Содержание к диссертации
Введение
Состояние вопроса, цели и задачи исследования 9
1.1. Износ и стойкость режущего инструмента 9
1.1.1. Стойкость режущего инструмента 12
1.1.2. Критерии износа и затупления режущего инструмента 15
1.2.Взаимосвязь износа инструмента с физическими характеристиками процесса резания 17
1.3. Основные направления повышения износостойкости режущего инструмента ; 28
1.3.1. Современные инструментальные материалы 28
1.3.2. Модифицирующие технологии 38
1.4. Постановка задач исследования 56
Метод упрочнения режущего инструмента в плазме комбинированного разряда 58
2.1. Концептуальные основы метода упрочнения 58
2.2. Физическая модель упрочнения режущего инструмента: формирование плазмы комбинированного разряда пониженного давления на режущих кромках 59
2.2.1. Низкотемпературная газоразрядная плазма 59
2.2.2. Стационарный СВЧ-разряд 61
2.2.3. Физическая модель формирования низкотемпературной плазмы комбинированного разряда пониженного давления 63
2.3. Экспериментальная установка упрочнения режущего инструмента «Хром» 69
2.4. Экспериментальное подтверждение физической модели формирования плазмы комбинированного разряда пониженного давления на поверхности режущего инструмента 73
2.5. Технологические особенности формирования плазмы комбинированного разряда на поверхности режущего инструмента 83
2.6. Выводы 89
3. Комплексное исследование режущего инструмента, обработанного низкотемпературной плазмой комбинированного разряда пониженного давления 91
3.1. Методика и аппаратура комплексного исследования режущего инструмента с модифицированной поверхностью режущей кромки 91
3.2. Исследование поверхности режущего инструмента после плазменной обработки 101
3.2.1. Визуальное и оптическое исследование модифицированной поверхности 101
3.2.2. Исследование омического сопротивления модифицированной поверхности 105
3.2.3. Исследование шероховатости поверхности 109
3.3. Исследование микротвердости поверхности режущего инструмента 118
3.3.1. Физические основы и описание методики измерения микротвердости методом Виккерса 118
3.3.2. Анализ результатов измерения микротвердости сменных твердосплавных пластин Т15К6 121
3.3.3. Анализ результатов измерения микротвердости метчиков 136
3.3.4. Анализ результатов измерения микротвердости сверл 142
3.3.5. Анализ результатов измерения микротвердости твердосплавных Т15К30 зубков буровых долот 145
3.4. Исследование микроструктуры модифицированного слоя на поперечных шлифах 146
3.5. Физическая модель упрочнения режущего инструмента в низкотемпературной плазме комбинированного разряда: формирование свойств износостойкой поверхности 148
3.5.1. Процессы, протекающие при взаимодействии плазмы комбинированного разряда пониженного давления с поверхностью 149
3.5.2. Модификация приповерхностных слоев в плазме комбинированного разряда пониженного давления 154
3.6. Выводы 160
4. Экспериментальные исследования и практическая реализация результатов работы 162
4.1. Оценка степени дефектности режущего инструмента 162
4.2. Испытания сменных многогранных твердосплавных пластин Т15К6 WNUM-080404 ГОСТ 19048-80 164
4.2.1. Испытания сменных твердосплавных пластин Т15К6 WNUM-080404 ГОСТ 19048-80 в лабораторных условиях 165
4.2.2. Испытания сменных твердосплавных пластин Т15К6 WNUM-080404 ГОСТ 19048-80 в производственных условиях ШИП ОАО «СПЗ» 179
4.3. Производственные испытания режущего инструмента из инструментальной стали Р6М5 197
4.4. Оценка ожидаемого экономического эффекта от использования результатов работы 202
4.5. Выводы 207
Заключение 208
Литература
- Критерии износа и затупления режущего инструмента
- Физическая модель упрочнения режущего инструмента: формирование плазмы комбинированного разряда пониженного давления на режущих кромках
- Исследование поверхности режущего инструмента после плазменной обработки
- Испытания сменных многогранных твердосплавных пластин Т15К6 WNUM-080404 ГОСТ 19048-80
Введение к работе
Одной из тенденций современного производства является использование высокопроизводительного износостойкого режущего инструмента с повышенными прочностными характеристиками. Применение такого инструмента имеет прямые экономические выгоды для производителя, поскольку ведет к сокращению прямых затрат на приобретаемый инструмент, повышению производительности и степени загруженности станочного парка, сокращению времени вспомогательных операций.
