CC BY
13повышение таких важных показателей качества покры-тий, как плотность и прочность сцепления с основой при значительно меньшем расходе газов и порошкового материала.
Рис. 3. Форма пламени и пятно нагрева сверхзвуковым сочлом
Для осуществления данного процесса в НИИ ВТ в рамках федеральной программы "СТАРТ 05" разработаны основы конструкторской документации аппаратуры для сверхзвуковой газопорошковой наплавки.
Список литературы
1. Чередниченко B.C., Радченко М.В., Радченко Т.Б., Шевцов Ю.О. и др. Комбинированные электротехнологии нанесения защитных покрытий / Отв. редакторы В.С.Чередниченко, В.Г.Радченко.- Новосибирск: Изд-во НТГУ, 2004.- 260 е.- (Серия «Современные электротехнологии». Т.6).
2. Kreye Н. A. Comparison of HVOF Systems - Behavior of Materials and Coating Properties // 4th HVOF Colloquium at Erding. München, Bavaria. Nov 13-14. 1997 P 13-21.
3. Борисов Ю.С., Петров C.B. Использование сверхзвуковых струй в технологии газотермического напыления // Автоматическая зварка.- 1995.- № 1.- С. 41 -44.
4. От дозвукового к сверхзвуковому газопламенному напылению покрытий при восстановлении и упрочнении деталей машин/ В.Н. Хромов, В.Г. Верцов, А.Я. Коровин, Н.Г. Аба-шеев //Сварочное производство.- 2001.- № 2.- С. 39-48.
5. Технологические особенности нанесения покрытий методом HVOF на элементы газотурбинных двигателей/ В.А. Фролов, В.А. Поклад, Б.В. Рябенко, Д.В. Викторенков, П.А. Шимбирев// Сварочное производство.- 2003.- № 11.- С. 26-30.
6. Особенности процессов высокоскоростного газопламенного напыления/ Л.Х. Балдаев, Н.Г. Шестеркин, В.А. Лупанов, А.П. Шатов // Сварочное производство.- 2003.-№ 5.- С. 43-46.
ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ НОВЫХ МАРОК ТВЕРДОСПЛАВНЫХ ПЛАСТИН И КОНСТРУКЦИЙ РЕЗЦОВ ШН
Я.А.МУЗЫКАНТ, профессор, канд.техн.наук, МГТУ СТАНКИН, г. Москва
Три новейших типа износостойких покрытий для пластин и режущих инструментов созданы ISCAR одновременно с модернизированными марками твердых сплавов, которые рекомендуются для различных видов обработки: безударное и прерывистое точение, нарезание канавок, отрезание, фрезерование, сверление в широком диапазоне режимов резания.
Износостойкое покрытие типа a -ТЕС является комбинацией нового типа покрытия МТ CVD плюс Al203. Оно рэкомендуется для фрезерования серого чугуна с высокими скоростями резания (oc-TEC IC4100), для высокоскоростного сверления чугунов и сталей (а -ТЕС 1С 9080).
При сверлении сборными сверлами (внешние пластины) сплав (а -ТЕС 1С 9080; обеспечивает высокую из-носос_ойкость, сопротивление выкрашиванию режущих кромок.
Покрытие а -ТЕС на сплаве Ю9150 рекомендуется для точения стали с высокими скоростями в стабильных (безударных) условиях. а-ТЕС 1С 9250 применяют для точения стали в широких диапазонах глубин и подач, а а-ТЕС 1С 9350 обеспечивает высокую прочность и износостойкость при нестабильных режимах обработки и прерывистом точении стали.
Уникальная технология износостойкого покрытия методом PVD с высоким содержанием в слоях оксида алюминия А1203 плюс AITiCrN позволила создать покрытие AL-TEC, которое обеспечивает высокую жаростойкость.
DO-ТЕС является комбинацией покрытия МТ CVD с внешними слоями покрытия PVD. Сплав DO-TEC DT7150 имеет прочную основу с комбинированным износостойким покрытием МТ CVD Al203 плюс покрытие TiAIN PVD
рекомендуется для обработки как серого, так и высокопрочного чугуна со средними и высокими скоростями. Он обладает повышенной сопротивляемостью как к абразивному износу истиранием, так и к износу сколами и выкрашиваниэм режущих кромок, что особенно важно при фрезеровании.
Группа новых покрытий и марок твердых сплавов приведена в табл.1.
Так покрытие АЬТЕС сплав Ю908 имеет очень твердую основу, что в комбинации с покрытием АПЛСгЫ РУР обеспечивает высокую износостойкость и химическую стойкость к агрессивным средам. Его рекомендуют применять при нарезании канавок и отрезании для различных материалов и широкого диапазона условий обработки.
