Введение к работе
Актуальность темы. Обработка металлов резанием является основным ;i аиболее дорогостоящим способом формообразования деталей и ашиностроении. Одним из методов сокращения затрат на механическую эработку является применение высокопроизводительного ре;хухцего нструмента. Развитие профессивного режущего инструмента осуществляется по тедующим основным направлениям:
разработка и внедрение новых инструментальных материалов;
совершенствование конструкций сборного режущего инструмєїгга с ^перетачиваемыми твердосплавными пластинами;
- создание и внедрение высокопроизводительных конструкций ре:хущего
нструмента;
расширение области применения монолитного твердосплавного іструмента;
- разработка и внедрение новых технологий, обеспечияающих снижение
ітрат при изготовлении профессивного режущего инструмента;
- разработка и внедрение различных методов упрочнения инструмента н др.
В настоящее время основную массу применяемого з мзшниоетроешш гениального режущего инструмента (около 75%) составляет инструмент из >істрсргжущих сталей. Однахо дефицит быстрорежущих сталей из-за отсутствия t Украине таких легирующих редкоземельных металлов, как W-вольфрам, V -інадий, Со - ксбхтьт, Сг - хром, сдерживают создание и внедрение хэгрессивных видов инструмента.
Анализ потребности ряда машиностроительных предприятий з паллорежущем инструменте из быстрорежущих сталей показывает, что дефицит жрывается только на 40-60 %. Наличие дефицита и высокая стоимость ісококачественньїх инструментальных сталей требуют поиска нетрадиционных шенерных решений в создании экономичного высококачественного іструмента из быстрорежущих сталей.
В данной работе рассматривается и научно обосновывается одно нз травлений решения проблемы дефицита металлорежущего инструмента за счет зработки и внедрения ресурсосберегающей технологии и оборудования, нованной на способе вакуумно-дуговой наплавки быстрорежущей стали на жущие кромки инструмента, корпус которого изготавливается нз нструкционных сталей.
По мнению автора, данный способ является наиболее перспективным и іладает рядом преимуществ по сравнению с традиционными способами, как с чки зрения обеспечения требуемых повышенных рабочих характеристик ілучаемого инструмента (стойкость, износ, прочность, твердость), так н агоприятного влияния вакуумной среды на микроструктуру наплавляемого італла в процессе иго кристаллизации, позволяющего получить рафинированную істрорежущую стять.
Исходя из вышеизложенного, тема данной работы представляется актуально
и своевременной. ]
Разработка диссертации проводилась в соответствии с тематикой основны научно-исследовательских и опытно- конструкторских работ института и являете частью комплекса работ по созданию и внедрению ресурсосберегающн технологий на предприятиях различных отраслей народного хозяйства Украин (тема ТТУ 660-87; тема 1157/07; тема 5625/07).
Диссертация представляет собой научный труд, в котором изложены научін обоснованные технические и технологические решения, направленные і внедрение достижений науки в производство и реализованные с экономически эффектом на ряде машиностроительных предприятий Украины.
Цель работы - разработка научно-технических основ создания и внедрен* промышленного оборудования и ресурсосберегающей технологии изготовлен* биметаллического металлорежущего инструмента методом вакуумно-плазменнс наплавки быстрорежущей стали на заготовку из конструкционной сталі обеспечивающих повышение срока службы, эффективность применен* инструмента и снижение его стоимости.
Методы исследования. Теоретические исследования были проведены на ба; теории упругости, сопротивления материалов и технологии машиностроения использованием вариационных методов Ритца и конечных элементо дифференциального исчисления функций одной и нескольких переменны Экспериментальные исследования выполнены на специальной измерительно установке для измерения статических и динамических характеристик контактної взаимодействия при резании, с последующей обработкой результатов методах математической статистики. При исследовании структуры и свойств наплазленнс стали использовались методы химического и рентгеноспектрального анализа. Пг. расчетах и обработке экспериментальных данных использовалась ЭВМ.
Научная новизна. Впервые предложен комплексный научно-обоснованнь подход к исследованию, разработке и внедрению ресурсосбсрегающй технолоп и оборудования для изготовления инструмента из быстрорежущей стали методе наплавки в вакууме, обоснованы критерии его эффективного применения.
Теоретически исследованы и экспериментально обоснованы геометрическі формы и конструктивные параметры основных элементов промышленн* установки для наплавки инструмента в вакууме, получены аналитичсскі зависимости для определения напряженно-деформированного состояния корпу .камеры.
Впервые, применительно к инструменту, полученному методом наплавки вахууме, разработана методика и проведено исследование статических динамических характеристик процесса резания, установлены зависимой определяющие связь между основными составляющими режимов резания.
Впервые получены и экспериментально исследованы структура и свойст инструмента из быстрорежущей стали, полученной методом наплавки в вакууі
а промышленной установке, установлены значення технологических параметров методы улучшения свойств и качества инструмента.
Практическая ценность. На основании результатов проведенных сследований разработана, изготовлена и внедрена в производство промышленная ;тановка с ЧПУ для наплавки быстрорежущей стали на режущие кромки нструмента. Конструкции и способ защищены A.CJ6 1543727 и А.С. Jfe S98001.
Разработана комплексная ресурсосберегающая технология изготовления в эомышленных условиях биметаллического режущего инструмента.
Разработаны рекомендации по улучшению структуры наплавленной в ікууме быстрорежущей стали и достижению оптимальных сочетаний засностойкости, твердости и экономичности.
Внедрение специального биметаллического инструмента . на шшностроительных предприятиях позволило снизить дефицит быстрорежущей али, повысить качественные характеристики инструмента, снизить его оимость и получить экономический эффект от внедрения инструмента в размере >8,2 тыс.рублей (о ценах 1991 года).
Апробации работы. Основные положения диссертационной работы уложены на отраслевом семинаре "Состояние, перспектива развития и внедрения іструмента и УСПО" г. Азов, 1990г.; на 4 Украинской республиканской научне-хнической конференции "Современные методы наплавки, упрочняющие жрытия и используемые материалы" г. Харьков, 1990 г.; на Всесоюзной інференции "Высокопроизводительное оборудование и прогрессивные хнологии в машиностроении" г. Красногорск, 1991 г.; на научно-техническом минаре "Презентация новых разработок Харьковского научно-следовательского института технологии машиностроения" г. Харьков, 1992 г.; научно-техническом семинаре "Перспективные вопросы развития базовых хнологии в машиностроении" г. Харьков, 1995 г.; на научно-технических облемных семинарах и заседаниях научно-технического совета ХНИИТМ в 88-1996 г.г. Диссертация полностью докладывалась на заседании кафедры іеталлорежущие станки и системы" Харьковского государственного литехнического университета.
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано в научно-кническнх журналах и сборниках 15 статей и получено 2 авторских идетельства на конструкцию и способ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, новных выводов, списка литературы н приложений. Работа содержит, 3 стр.' машинописного текста, 2І , таблиц, 70 рисунков, 13? наиме-ваний литературных источников и 19 страниц приложений.