Повышенная потребность в качественном износостойком режущем инструменте, в том числе и мелкоразмерном (диаметром до 5,0 мм), вызвала развитие многих технологических направлений, позволяющих модифицировать режущие кромки обрабатываемого инструмента. Основным достоинством поверхностной обработки режущего инструмента является сочетание высокой твердости и прочности поверхностного слоя с вязкостью и высокой пластичностью основы изделия. При этом возникают реальные возможности образования материалов с заданными свойствами, отвечающими условиям эксплуатации режущего инструмента.
Перспективным в этом направлении является метод упрочнения мелкоразмерного инструмента в низкотемпературной плазме комбинированного разряда пониженного давления, разработанный в ФГУП «НИИ «Контакт» (г. Саратов) совместно с СГТУ.
В отличие от других известных способов данный метод упрочнения не имеет ограничений по обработке мелкоразмерного инструмента. Кроме того, применяемые способы высокозатратны, недостаточно эффективны, имеют длительные циклы обработки, могут вызвать появление дефектов в виде трещин, коробления, повышения шероховатости поверхности, что требует дополнительной финишной обработки. Поэто-
му повышение износостойкости мелкоразмерного инструмента путем создания новой эффективной малозатратной экологически чистой технологии упрочнения режущего инструмента в низкотемпературной плазме комбинированного разряда пониженного давления является актуальной научно-технической задачей.
Целью работы является повышение износостойкости мелкоразмерного режущего инструмента обработкой в низкотемпературной плазме комбинированного разряда пониженного давления.
Методы и средства исследований. Теоретические исследования выполнены с использованием соответствующих разделов теории резания, теории прочности, материаловедения, а также основных положений технологии машиностроения и физики плазмы.
Экспериментальные исследования проводились в лабораторных и производственных условиях по стандартным и оригинальным методикам с использованием аттестованных приборов и контрольно-измерительной аппаратуры. Обработка результатов экспериментальных исследований осуществлялась на ЭВМ с использованием стандартного программного обеспечения.
Научная новизна диссертации состоит в следующем.
Разработан метод повышения износостойкости мелкоразмерного режущего инструмента обработкой в низкотемпературной плазме комбинированного разряда, позволяющий модифицировать поверхность режущих кромок и на этой основе формировать свойства (по параметрам микротвердости, шероховатости, омического сопротивления поверхности), повышающие его износостойкость.
Установлено наличие взаимосвязей между свойствами модифицированной поверхности, показателями работоспособности инструмента и технологическими параметрами обработки.
3. Разработана физическая модель упрочнения режущего инструмента, основу которой составляют механизмы формирования и воздействия низкотемпературной плазмы комбинированного разряда на поверхность режущих кромок инструмента, приводящие к оплавлению микронеровностей поверхности, измельчению структуры приповерхностных слоев и образованию мелкодисперсной фазы.
Практическая ценность диссертации состоит в формировании принципов конструирования технологического оборудования и создании технологии обработки мелкоразмерного инструмента в низкотемпературной плазме комбинированного разряда, повышающей его износостойкость.
Реализация результатов работы. Результаты выполненных теоретических и экспериментальных исследований прошли апробацию в производственных условиях ФГУП «Hiill «Контакт» (г. Саратов), ОАО «Саратовский подшипниковый завод», ЗАО «Контакт-Салют» (г. Саратов) при обработке деталей из сталей ШХ-15, 12Х18Н10Т, Ст.З, меди МОб инструментом из стали Р6М5 и твердого сплава Т15К6.