АЬТЕС1С910 имеет прочную основу что обеспечивает высокую сопротивляемость износу и позволяет работать с большими скоростями резания, рекомендуется для серого и шаровидного чугуна при нестабильной обработке с относительно высокими скоростями резания.
Для обработки широкой номенклатуры машиностроительных конструкционных сталей рекомендуется А1.-ТЕС 1С900 {покрытие А1Т1ГЧ) со средними или высокими скоростями резания, покрытие А1_-ТЕС 1С903 имеет ультрамелкозернистую основу с содержанием кобальта 12 %. Многослойное покрытие Т1А1ГЧ РУО обеспечивает хорошую стойкость при обработке закаленных сталей до твердости < ИКС 62 нержавеющих сталей, сплавов на основе титана и никеля при достаточно высоких скоростях фрезэрования. Марки АЬТЕС 1С900 , А1_-ТЕС 1С903 весьма эффективно использовать для цельных концевых фрез.
Таблица 1
Новые типы покрытий и марки твердых сплавов ISCAR
Тип, шифр покрытия Базовая основа Марка твердого сплава Аналог сплава по группе применения ISO Рекомендации
по виду обработки по условиям обработки
1 а-ТЕС МТ CVD TiCN плюс альфа al2o3 CVD IC 4100 К05-К20 Р10-Р25 Фрезерование Серые чугуны, высокие скорости резания
2 IC 9080 К01-К20 Р05-Р20 Сверление Безударное сверление стали, высокие скорости резания
3 IC 9150 Р01-Р30 К05-К15 Точение Безударное точение стали с высокими скоростями резания
4 IC 9250 Р10-Р35 М05-М20 Точение Стабильная обработка стали в широком диапазоне подач и скоростей
5 IC 9350 Р20-Р45 М1Б-МЯ0 Точение Прерывистая обработка стали
6 AL-TEC PVDAITiN IC 900 Р15-Р40,М20-М30, K05-K25.S15-S25, М10-М25 Фрезерование цельными концевыми фрезами Конструкционные стали со средними и высокими скоростями резания
7 PVD TiAIN IC 903 Н01-Н10.Р05-Р1-5,S15-S25,M10-М25 Фрезерование цельными концевыми фрезами Закаленные стали с НИС> 62, нержавеющие стали, сплавы на основе титана, никеля высокими скоростями резания
8 PVD AITiN IC 910 К10-К30 Р15-Р30 Фрезерование Нестабильное резание шаровидного, высокопрочного, серого чугунов на средних и низких скоростях
9 DO-TEC MT CVD АЦ03 плюс TiAIN PVD DT-7150 \ К05-К25 Фрезерование Обработка серых, высоко-прочньх чугунов со средними и высокими скоростями
а} б)
Рис.2. Режущая пластина со спиралевидной режущей кромкой
системы HELITURN LD: а - фаска при вершине; б - форма передней поверхности в плане со стружколомом типа HT
Тангенциальное расположение пластин LNMX 2210 R/L-HT со спиралевидной режущей кромкой в системе HELITURN TG позволяет за один проход снимать припуски до f <15 мм.
Двухсторонняя пластина с ее относительно узкой изогнутой передней поверхностью устанавливается на соответствующую опорную базу гнезда в державке HELITURN SLAN R/L (см. рис.3, б) и крепится к боковой поверхности гнезда винтом с конической головкой.
ISCAR разработана новая серия пластин и резцов для снятия больших припусков HELITURN TG (рис.1), HELITURN LD (рис.2) и уникальные резцы с пластинами из керамики HELITURN SIN (рис.3). Создана принципиально новая система отрезных и канавочных TANG CRIP и модернизированная конструкция JET-CUT для высокопроизводительной отрезки деталей из нержавеющих сталей и труднообрабатываемых сплавов (инконель 718 и т.п.) с подачей СОЖ через отверстие в режущей пластине [1].
Рис. 1. Тангенциальная пластина типа Ц^МХ для системы НЕитиРЫ: а - передняя поверхность со стружколомом формы НТ; б - вид сбоку со стороны отверстия для крепежного винта
№ 1(34)2007
Рис.3, а - державка 0 =93' в сборе с пластиной, б - державка ф =75' в сборе с пластиной
Предельная верхняя часть пластины почти не выходит за габариты гнезда и поверхности державки, что обеспечивает свободный сход стружки, предохраняя державку от износа и повреждений, повышает надежность и стабильность точения. Выпускают два типа пластин ЫЧМХ 221016 1_ЫМХ 221024. Державки для пластин имеют главный угол в плане ф =90°и ф= 75* соответственно. Рекомендуемые режимы обработки даны з табл. 2.
