Введение к работе
Актуальность работы
Производительность автоматических и поточных линий во многом зависит от стойкости режущего инструмента. Поломки инструментов и плановые замены увеличивают внецикловые потери времени, снижают коэффициент использования оборудования.
В настоящее время в массовом производстве использование режущего инструмента из быстрорежущих сталей не удовлетворяют возросшим требованиям. Использование на технологических операциях сложнофасонного, комбинированного режущего инструмента из различных твердых сплавов, керамики и искусственных сверхтвердых материалов существенно увеличивают себестоимость операций, потому что изготовление инструмента из таких материалов весьма трудоемко, так как возникают трудности связанные с тугоплавкостью, жаростойкостью, твердостью, хрупкостью таких материалов.
Производство новых материалов с высокими показателями надежности использования в разных отраслях машиностроения развивается в тесном взаимодействии с проблемой модификации поверхностных слоев деталей.
Трудами отечественных и зарубежных ученых и специалистов (Лазаренко Б.Р., Лазаренко Н.И., Золотых Б.Н., Могилевского И.З., Самсонова Г.В., Верхотурова А.Д., Гитлевича А.Е., Гадалова В.Н. и др.) показано, что нанесение износостойких покрытий из сверхтвердых материалов толщиной 6...10 мкм позволяют существенно повысить технико-экономические показатели при эксплуатации режущего инструмента из быстрорежущих сталей и других деталей, работающих в условиях износа.
Существует достаточно большое число методов упрочнения нанесением износостойких покрытий. Одним из них является метод электроискрового легирования (ЗИЛ). Его преимущества относительно других процессов упрочнения состоит в том, что:
1) простота схемы процесса; 2) реализация процесса возможна на воздухе; 3) повторное нанесение покрытия после переточки инструмента реализуется без снятия старого; 4) нанесение покрытий ла дтптапг пив,., участки рабочих поверхностей деталей J TOt НАфІомллкНЛі І
,1 ryjffj
' ' і и щшшт
Цель работы
Повышение производительности и стойкости режущего инструмента из быстрорежущих сталей путем нанесения износостойких покрытий методом электроискрового легирования (ЗИЛ).
Задачи исследования
1. Разработать технологию нанесения износостойких
покрытий методом ЗИЛ, обеспечивающую прочные связи
покрытия с основой.
2. Разработать математическую модель процесса
нанесения покрытий методом электроискрового
легирования и определить входные и выходные параметры
процесса, при которых возникают прочные физико-
механические связи материала анода с материалом
катода.
-
Оптимизировать процесс нанесения покрытий на различные детали.
-
Изготовить стенд и разработать методику для триботехнических испытаний образцов с покрытием. Провести экспериментальные исследования триботехнических характеристик образцов с покрытиями.
-
Разработать рекомендации по применению метода электроискрового легирования для упрочнения режущего инструмента и оснастки.
Научная новизна работы
- разработана технология нанесения покрытий методом
ЗИЛ, обеспечивающая прочную связь покрытия с основой;
разработана математическая модель технологического процесса ЗИЛ, которая позволяет определить взаимосвязи между мощностью генератора, скоростью движения электрода и толщиной наносимого покрытия;
- разработана система оптимизации технологических
параметров процесса ЗИЛ для конкретных условий;
разработаны методики триботехнических исследований и определены коэффициенты трения при контактах безвольфрамовых покрытий типа СТИМ, нанесенных на быстрорежущий инструмент, с основными конструкционными материалами (сталь, алюминий, чугун);
- разработаны рекомендации по применению различных
типов покрытий и технологических режимов их нанесения
на рабочие- -поверхности инструмента из быстрорежущих
сталей ' конструкционных материалов.
Практическая ценность
разработана система выбора оптимальных технологических параметров нанесения покрытий методом ЭИЛ на рабочие поверхности быстрорежущего инструмента;
определены области применения инструмента из быстрорежущих сталей с покрытиями для обработки деталей из различных конструкционных материалов;
проведены производственные испытания различного быстрорежущего инструмента с покрытием на автоматических линиях в условиях массового производства.
Общая методика исследований
При решении задач, приведенных в работе, использовались методы математического моделирования технологических процессов, сопровождаемых нагревом, применялись дифференциальные и функциональные уравнения математической физики, методы численного анализа и нелинейной оптимизации. В работе использованы современные методы металлографических исследований поверхностных слоев инструмента, а также оборудование для исследований триботехнических характеристик режущего инструмента.
Апробация работ»
Результаты работы были доложены на международной научно-технической конференции «Фундаментальные и прикладные исследования производству - 2001» в г. Барнаул, на Всероссийских конференциях с международным участием «Прогрессивные техпроцессы в машиностроении - 2002», «Современные тенденции развития автомобилестроения в России - 2004» в Тольятти, «Всероссийской школе - семинаре по структурной макрокинетике для молодых ученых - 2003» «Второй Всероссийской школе - семинаре по структурной макрокинетике для молодых ученых - 2004» в г. Черноголовка, на международной юбилейной научно-технической конференции «Наука о резании материалов в современных условиях - 2005» в г. Тула.
Публикации
По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ.
Структура и объем работы
Диссертационная работа состоит из 104 страниц: введения, 4 глав, общих выводов, 12 таблиц, 34
рисунков, а так же списка использованной литературы, состоящего из 174 источников.