Применение разработанного метода упрочнения режущего инструмента позюляет повысить его износостойкость в 3,2 - 4,4 раза, существенно снизить затраты на покупной инструмент и прогнозировать повышение производительности обработки на 10 -15%.
Апробация работы Основные результаты доложены и обсуждены на 4 научно-технических конференциях различного уровня: научно-технической конференции «40 лет ГНПП «Контакт» (Саратов, 1999 г.), Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы электронного приборостроения» (Саратов, 2004 г.), Международной научно-технической конференции «Современные тенденции развития транспортного машиностроения» (Пенза, 2005 г.), Международной
научно-технической конференции «Современные проблемы машиноведения и высоких технологий» (Ростов-на-Дону, 2005 г.), а также на заседаниях НТС ФГУП «Hi111 «Контакт» в 2000-2005 гг. и заседаниях кафедры «Конструирование и компьютерное моделирование технологического оборудования в машино- и приборостроении» СГТУ в 1996-2007 гт.
Публикации. Основные положения диссертации отражены в 11 печатных работах (четыре из которых - без соавторов и одна - в издании, рекомендованном ВАК РФ, один патент).
В связи с изложенным на защиту выносятся следующие положения работы, определяющие её научную новизну:
метод, устройство, физическая модель, и технология упрочнения режущего инструмента в низкотемпературной плазме комбинированного разряда пониженного давления;
методика комплексного исследования режущего инструмента с модифицированной поверхностью режущей кромки;
результаты исследования свойств (включая износ) модифицированной поверхности режущей кромки;
результаты лабораторных и сравнительных производственных испытаний упрочненного режущего инструмента.
Критерии износа и затупления режущего инструмента
Режущие инструменты по характерным признакам их эксплуатации (группы назначения) могут быть разбиты на четыре группы. Группа 1 - инструменты общего назначения, работающие в условиях значительной неопределенности параметров процесса (черновая обработка, универсальное оборудование и т.д.). Группа 2 - инструмент, используемый в процессах, имеющих определенные ограничения (автоматизированное производство, чистовая обработка и т.д.). Группа 3 - инструмент, используемый в операциях чистовой обработки. Группа 4 - инструмент для прецизионной обработки и инструмент, поломка которого приводит в негодность заготовку. По характеру нагружения инструмент можно разбить на две эксплуатационные группы. Группа 1 - инструмент, эксплуатируемый в широком диапазоне нагрузок. Группа 2 - инструмент, общего назначения, эксплуатируемый в узком диапазоне нагрузок.
Поскольку инструмент эксплуатируется в различных условиях для определения стойкости инструмента необходимо задать критерий затупления или износа, который являлся бы характеристикой предельно допустимого износа режущего инструмента и в общем случае зависел от вида отказа инструмента.
Под критерием отказа следует понимать параметр, характеризующий невозможность дальнейшего протекания процесса обработки резанием. Обычно в качестве признаков отказов принимают [7,12]:
1) невозможность дальнейшего протекания процесса, вследствие достижения предельного затупления режущей кромки, что приводит к значительному увеличению сил резания, вибраций, тепловыделения и т.д.;
2) достижение предельного критерия затупления, при котором дальнейшее резание возможно, но экономически не выгодно вследствие повышения вероятности поломки инструмента, необходимости удаления значительного объема инструментального материала при переточке или повышения вероятности брака;
3) технологические критерии отказов, которые соответствуют определенным технологическим ограничениям (увеличение шерохова тости обрабатываемой поверхности, изменение размеров инструмента, потеря размерной точности деталей), превышение которых и определяет причину выхода инструмента из строя.
Перечисленные отказы инструмента однозначно определяются степенью износа или разрушением режущей кромки, т.е. достижением износа некоторой критической величины, которую называют критерием затупления. Достижение критерия затупления может быть следствием, как постепенного накопления износа, так и внезапного скалывания. При этом сам процесс изнашивания может иметь различную природу.
