CC BY
0УДК 621.91.01
Толстов С.В.
аспирант 1 года обучения Московский государственный технологический университет «СТАНКИН» (г. Москва, Россия)
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ ЗЕНКЕРАМИ ТРУДНООБРАБАТЫВАЕМЫХ СТАЛЕЙ
Аннотация: данная статья посвящена исследованию процесса резания зенкерами труднообрабатываемых сталей. Внимание уделяется выбору оптимальных режимов резания, инструментам и смазочно-охлаждающим жидкостям. Проведены испытания на проблемы износа инструмента и качества обработанной поверхности. Учитываются материалы как нержавеющие стали, так и особенно твердые марки (например, высоколегированные и жаропрочные стали). Работа сопровождается экспериментальными данными, проиллюстрированными графиками и фотографиями.
Ключевые слова: процесс резания, зенкеры, труднообрабатываемые стали.
Труднообрабатываемые стали играют важную роль в современной промышленности благодаря своим превосходным механическим свойствам и устойчивости к внешним воздействиям. Но их резка, включая зенкерование, представляет значительные сложности, связанные с высокой твердостью и вязкостью материала. Зенкер — многолезвийный (3 и более режущих кромок) режущий инструмент для обработки цилиндрических и конических отверстий в деталях с целью увеличения их диаметра, повышения качества поверхности и точности. Обработка зенкерами труднообрабатываемых сталей представляет собой сложный технологический процесс, требующий особого внимания к выбору режимов резания. Труднообрабатываемые стали, такие как нержавеющие, быстрорежущие и жаропрочные сплавы, обладают высокой
1666
прочностью и твердостью, что затрудняет их обработку и вызывает повышенный износ инструмента [1][2]. Целью данной работы является исследование процесса резания зенкерами таких сталей, определение оптимальных режимов резания и факторов, влияющих на износ инструмента и качество поверхности.
Для экспериментов выбраны три типа труднообрабатываемых сталей:
1) Нержавеющая сталь (марки AISI 304).
2) Высоколегированная сталь (марки D2).
3) Жаропрочная сталь (марки 1псопе1 718).
Были выбраны режимы резания в зависимости от следующих параметров:
• Скорость резания.
• Подача.
• Глубина резания.
Использовались зенкеры с твердосплавными режущими пластинами различных покрытий (например, Т1АШ) для повышения износостойкости.
Экспериментальное исследование проводилось на станках с ЧПУ, оснащенных высокоточными измерительными системами. Использовались основные методы анализа, такие как изучение морфологии стружки, измерение износа инструмента и качества обработанной поверхности [3]. Контроль и измерение поверхностями обрабатывались при помощи профилометра и оптического микроскопа.
Использовались различные составы СОЖ: водосмешиваемая эмульсия и синтетические масла.
Оптимальные режимы резания для каждой стали определялись путем варьирования скорости, подачи и глубины. Результаты экспериментов систематизированы в таблицу 1.
1667
Таблица 1. Результаты экспериментов.
Материал Скорость резания (м/мин) Подача (мм/об) Глубина резания (мм)
ЛШ 304 30 0,05 2,0
Б2 15 0,03 1,5
Тпеопе! 718 10 0,02 1,0
После проведения экспериментов были сформированы выводы о том, что наиболее устойчивыми оказались зенкеры с ^АШ покрытием, что объясняется высокой твердостью и устойчивостью к высоким температурам.
Так же были проведены исследования качества обработанной поверхности, для этого использовались методы оптической микроскопии и профилометрии. Оценка показала, что при применении синтетических СОЖ качество поверхности значительно улучшилось по сравнению с эмульсионными составами, что можно объяснить лучшими смазывающими характеристиками. Так же качество обработанной поверхности зависит от таких параметров, как скорость резания, подача и глубина резания. Эксперименты показали, что при увеличении скорости резания до определенного уровня происходит улучшение качества поверхности из-за уменьшения силы резания и потерь на трение. Однако превышение этого уровня приводит к ухудшению качества из-за повышения температуры в зоне резания [4].
Выводы.
Оптимизация режима резания и выбор покрытий для зенкеров значительно влияют на долговечность инструмента и качество обработанной поверхности.
Синтетические СОЖ показали лучшую эффективность для труднообрабатываемых сталей.
1668
Экспериментальные данные могут быть использованы для разработки рекомендаций по обработке этих материалов на промышленных предприятиях.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Вульф, А.М. Резание металлов/ А. М. Вульф. - 2-е изд., перераб. и доп.. -Л. : Машиностроение, 1973. - 496 с;
2. Григорьев С. Н., Гречишников В. А., Маслов А. Р.. Инструментальные системы интегрированных машиностроительных производств М.: Издательство «ИТО», 2013 г. - 192 с,: ил;
3. Зубарев, Ю. М. Современные инструментальные материалы : учебник / Ю. М. Зубарев. - Санкт-Петербург : Лань, 2008. - 224 с;
4. Подураев, В.Н. Резание труднообрабатываемых материалов: учеб. пособие для вузов / В.Н. Подураев. - М.: Высш. шк., 1974. - 587 с.
Tolstov S.V.
Moscow State Technological University «STANKIN» (Moscow, Russia)
INVESTIGATION OF PROCESS OF COUNTERSINK CUTTING OF HARD-TO-WORK STEELS
Abstract: this article is devoted to the study of the process of cutting hard-to-work steels with countersinks. Attention is paid to the choice of optimal cutting modes, tools and lubricants. Tests were carried out on the problems of tool wear and the quality of the treated surface. Materials such as stainless steels and especially hard grades (for example, high-alloy and heat-resistant steels) are taken into account. The work is accompanied by experimental data, illustrated graphs and photographs.
Keywords: cutting process, countersinks, hard-to-work steels.
1669
