Повышение стойкости быстрорежущего инструмента путем применения активированной СОТС с кислородсодержащими полимерными присадками Репин, Денис Сергеевич

Введение к работе

Актуальность работы. Одним из более важных направлений повышения работоспособности режущих инструментов и совершенствование процессов обработки металлов резанием является широкое применение смазочно-охлаждающих технологических средств (СОТС). Перспективным путем решения ряда этих задач является совершенствования СОТС, посредством введения в них различных по природе и химическому строению функциональных присадок. Присадки ВМС эффективны, благодаря глубокому и многостороннему воздействию на физико-химические и механические процессы и явления, происходящие в зоне резания. Также установлено, что процесс образования химически активных компонентов смазочной среды (атомов, ионов, свободных радикалов, ион-радикалов) можно интенсифицировать различными внешними энергетическими воздействиями на технологическое средство. Компоненты СОТС, подвергнутые предварительной активации, получают дополнительную энергию, что переводит их в метастабильное состояние. Это состояние характеризуется ослаблением или частичным нарушением внутримолекулярных связей, т.е. стимулируется деструкция СОТС с образованием активных атомов, радикалов и групп. Именно эти активные элементы образуют в зоне контакта пленки, которые в свою очередь экранируют адгезионное взаимодействие поверхностей инструмента и обрабатываемого материала.

Исследования выполнялись в рамках федеральной целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы» 2009 - 2011 по проекту № 2.1.2/11773.

Цель работы. Повышение стойкости быстрорежущего инструмента и улучшение качества обработанных поверхностей путем применения активированной СОТС с кислородсодержащими полимерными присадками.

Методы исследования. Работа выполнена на основе фундаментальных положений теории резания металлов, законов физики и химии с применением методов математической обработки экспериментальных данных, при помощи пакета статистической обработки Origin. Функциональные свойства СОТС при резании определяли путем изучения характеристик процесса резания (стойкостные показатели инструмента, усадка стружки, изучение зон вторичной деформации и т.д.), а также качество поверхности обрабатываемого материала (шероховатость поверхности, величину и знак остаточных напряжений).

Научная новизна работы:

1. Выявлена взаимосвязь изменения характеристик резания (стойкость режущего инструмента, усадка стружки, развитость зон вторичной деформаций) и воздействия на исследуемую СОТС коронным разрядом.

1. Установлены закономерности изменения шероховатости обработанных поверхностей, величины остаточных микронапряжений, при использовании в качестве СОТС полимерсодержащих средств активированных коронным разрядом.

2. Установлен механизм смазочного действия СОТС, имеющие в своем составе кислородсодержащие полимерные присадки.

Практическая значимость:

2. 1. Разработана рекомендация по использованию кислородсодержащих полимерных присадок к СОТС для ОАО «ИВХИМПРОМ»

   2. Определена оптимальная концентрация присадок ВМС в используемой эмульсии. Определены режимы работы ионизатора для данных концентраций. Изучены физико-химические свойства получаемых смазочных композиций.

   3. Получены данные по влиянию полимерных присадок на характеристики процесса резания Ст. 45, 12Х18Н10Т и ВТ1-0.

   Соответствие паспорту специальности. Содержание диссертации соответствует следующим областям исследования, указанным в паспорте специальности 05.02.07 — технология и оборудование механической и физико-технической обработки: п. 2 «Теоретические основы, моделирование и методы экспериментального исследования процессов механической и физико-технической обработки, включая процессы комбинированной обработки с наложением различных физических и химических воздействий» и п. 3 «Исследование механических и физико- технических процессов в целях определения параметров оборудования, агрегатов, механизмов и других комплектующих, обеспечивающих выполнение заданных технологических операций и повышение производительности, качества, экологичности и экономичности обработки».

   Апробация работы. Основные положения диссертации были обсуждены на: II Международном научно-практическом семинаре «Техника и технологии трибологических исследований» (Иваново, 2009); Международной научно-технической конференции «Состояние и перспективы развития электротехнологии (XV Бенардосовские чтения)» (Иваново, 2009,2011); Региональной молодежной научно-технической конференции «Актуальные проблемы трибологии» (Иваново, 2008, 2009 и 2010, 2011).

   Положения, выносимые на защиту:

   2. 3. 1. Механизм действия активированных коронным разрядом поли- мерсодержащих СОТС при обработке металлов резанием.

         2. Экспериментальные данные о влиянии активированных коронным разрядом полимерсодержащих СОТС на стойкостные показатели быстрорежущего инструмента, качества поверхности обрабатываемого материала.

         3. Экспериментальные данные о процессах, происходящих в поверхностных слоях обрабатываемого материала после точения, с применением активированных полимерсодержащих СОТС.

         4. Электронографические исследования контактной площади стружки для выявления различных соединений, благоприятно влияющих на трибологическую обстановку в зоне контакта инструмента и обрабатываемого материала.

         Публикации. По материалам диссертации опубликовано 12 печатных работ общим объемом 2,35 п.л., лично автору принадлежит 1,15 п.л., в том числе 2 публикации в изданиях, входящих в перечень ВАК.

         Структура и объем диссертации Диссертация состоит из введения, 4 глав, общих выводов, библиографического списка из 109 наименований. Содержит 120 страниц машинописного текста, 49 рисунков, 11 таблиц.

         Похожие диссертации на Повышение стойкости быстрорежущего инструмента путем применения активированной СОТС с кислородсодержащими полимерными присадками

         

         Повышение стойкости быстрорежущего инструмента и улучшение качества обработанной поверхности при резании за счет применения СОТС с присадками жидкокристаллических соединенийКолбашов Михаил Александрович

         

         Повышение стойкости режущего инструмента методом электроизоляции при обработке титановых сплавовМедисон Виталий Викторович

         

         Повышение стойкости режущих инструментов изменением трибологических параметров ювенильных поверхностей направленным воздействием активированных газовых средПагин Максим Петрович

         

         Повышение работоспособности быстрорежущего инструмента путем применения охлажденного ионизированного воздухаКурапов, Константин Викторович

         

         Повышение производительности обработки при точении изделий из жаропрочного сплава на основе хрома путем применения инструмента из твердого сплава высокой теплостойкостиКаширцев Валентин Валентинович

         

         Повышение стойкости сборных твердосплавных фрез для обработки железнодорожных остряковЧулин, Илья Вячеславович

         

         Повышение стойкости цельных червячно-модульных фрез на основе установления закономерностей влияния положительных передних углов на точность профиля зубьев прямозубых колесГуськова, Елена Валерьевна

         

         Повышение стойкости рабочих кромок чугунных стеклоформ на основе лазерного непрерывного упрочненияШлегель, Александр Николаевич

         

         Повышение периода стойкости фрез для обработки поверхности катания колесных парЕвсеев Дмитрий Дмитриевич

         Технологическое повышение коррозионной стойкости резьб насосно-компрессорных трубПрокофьев, Алексей Александрович