Характер затупления режущего инструмента и виды износа приведены на рис.1 Л. За критерий затупления инструмента могут приниматься: 1) выкрашивание или образование развитой трещины на режущем лезвии; 2) размер площадки износа на задней поверхности; 3) закругление режущей кромки; 4) глубина, ширина или другие параметры лунки износа на передней поверхности; 5) комбинация критериев, указанных в п.2-4; 6) объем или масса изношенного инструментального материала; 7) полное разрушение режущего инструмента.
Решение о прекращении работы инструментом и необходимости переточки инструмента устанавливается на основании определенного критерия затупления.
Таким образом, значение стойкости режущего инструмента будет зависеть от принятого критерия затупления. Наиболее универсальным принято считать критерии затупления по технологическим показателям.
Физическая модель упрочнения режущего инструмента: формирование плазмы комбинированного разряда пониженного давления на режущих кромках
Низкотемпературная газоразрядная плазма - это частично ионизированный газ: - при давлениях 13 10"2-13 102Па; - со степенью ионизации порядка 10"6 - 10 ; - концентрацией электронов порядка 1015 -1018 м" ; - средней энергией электронов 1-Ю эВ; - температурой электронов порядка 104- 105К; - средняя энергия тяжелых частиц (ионов, атомов, молекул) на два порядка меньше (температура - (3-5) К К).
Низкотемпературная газоразрядная плазма обычно состоит из различных видов частиц: фотонов, электронов, ионов (положительных и отрицательных), атомов или молекул в возбужденном и невозбужденном состоянии. Возбужденные атомы и молекулы могут излучать кванты света (фотоны) в диапазоне от инфракрасных до ультрафиолетовых длин волн.
Кроме того, в плазме в результате диссоциации могут образовываться атомы и радикалы, которые из-за своей химической активности называют химически активными частицами.
Элементарные процессы, происходящие в плазме, можно разделить на два типа: - неколлективные процессы, которые связаны с двойными или тройными столкновениями частиц газа друг с другом и с различными поверхностями и - коллективные явления, связанные с одновременным взаимодействием большого числа частиц плазмы и взаимодействие ионизированного газа с внешними полями.
К первой категории относятся следующие процессы: упругое и неупругое рассеяния, возбуждение, ионизация, диссоциация, перенос заряда, захват электрона, дрейфовые скорости, диффузия, рекомбинация, вторичная и фотоэлектронная эмиссии. Неколлективные процессы относятся к области атомных столкновений и явлений переноса.
Электрические разряды, эффекты, связанные с пространственным зарядом, колебания и волны в плазме и магнитная гидродинамика входят во вторую категорию процессов, происходящих в плазме. Коллективные явления обычно играют существенную роль только тогда, когда ионизированный газ представляет собой настоящую плазму, т.е. когда размеры занимаемого им пространства велики по сравнению с его дебаевским радиусом гр.
Столкновительные процессы и коллективные явления достаточно хорошо изучены и описаны в работах [133-140].
Низкотемпературная газоразрядная плазма может генерироваться в разрядах, возбуждаемых постоянным электрическим полем, низкими частотами ( 102-103 Гц), в ВЧ (105-108 Гц) и СВЧ (109-10п Гц) диапазонах частот, в электромагнитных полях оптического диапазона частот (1013-10,5Гц).
Широкое применение в технологических целях нашли стационарные СВЧ-разряды. Это связано в первую очередь с тем, что в них удается получить параметры плазмы (степень ионизации, температуру электронов, давление и удельный энерговклад), близкие к оптимальным, для осуществления эндоэгрических процессов. Именно в СВЧ-разряде на сегодняшний день получены наиболее высокие значения энергетической эффективности плазмохимических процессов. Отмеченные преимущества СВЧ-разряда связаны, в частности, с тем, что из-за отсутствия электродов здесь возможно стационарное поддержание неравновесновти при сравнительно больших мощностях и умеренных давлениях.
Изучению физических и физико-химических особенностей СВЧ-разряда посвящены многочисленные исследования, обобщенные в работах [135-137, 141-143], тем не менее, достаточно полной теории этих разрядов не существует.
