Введение к работе
Актуальность темы. Необходимость снижения себестоимости продукции для обеспечения ее конкурентоспособности требует применения высокопроизводительного и надежного режущего инструмента (РИ). Однако, в связи со сложностью и многофакторностью процесса резания, который сопровождается высокими температурами и контактными напряжениями, интенсивными физико-химическими процессами, создание высокопроизводительного и надежного РИ является сложной научно-технической проблемой.
Одним из наиболее эффективных путей повышения работоспособности РИ является нанесение на его рабочие поверхности тносостойких покрытий. Однако, эффективность РИ с покрытием резко снижается при переходе от непрерывного резания к другим видам обработки, в частности к торцовому фрезерованию. Работоспособность РИ при торцовом фрезеровании можно повысить путем использования покрытий сложного состава и многослойно-композиционных. Однако до настоящего времени отсутствуют научно обоснованные рекомендации по конструированию покрытий многослойного типа, по применению их на операциях торцового фрезерования. Не сформулированы требования к покрытиям и пршппшы их построения, учитывающие условия прерывистого резания, в частности, торцового фрезерования.
В связи с этим тема работы, направленной на повышение работоспособности торцовых фрез путем совершенствования конструкций износостойких покрытий является актуальной.
Автор защищает: 1. Результаты теоретико-экспериментальных исследований использования покрьггий при прерывистом резании, в частности, механизм разрушсішя РИ с покрытием при прерывистом резании, результаты анализа теплового и напряженного состояішя РИ с покрытием при прерывистом резании, принцип формирования многослойных покрытий для РИ, работающего в условиях прерывистого резания.
-
Результаты экспериментальных исследований влияния конструкции многослойного покрытия на его струїсгуріше параметры, механические свойства и износ РИ.
-
Конструкции многослойных покрытий и технологические режимы их конденсации.
-
Результаты экспериментальных исследований работоспособности РИ с разработшшыми многослойными покрытиями при обработке заготовок из различных материалов и результаты опытно-промышленных испытаний.
Цель работы: Повышение работоспособности торцовых фрез путем совершенствования конструкций износостойких покрытий.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1. Исследовать характер разрушения, тепловое и напряженное состояние РИ с покрытием при прерывистом резании.
-
Разработать принципы построения покрытий для РИ, работающих в условиях прерывистого резания.
-
Разработать конструкции многослойных покрытий и технологические процессы их нанесения.
4. Исследовать работоспособность РИ с разработанными покрытиями.
Научная новизна. 1. Выявлен механизм влияния покрытий на изнашива
ние и разрушение РИ при торцовом фрезеровании.
-
Установлено влияние покрытий на тепловое и напряженное состояние РИ при торцовом фрезеровании.
-
Сформулированы требования и принцип построения многослойных износостойких покрытий для РИ, работающего в условиях прерывистого резания.
-
Выявлены взаимосвязи конструкции многослойных покрытий с их механическими свойствами и характером разрушения в процессе резания и изнашиванием РИ.
Практическая ценность и реализация работы. 1. Разработаны конструкции многослойных покрытий, рекомендации по соотношению толщин отдельных слоев покрытий, обеспечивающих повышение работоспособности Ш при торцовом фрезеровании заготовок из различных материалов. Показана высокая эффективность РИ с предложенными конструкциями покрытий.
-
Разработаны технологические режимы конденсации многослойных покрытий.
-
Разработаны рекомендации по толщинам покрытий сложного состав; на основе нитрвдов и карбошггридов титана и циркония, обеспечивающих ми нимальньтй износ РИ при торцовом фрезеровании.
-
Опытыо-промышлсшшс испытания РИ на операциях торцового фрезе рования заготовок из различных материалов в производственных условиях ОАС "УАЗ" (г.Ульяновск) подтвердили высокую эффективность разработанных кон струкций покрытий.
Апробация работы. Основные результаты работы доложены на научно технических конференциях (НТК) Ульяновского государственного техническое университета в 1997-2000 гг.; НТК " Концепция развития и высокие технологи производства и ремонта транспортных средств в условиях постиндустриально: экономики", г. Оренбург, 1997 г.; НТК "Прогрессивные методы проектировали технологических процессов, станков и инструментов", г. Тула, 1997 г.; научны конференциях "Математическое моделирование физических, экономически? социальных систем и процессов", г. Ульяновск, 1998, 1999 гг.; научне практических конференциях "Современные технологии в машиностроении", і Пенза, 1997, 1999 гг.; НТК "Повышение эффективности механообработки и основе аналитического и экспериментального моделирования процессов", і Рыбинск, 1999 г.; научно-практической конференции "Организационные, фил< софские и технические проблемы совремеїшьіх машиностроительных прои водств", г. Рузаевка, 2000 г.; научной конференции "Молодежь-науке буд; щего", г. Набережные Челны, 2000 г.; НТК "Теплофизика технологических пр<
цессов", г. Рыбинск, 2000 г.; научно-технических семинарах кафедр " Технология машиностроения" и "Металлорежущие станки и инструменты" УлГТУ в 1999-2000 гг.
Публикации, По теме диссертации опубликовано 13 работ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы (/т/наименования) и приложений (3 страницы), включает -2f./. страницу машинописного текста, м.(?.. рисунков и 3. таблицы.