Так при точении углеродистых сталей оптимальная зона стружкообразования приведена на рии.4. Результаты обработки резцами НЕИТиРЫ ТО, например, полого вала длиной 1=820 мм в сравнении с резцами HCl.NL 3232Р-19 фирмы конкурента со скоростью резания \/= 160 мм/мин, подачей 5=0,80мм/об, глубиной резания ¿=10,5... 12,5 мм, показали, что износ резца составил /73=0,15 мм против Лз=0,25 мм у конкурентной фирмы.
0.96 1.05 S(mm/o6)
Рис.4. Диапазоны оптимального дробления и отвода стружки резцами HELITURN TG
В итоге время обработки сокращено на 30% при меньшей величине износа, что обеспечило высокую надежность, стабильность работы инструмента и производительность точения. На базе тангенциальных державок S LAN R/L и SLBN R/L сечением 25x25 и 32x32 системы HELITURN TG разработаны конструкции режущих пластин из силикононитридной керамики IS8. Новые пластины сочетают преимущества тангенциальной формы пластин и уникальной формы прессованной передней поверхности (стружколома). При данной геэметрии режущей части пластин изгибающие составляющие силы резания весьма малы.
Рис. 5. Тангенциальная режущая пластина ШМХ из силикононитридной керамики марки 188: а - передняя поверхность пластины; б - вид сбоку со стороны отверстия для крепежного винта
Таблица 2
Рекомендуемые диапазоны режимов резания резцами HELITURN
Обозначение Vc ( м /мин S(mm/o6) t{ мм)
IC3028 IC9350 IC9250 IC9025 IC9150
LNMX 221016R/L-HT 50...150 50...130 100...200 80...100 150...250 100...150 150...250 100...150 200...300 150...250 0.30...1.1G0 4,00... I5.0
LNMX 221024R/L-HT 50...150 50...130 100...200 80м100 150...250 100...150 150...250 100...150 200...300 150...250 0,30...1.00 4,00...15.0
*) верхнии ряд - легированная и углеродистая сталь, нижнии ряд - нержавеющая сталь Гтах для торцевого точения - 5,5мм
■■■■■
ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ ИНСТРУМЕНТ
0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9
S (мм/об)
0,2 0,3 0,4 0,5 0.6 0,7 0,8 0,9
S (мм/об)
Рис. 6. Диапазоны оптимального дробления и отвода стружки пластиной СММХ 120708-НШ при точении без СОЖ сс скоростью 4=200 м/мин.: а - сплав 1С 9025 углеродистая сталь; б - сплав 1С 907 - нержавеющая сталь
Режущие пластины могут быть установлены в стандартные державки с креплением пластин прихватом за
б
Рис. 7. Односторонняя отрезная пластина Г-образной формы для новой системы отрезных резцов TANG-GRIP: а - вид в плане (L, Rl и сбоку; б - державка резца с пластиной, установленной в гнезде, -вид в плане и на боковую поверхность
отверстие. В этом случае стандартные опорные (подкладные) пластины заменяют на опорные пластины типа ТСН4.
ISCAR создано принципиально новое конструкторское направление для OTpe3HbixonepanHiiTANG-GRIR Разработана односторонняя тангенциальная отрезная режущая пластина, более эффективная и заменяющая во многих случаях одностороннюю пластину системы SELF-GRIP.
В конструкции TANG-GRIP Г-образная форма пластины (рис.7) имеет две внутренние призмы для базирования по выпуклым призмам гнезда резца (см.рис.7, а). Система упора по задней поверхности (см.рис. 7,6) имеет значительное преимущество пс сравнению с зажимом сходящимися под углом призмами (SELF-GRIP), что особенно заметно в станках, оснащенных автоматическим устройством подачи прутков и (или) дополнительным (несколькими) шпинделем. Это предотвращает выдвижение, выпадения пластины из гнезда во время работы и возвратного хода резца. В системе SELF-GRIP силы резания действует на разжимные губки, за счет реакции которых обеспечивается усилие зажима (система SELF GRIP-T) или плюс небольшой упор (система SELF GRIP-F). В конструкции TANG-GRIP силы резания «припирают», прижимают пластину к задней поверхности (по вертикальной призме), обеспечивая надежнейшее крепление. Параллельная горизонтальная призма осуществляет точность позицио-мирооамия лезвия, отсутствие ее люфта по оси X (Рх), т.е. чем сильнее сила Ру тем надежнее пластина крепится в гнезде. Эти конструктивные особенности способствуют работе резца с большими подачами (ось У), обеспечивая точность отреза канавки, чистоту получаемой поверхности (нет люфтов).