Рассмотрим основные характеристики плазмы СВЧ-разряда. Диапазон реализуемых в СВЧ-разряде значений температуры электронов, как для атомарных, так и для молекулярных газов достаточно велик: от 0,5 до 10 эВ. Функция распределения электронов по энергиям может сильно отличаться от максвелловской, причем ею можно управлять, изменяя отношение со/уэф (со-частота поля, v3(p- эффективная частота столкновений с нейтральными частицами) [143, 144]. Характерный диапазон достижимых концентраций электронов в СВЧ-разряде (0,2-40) 1013 см"3 для атомарных и (0,4-4) 1012 см"3 для молекулярных газов.
Заслуживает внимания предложенный в работе [144] способ, увеличения концентрации электронов путем создания комбинированного разряда, в котором часть энергии поступает в плазму в виде СВЧ-излучения, а другая часть - от электрической дуги. На рис. 2.1 показана зависимость концентрации электронов в комбинированном разряде (смесь Аг-И2,Р = 1 атм.) от соотношения мощности СВЧ-излучения и дуги.
Диапазон давлений, в которых осуществляется СВЧ-разряд, также широк. В зависимости от давления СВЧ-разряды можно условно разделить на три группы: - разряды низкого давления - до 10 мм рт. ст.; - умеренного давления - до 200 мм рт. ст.; - высокого давления - до 1 атм.
Разряды низкого давления по своим свойствам наиболее близки к тлеющим разрядам. Разряды высокого давления близки по характери I стикам плазмы к дуговым разрядам и применяются для нагрева реаги рующих компонент газа. Наиболее специфичны разряды умеренного давления, в которых еще могут реализоваться неравновесные условия Те Tv Т0, но удельный энерговклад уже существенно ближе к оптимальному, чем для разрядов низкого давления. Кроме того, разряды умеренного давления уже представляют интерес для технологических приложений.
Исследование поверхности режущего инструмента после плазменной обработки
Исследование свойств модифицированной поверхности режущих кромок включало выявление измененных свойств поверхности и приповерхностных слоев, методами, изложенными в п.3.1.
Визуальное исследование выявило изменение цвета поверхности инструмента, прошедшего обработку в плазме комбинированного разряда пониженного давления. Особенно хорошо различалось изменение цвета на ленточке сверл. При этом цвет поверхности изменялся от светло-желтого, золотистого, темно-золотистого, золотистой бронзы, бронзы, темной бронзы
до блестящей поверхности с синеватым отливом «вороное крыло». Аналогичные оттенки поверхности наблюдались при обработке в плазме комбинированного разряда пониженного давления метчиков различных номиналов, обработанных в соответствии с режимами из табл.3.2.
Оптический контроль поверхности выявил образование пленки на ленточке сверл, поверхности гребешков метчиков, а также на режущих поверхностях многогранных сменных твердосплавных пластин.
Необходимо отметить, что пленка формируется на крае режущей кромке. На рис.3.5 представлены микрофотографии обработанной и необработанной в плазме поверхности режущей кромки сверла 0 5,4 мм. Хорошо видно, что после плазменной обработки следы от механической обработки поверхности ленточки сверла затянуты пленкой, а вершины рисок имеют притуплённую, более сглаженную форму.
На рис.3.6 показаны фрагменты поверхности сменных твердосплавных пластин, полученных при увеличении 520х. На приведенных изображениях поверхности хорошо видно, что царапины и неровности поверхности сменных твердосплавных пластин затянуты, сформировавшейся при плазменной обработке, пленкой. Причем отчетливо пленка начинает просматриваться при потенциале смещения U=100 В как светлая островковая пленка. При потенциале смещения U=l 10 В островковая пленка переходит в сплошную более темного цвета. При смешанной обработке твердосплавной пластины 12 (U=150+l 10 В) также образовались крупные островки пленки плотно расположенные у внешнего края пластины. Дальнейшее повышение потенциала смещения ведет к измельчению ирассеянию островсковой пленки по поверхности. Нарис.3.6,г можно заметить пленку в мелких неровностях покрытия TiN.
