказує зворотня залежність між величиною і частотою викришувань.

7. При точінні конструкційних сталей та сірих чавунів твердосплавними різцями їх затуплення протягом періоду стійкості сповільнюється, що проявляється у знижуванні від цикла затуплення до наступного цикла швидкості усталеного зношування в 2 рази і величини приробочного зносу в 2,5 рази.

8. Величина приробочного зносу важконавантажених твердосплавних токарних різців визначаєтся мікровикрошуванням леза під дією вібрацій, за що говорить схожий характер залежностей приробочного зносу і рівня вібрацій від товщини зрізу, швидкості різання та існування покриття.

9. При точінні сірого чавуну різцями ВК8 термодифузійне карбонітридне покриття підвищує середній період стійкості у 6 разів за рахунок знижування швидкості усталеного зношування у 4 рази та величини приробочного зносу у 8 разів і гама-відсотковий період стійкості у 10 разів за рахунок зростання рівномірності зносу вздовж ріжучої кромки, що підтверджено актом промислового втілення.

10. Способ діагностики стану інструменту, що розроблений та захищен патентом, дозволяє оцінити рівень його зносу шляхом реєстраціі кута між напрямком подачі та льоту стружки, який змінюється протягом періода стійкості.

ПРОВІДНІ ПОЛОЖЕННЯ ДИСЕРТАЦІЇ ВИКЛАДЕНІ У ТАКИХ ДРУКОВАНИХ РОБОТАХ.

1. Теория проектирования инструмента и его информационное обеспечение: маркетинг, квалиметрия, надежность и оптимизация / Г.Л.Хает, В.С.Гузенко, Л.Г.Хает, В.Н.Черномаз, А.Л.Еськов, Е.В.Мироненко, Е.А.Подгора, Л.В.Краснокутская, В.А.Аносов, Г.П.Диденко. - Краматорск: ДГМА, 1994.- 370 с.

2. Диденко Г.П. Надежность упрочнения инструмента с покрытием в производственных условиях // Надежность режущего инструмента и оптимизация технологических систем. - Краматорск: ДГМА, 1996.- С. 211-215.

3. Шаповалов В.П., Хает Л.Г., Диденко Г.П., Мелешко Л.В. Дифференцированная оценка повышения надежности твердосплавного инструмента с покрытием // Надежность режущего инструмента и оптимизация технологических систем. - Краматорск: ДГМА, 1996.- С. 239-246.

4. Диденко Г.П. Исследование кинетики контура поверхности износа твердосплавных резцов // Надежность режущего инструмента и оптимизация технологических систем. - Краматорск: ДГМА, 1997. - С. 186-194.

5. Диденко Г.П. О механизме затупления тяжелонагруженного твердосплавного инструмента // Машиностроение и техносфера на рубеже XXI века. Донецк: ДОНГТУ, 1998.- С. 242-244.

6. Патент № 2098234 Российской Федерации, МКИ В23В 25/06. Способ диагностики состояния режущего инструмента / В.А. Гречишников, Л.Г. Хает, В.В. Жохова, Г.П. Диденко. - Опубл. 10.12.97, бюл. № 34.

7. Жохова В.В., Диденко Г.П., Хает Л.Г. Автоматизированное проектирование режущего инструмента с учетом надежности технологической системы // Актуальные проблемы качества, надежности, экологии и информатики. - Бердянск: Академия проблем качества РФ, 1994.- С. 55-57.

8. Лазаренко А.Я., Диденко Г.П., Хает Л.Г. Эффективность отделочно-упрочняющей обработки инструмента // Новые технологии и системы обработки в машиностроении. - Донецк: ДОНГТУ, 1994.- С. 67-68.

9. Хает Л.Г., Диденко Г.П., Жохова В.В. Кинетика характеристик процесса резания прогрессивным инструментом // Прогрессивная техника и технологии машиностроения.- Донецк: ДОНГТУ, 1995.- С. 251-252.

10. Диденко Г.П., Хает Л.Г. Кинетика изнашивания тяжелонагруженного твердосплавного инструмента при точении стали и чугуна // Надежность режущего инструмента и оптимизация технологических систем. - Краматорск: ДГМА, 1995.- С. 41-42.

11. Диденко Г.П., Жохова В.В., Хает Л.Г. Кинетика параметров стружки при точении твердосплавным инструментом // Надежность режущего инструмента и оптимизация технологических систем. - Краматорск: ДГМА, 1995.- С. 44-45.

12. Гречишников В.А., Диденко Г.П., Жохова В.В. Программное обеспечение экспериментальных лабораторных работ по курсу "Проектирование режущего инструмента" // Новые технологии обучения .- Краматорск: ДГМА, 1995.- С. 62-63.

13. Жохова В.В., Диденко Г.П., Шевляков Е.Е. Диагностика состояния тяжелонагруженного инструмента при резании // Проблемы техники, технологии и экономики машиностроительного производства. - Краматорск: ДГМА, 1996.- С. 46-47.

14. Диденко Г.П., Жохова В.В., Шнеер Д.Б. Статистическое моделирование отказов тяжелонагруженных технологических систем // Современные проблемы машиностроения и технический прогресс. - Донецк: ДОНГТУ, 1996.- С. 73-74.

15. Нечволод Н.К., Диденко Г.П., Жохова В.В. Маркетинг режущего инструмента на основе системных моделей рыночного пространства // Маркетинг в системе управления предприятием. - Киев: КГЭУ, 1996.- С. 186-187.

16. Диденко Г.П., Нечволод Н.К. Система показателей эффективности поверхностной обработки инструмента // Новые экономические отношения и кадровое обеспечение производства. - Краматорск: ДГМА, 1996. - С. 28.

17. Диденко Г.П., Хает Л.Г., Шаповалов Р.В. Моделирование износа инструмента методом Монте-Карло // Прогрессивные технологии машиностроения и современность. - Донецк: ДОНГТУ, 1997. - С. 85-86.