Введение к работе
Актуальность темы.
Применение станков с числовым программным управлением, обрабатывающих центров и другого оборудования с высокой ценой времени эксплуатации, требует от инструмента надежности и износостойкости в условиях широкого диапазона скоростей и режимов резания.
Известно, что около 70% от общего объема обработки .резанием осуществляется с помощью твердосплавного инструмента. Рост цены и дефицитности исходных материалов диктует необходимость повышения стойкости режущего инструмента.
Изнашивание инструмента характеризуется изменениями микро- и субмикроструктуры исходного инструментального материала. Анализ этих изменений, их влияния на характер изнашивания и стойкость, позволит более полно описать физическую природу процесса изнашивания и разработать общие подходы к проектированию методов предварительного упрочнения. Таким образом, проблемы, которым посвящена работа, являются актуальными.
Цели работы.
-
Установление связи изменений субструктуры компонент инструментального материала с характером изнашивания и стойкостью режущего инструмента.
-
Разработка методов повышения стойкости твердосплавного инструмента на основе направленного влияния на процесс формирования субструктуры.
Методы исследования.
Работа выполнена с использованием оптической, растровой (РЭМ) и электронной микроскопии (ПЭМ), рент-геноструктурного и электронографического анализов, ожэ- и рентгенофлуоресцентной спектроскопии.
При проведении количественного рентгеноструктур-ного и электронографического анализов использовались новые методики подготовки и препарирования образцов.
При обработке данных применялся стереологический анализ фотоизображений.
Разработанные методы и режимы предварительного упрочнения проверялись в лабораторных и производственных условиях.
Научна» нонпзна.
-
Определен механизм изнашивания твердосплавного режущего инструмента, учитывающий изменения субструктуры кобальтовой фазы, приводящие к хрупкому разрушению объема кобальтовой связки, на скоростях резания, соответствующих восходящей ветви зависимости "T-V".
-
Определен механизм изнашивания твердосплавного режущего инструмента, учитывающий формирование фраг-ментированной субструктуры в связке инструментального материала, затрудняющей хрупкое разрушение кобальтовой фазы, на скоростях резания, соответствующих оптимуму стойкостной зависимости "T-V".
-
Установлен факт повышения плотности дислокаций в кобальтовой фазе на глубину 10-20 мкм. Установлено наличие корреляции между глубиной субструктурных изменений и толщиной слоя инструментального материала, подвергшегося отрыву за единичный акт разрушения.
Практическая ценность работы.
-
Разработаны общие рекомендации по проектированию методов предварительного упрочнения твердосплавного режущего инструмента учитывающие условия его эксплуатации. Использование рекомендаций обеспечивает формирование в процессе резания износостойкой фрагментиро-ванной структуры в кобальтовой связке и повышение стойкости инструмента в заданном диапазоне скоростей резания.
-
Разработаны авторские методы и режимы предварительного упрочнения.
Реализации результатов работы.
На основе разработанных рекомендаций по проектированию метолов предварительного упрочнения, предложены метод комбинированного упрочнения режущего инструмента и метод упрочнения обработкой в импульсном магнитном поли. По данным методам получено положительное решение на выдачу патента.
Разработанные режимы предварительного упрочнения апробированы на предприятиях концерна "Подольск" и АО "КранЭкс" (Иваново). Производственные испытания показали увеличение стойкости твердосплавного режущего '.інструмента и 1.5-2.5 раза.
Апробация работы.
Основные положения диссертации доложены на международной научно-технической конференции "Состояние и перспективы развития электротехнологии" (Иваново, 1992 г.), на семинаре "Научно-технический прогресс в области металловедения и термообработки в ВУЗах" (Иваново, 1993 г.), на международной научно-технической конференции "Состояние и перспективы развития электротехнологии" (Иваново, 1994 г.), на заседании кафедры "Технология роботизированного производства в машиностроении" Ивановского государственного энергетического университета в 1996 году.
Публикации.
Результаты выполненных исследований представлены в 7 публикациях и заявке на получение патента (положительное решение 93-019866/02/019672/) .
Структура и объем работы .