Таким образом, визуальный контроль и оптические исследования позволили зафиксировать образование пленки на поверхности вблизи кромки режущего инструмента.
Измерение омического сопротивления модифицированной поверхности также выявило изменение её свойств. Данные измерения выполнялись только на сменных твердосплавных пластинах.
Сопротивление поверхности сменных твердосплавных пластин определялось по цифровому вольтметру В7/27 по ленточке до и после плазменной обработки. Шаг измерений составил 1,5 мм. Выполнялось по 5 измерений вправо и влево относительно центра вершины пластины. Площадь контакта щупа составляла S=0,1 мм .
Результаты выполненных измерений представлены на рис.3.7-3.9.
Из проведенного анализа результатов исследования следует, что сопротивление поверхности сменных твердосплавных пластин начинает изменяться после обработки в плазме комбинированного разряда пониженного давления даже при минимальных потенциалах смещения U равных 40 и 80 В . Повышение значений потенциала смещения до U = 110 В ведет к увеличению сопротивления поверхности, возрастающего до максимального значения R - 0,2 Ом. По сравнению с исходным значением сопротивления поверхности, которое составляет R = 0,03-0,04 Ом, максимальные значения увеличивается в 5-6 раз. При дальнейшем повышении потенциала смещения U до 150 В значение сопротивления снижается до 0,08-0,1 Ом.
Необходимо обратить внимание на наличие некоторого разброса значений сопротивления от вершины к вершине твердосплавной пластины, что связано с неточностью позиционирования в камере обработки.
Таким образом, изменение сопротивления поверхности после плазменной обработки свойственно как образцам с нанесенным износостойким покрытием TiN, так и пластинам с сошлифованным покрытием TiN на ленточке. Это свидетельствует не только об образовании на поверхности некоторой структуры с сопротивлением отличным от исходного, но и о некотором суммарном увеличении сопротивления поверхности и приповерхностных слоев.
Общая характеристика шероховатости поверхности. Микронеровности поверхности представляют собой следы рабочего движения режущей кромки инструмента, ее остаточные сечения, искаженные под влиянием ряда факторов (вибраций, упругого поднятия поверхности после прохождения режущей кромки инструмента, нароста на лезвие резца, трения лезвия и т.п.). Неровности, у которых соотношение между величиной шага L и их высотой Н L/H 50, относятся к шероховатости.
Улучшение качества поверхности приводит к повышению износостойкости поверхности, её усталостной прочности, способствует уменьшению первичного износа поверхностей сопрягаемых деталей при их притирке.
Шероховатость рассматривается в пределах базовой длины L, величина которой в зависимости от характера поверхности устанавливается равной 0,08-25 мм. Чем грубее поверхность, тем больше должно быть значение L. ГОСТ 2789-73 [155] устанавливает следующие критерии для оценки шероховатости поверхности: - среднее арифметическое отклонение профиля Ra, которое представляет собой среднее значение расстояний точек измеренного профиля до его средней линии т. Средняя линия профиля т представляет собой линию отвечающую закону о наименьшей сумме квадратов отклонений, что позволяет установить единственное положение средней линии; - высота неровностей Rz, которая представляет собой среднее расстояние между находящимися в пределах базовой длины пятью высши ми точками выступов и пятью низшими точками впадин, измеряемое от линии параллельной средней.
Для 6-12 классов основной является шкала Ra, а для 1-5 и 13-14 классов - шкала Rz [156]. Область применения критерием Ra и Rz обусловливается точностными возможностями тех приборов, с помощью которых эти критерии определяются.
Испытания сменных многогранных твердосплавных пластин Т15К6 WNUM-080404 ГОСТ 19048-80
Величина и направление силы резания зависят от прочности обрабатываемого металла, размеров и поперечного сечения срезаемого слоя, степени деформации металла в стружке, которые в свою очередь определяются целым рядом факторов: геометрией передней поверхности инструмента, скоростью резания, материалом инструмента, наличием СОЖ и т.п.
