Підвищення працездатності металорізального інструменту при обробці сталі шх15 в умовах попутного тангенціального точіння - Автореферат

Досвід машинобудівного виробництва показує, що найбільша ефективність механічної обробки матеріалів різанням досягається при суміщенні і безупинному виконанні декількох послідовних рухів або операцій на одному верстаті, що працює в автоматичному (напівавтоматичному) режимі. Роботи по створенню та впровадженню у виробництво верстатів роторного типу з тангенціальною схемою різання практично були припинені, чому в значній мірі сприяли ті обставини, що більшість розроблених для інших процесів механічної обробки різанням рекомендацій, необхідних для проектування елементів обробної системи, і методів досліджень виявились або мало ефективними, або і зовсім непридатними для даного методу через його складні кінематичні і фізичні особливості. У роботі вирішується актуальна науково - технічна проблема підвищення надійності роботи токарних верстатів-автоматів (напівавтоматів) роторного типу з тангенціальною схемою різання за рахунок підвищення працездатності інструменту на основі комплексного підходу до процесу формоутворення, застосування інструментів з покриттям, використання методів діагностування поточного стану інструмента і прогнозування моменту настання його відмови. Установлено вплив геометричних параметрів інструменту і режиму різання при ПТТ на інтенсивність зношування твердосплавного інструменту з покриттям. Розроблено методику вибору оптимальних параметрів режиму різання з урахуванням поточного стану інструменту.У вступі обґрунтовується актуальність теми дисертаційної роботи, викладається наукова новизна, зазначені положення, що виносяться здобувачем на захист, теоретична та практична цінність отриманих результатів досліджень, рівень реалізації та впровадження наукових розробок.У розділі здійснено аналіз вітчизняних та зарубіжних публікацій, присвячених ПТТ та питанням підвищення працездатності ріжучого інструменту в процесах механічної обробки різанням. Показано, що в результаті складного впливу кінематичних особливостей процесу тангенціального точіння (короткочасності контакту інструменту з заготовкою, безупинній трансформації кутів різання та перемінній товщини зрізу, наявності ділянок проковзування із значною їх питомою вагою в циклі обробки) на процес формоутворення, традиційні методи дослідження та рекомендації з призначення оптимальних інструментальних матеріалів (у тому числі із зносостійкими покриттями), геометричних параметрів інструменту та параметрів режиму різання при обробці сталі ШХ15, які добре розроблені для інших процесів механічної обробки різанням, для даного методу виявляються не ефективними, або і зовсім не придатними для практичного використання.Працездатність ріжучого інструменту оцінювалась інтенсивністю зношування (мм/м3): , (1) де hз-середня величина фаски зносу на задній поверхні інструменту, мм; - обєм знятого матеріалу у відповідний момент досягнення фаски зносу заданого значення, м3.Для знаходження математичних залежностей, які адекватно описують вплив елементів режиму обробки (швидкості різання v, величини попутної тангенціальної подачі S і величини знімаємого припуску D) на характеристики процесу різання (величину проковзування в циклі обробки dz, висоту наросту HH, складові сили різання PZ і PY, термо-ЕДС Е, амплітуду коливань ріжучого інструменту А, твердість обробленої поверхні HRB, інтенсивність зношування J), використовувалось центральне ортогональне композиційне планування експерименту другого порядку. Розглядалися умови роботи інструменту при зміні параметрів режиму різання в діапазонах: швидкість різання v = 58 - 378 м/хв; подача S = 0,4-1,6 мм/об і величина знімаємого припуску D= 0,4-1,6 мм. До основних елементів режиму навантаження леза при ПТТ були віднесені наступні параметри: середнє нормальне напруження на задній поверхні QN, МПА; сила тертя на задній поверхні Fa, Н; середня температура контакту Q, °С; час контакту інструменту з заготовкою та знімаємим шаром оброблюваного матеріалу ТР, с; амплітуда коливань ріжучого інструменту А, м. В результаті проведених досліджень отримана наступна залежність для розрахунку інтенсивності зношування ріжучого інструменту: , (3) де ; а0 - постійна, що відображає вплив на процес зносу інструменту не врахованих факторів; - безрозмірний комплекс, що характеризує умови навантаження інструменту в процесі різання; с-показник ступеня, який знаходиться на основі наявної інформації про зношування інструменту. Встановлені в результаті закономірності дають можливість прогнозувати інтенсивність зношування ріжучого інструменту на основі інформації про складові сили різання, температуру різання, амплітуду коливань інструменту та час контакту інструменту з заготовкою.У розділі наведені результати експериментальних досліджень впливу параметрів режиму різання, геометричних параметрів інструменту, властивостей твердосплавного інструменту з покриттям на основні фізичні характеристики ПТТ, що визначають його працездатність. Проведені комплексні дослідження ПТТ показали значний вплив умов обробки практично на всі вихідні показники, що характеризую

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