11ри точении тормозного диска диаметром D= 125мм из ковкого чугуна твердостью HRC 22 резцами с пластинами из керамики IS8 LNMX 150616T-L (рис.5),скорость резания V= 500 м/мин, S=0,7 мм/об, f= 2,0 мм, за два перехода было обработано N =50 шт./дет. одной режущей кромкой до допустимого износа истиэанием по задней поверхности /7з=0,15мм. Объем снимаемого металла в минуту составил 700 см3/мин. для сравнения с конкурентными сплавами и режимами резания это составило практически в два раза больше. Рекомендуемые диапазоны режимов резания V= 500... 1000 м/мин, S=0,25...0,60 мм/об, t= 1,0...8,0 мм.
ISCAR представил новую оригинальную кснструкцию резцов HELITURN LD и форму передней поверхности ромбической 80* пластины CNMX 1207 HTW с очень большой позитивной, радиальной спиралеобразной режущей кромкой и передней поверхностью, что значительно снижает силы резания при точении с большими припусками (рис.2). Вершинная зона пластины имеет зачистную кромку, что обеспечивает высокое качество обработанной поверхности при работе с большими подачами S=0,25...1,0 мм/об. Уникальная форма передней поверхности обеспечивает отличный отвод и дробление стружки как при точении углеродистых конструкционных (рис.6), так и нержавеющих сталей.
Таблица 3
Диапазоны режимов отрезки резцами TANG-GRIP
Обрабатываемый материал Сплав Марка
IC928 IC908 AL-TEC
V м/мин Скорость резания
Углеродистая сталь 120 110...225
Легированная сталь 100 50...180
Нержавеющая сталь 120 80...190
При длительном точении губки гнездо SELF-GRIP постепенно разжимается, ослабляя зажим, ухудиая условия резания, увеличивая износ пластины. В системе TANG-GRIP такого рода износ и ослабление зажима исключен, увеличивается срок службы и пластины, и самого гнезда, т.е. резца в целом.
Отсутствие верхней зажимной губки дает в системе TANG-GRIP свободный сход и завивание струхки, возрастает срок службы инструмента, стабильность и качество обработки. Пластины TANG-GRIP имеют стандартные стружколомы J и С на передней поверх ности, с правым (Я), нейтральным (Л/) и левым (L) исполнением пластин, выпускаются шириной Ь=3 и 4 мм. Для удобства работы (контроль за выдвижением резца) на пластинчатом корпусе нанесена шкала с миллиметровой ценой деления.
Рекомендуемые режимы отрезания даны в табл. 3.
Модернизированная система JET-GUT для отрезки с внутренней подачей СОЖ через канал в режущей пластине базируется на новой конструкции двухсторонних пластин DO-GRIP с двумя сквозными каналами и соответственно с двумя с отверстиями на передней поверхности (рис 8,а). Эти пластины шириной 3,1 мм и 4,0 мм имеют допуск по ширине W=±0,04 мм и изготавливаются из твердого сплава IC908. Пластины могут устанавливаться в пластинчатые державки системы JET-CUT с внутренним подводом СОЖ под давлением через канал в новой пластине DO-GRIP (рис.8,б).
Для реализации способа JET-GUT создана специальная гидравлическая система для подачи СОЖ в зону резания через канал в пластине под давлением до 2,5 МПа посредством трубопроводов через суппорт, затем державку резца (блок). В эту систему входят насос высокого давления с электронным регулированием подачи СОЖ, дополнительный лопастной насос и распределительная аппаратура. С увеличением расхода СОЖ с 0,1 до 2,3 л/мин стойкость резца, при всех прочих равных условиях, возросла в 1,8 раза. Рост давления подачи СОЖ от Р=0,1МПа дс 2,5 МПа привел к повышению стойкости в 4,0 раза.
Рис. 8. Система резцов для отрезания труднообрабатываемых и нержавеющих сталей системы JET-CUT с подачей СОЖ под давлением через канал в режущей пластине DO-GRIP: а - вид пластины в плане и с боковой поверхности; б - пластинчатая державка резца системы JET-CUT с внутренним подводом СОЖ с новой двухсторонней пластиной DO-GRIP
Список литературы
1. Общий каталог ISCAR 10/2005.
2. Музыкант Я.А. Металлорежущий инструмент. Номенклатурный каталог. Часть 1.Токарный инструмент.- М.: Машиностроение, 1995 - 416 с.