Поскольку испытывался инструмент с модифицированной поверхностью, отличающейся повышенной прочностью и сниженной шероховатостью, то подобные изменения свойств поверхности режущих кромок должны внести изменения в контактные процессы резания и отразиться на измеряемых параметрах размерного износа, усилий резания, а также на динамике износа модифицированной поверхности сменной многогранной твердосплавной пластины. Для исследования динамики износа модифицированной поверхности применялся микроскоп МБС-9 с фотонасадкой (рис.4.1).
Размерный износ режущей кромки исходных и прошедших плазменную обработку твердосплавных пластин, а также усилия резания при торцевом точении этими пластинами приведены на рис.4.2. Из рисунка видно, что на применяемых режимах резания потеря работоспособности поверхностью режущих кромок твердосплавных пластин вызвана наростообразованием. Максимальная величина нароста (0,12 мм) зафиксирована на поверхности исходной пластины с сошлифованным покрытием TiN, на остальных пластинах нарост составил 0,01- 0,03 мм.
Как видно, характер износа режущих кромок изменяется в зависимости от степени модификации поверхности в плазме или от наличия износостойкого покрытия. Так размерный износ покрытия TiN на поверхности сопровождается постепенным заглублением на 0,22 мм, хотя дальнейшее торцевое точение привело к глубокому сколу.
Характер размерного износа пластин, прошедших плазменную обработку, изменяется в зависимости от режимов обработки. Так, износ режущей кромки (с сошлифованным покрытием TiN) пластины №2 аналогичен износу исходной пластины № 5, но с меньшей величиной образовавшегося нароста и скола. На пластинах № 3 и 4 размер регистрируемые сколы так же снижаются. При этом для пластины № 4 наблюдается определенная цикличность в регистрируемых величинах размерного износа, которая характеризуется (после образования небольшого выкрашивания или скола -0,07 мм) чередованием заполнения выкрашенного места металлом с образованием нароста, последующей приработкой вновь образовавшейся залеченной поверхности и последующим срывом наросшего металла с незначительным углублением образовавшегося места выкрашивания или скола. Причем все эти процессы происходят в диапазоне регистрируемых значений, не превышающих 0,1 мм. Такой вид износа существенно отличается от износа, характерного для исходных, не прошедших плазменную обработку, пластин.
В табл.4.2. приведены регистрируемые значения износа для исходных пластин и пластин, прошедших плазменную обработку.
Приведенные данные свидетельствуют об изменении характера износа режущих кромок пластин, прошедших обработку в плазме комбинированного разряда пониженного давления.
Сопоставляя данные по усилиям резания и износу пластин № 2, 3, 4 (рис.4.3-4.5), а также с режимами плазменной обработки можно отметить следующее: - плазменная обработка приводит к повышению прочности поверхности на отрыв, что проявляется как увеличение усилий резания Fz в моменты срыва нароста, сопровождающегося выкрашиванием поверхности режущей кромки. Усилия резания Fz для пластин № 2, 3, 4 увеличиваются и составляют, соответственно, 500, 560, 720 кг; - поверхность пластины № 4 выдерживала пиковые нагрузки до 1000 кг без существенных разрушений поверхности; - сколам поверхности режущих кромок предшествуют проходы торцевого точения с повышенными усилиями резания ( 520 кг), которые могут сопровождаться повышенными вибрациями; в результате чего при последующих проходах происходит скол или выкрашивание; - наростообразование сопровождается усилиями резания Fz 350-400 кг, - срыв нароста с поверхности режущей кромки сопровождается усилиями резания, составляющими 320-350 кг; - усилия резания по приработанной поверхности составляют 240-260 кг; - скорости резания, при которых происходит срыв нароста, сопровождающийся выкрашиванием, лежат в диапазоне 75-125 м/мин; - усилия резания снижаются при скоростях резания ниже 37,5 м/мин и имеют стабильные значения усилий резания на скоростях резания v= 138-151 м/мин.
