CC BY
38
НОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА
УДК 621.9
Проблемы обработки колес железнодорожных вагонов
В. В. Алтухова, Б. Я. Мокрицкий, Г. В. Тарануха, А. М. Шпилёв
Введение
Условия обработки профиля рабочей части существенно различаются для новых железнодорожных колес и для колес, находившихся в эксплуатации. Условия обработки последних различны для локомотивных колес, колес пассажирских и грузовых вагонов. Наиболее сложно обрабатывать колеса грузовых вагонов по следующим причинам: из-за наличия дефектов и повреждений, которые колесо получает при эксплуатации; относительно низкой работоспособности металлорежущего инструмента, используемого для колесотокарной обработки; сложности процесса стружколомания вследствие постоянно меняющейся геометрии обрабатываемой поверхности колеса.
Предпринята попытка изменить условия стружколомания с тем, чтобы это благоприятно сказалось на работоспособности инструмента и привело к повышению периода стойкости инструмента и производительности обработки за счет сокращения числа проходов инструмента.
Описание состояния вопроса
В сети железных дорог РФ существует более 80 вагонных депо, специализирующихся на ремонте (восстановительной обработке) колесных пар железнодорожных грузовых и рефрижераторных вагонов. Такие колесные пары обрабатываются для восстановления профиля рабочей части колеса. Колесная пара устанавливается на колесотокарный станок и подвергается обработке одновременно двумя суппортами. Необходимая траектория перемещения инструмента обеспечивается программно или по копирам. Режим резания задается таким, чтобы обеспечить требуемую точность профиля колеса за один или два (черновой и чистовой) прохода режущего инструмента. При этом шероховатость обработанной поверхности оценивается сравнением с образцами шероховатости. Точность профиля и соответствие друг другу диаметров
обработанных колес оцениваются с помощью шаблона и накладного приспособления-прибора. Период стойкости металлорежущего инструмента регламентируется рабочим по сколу режущей части инструмента или по ее износу (просветам при контроле по шаблону или шероховатости обработанной поверхности). Дополнительным фактором для смены инструмента (режущей кромки) служит невозможность обеспечения стружколомания во время обработки галтели и реборды колеса, т. е. наличие сливной стружки, представляющей опасность с позиций охраны труда и являющейся индикатором неблагоприятных условий резания (рис. 1).
Как правило, причиной разрушения металлорежущего инструмента является его скол из-за недостаточной прочности инструментального материала при срезании материала колеса в области дефектов колеса. Из более чем 30 видов дефектов профильной части колеса наиболее опасными для режущего инструмента являются выщерблины, термические трещины и ползуны (рис. 2).
Выщерблина — это участок поверхности профиля колеса, на котором металл колеса отсутствует в связи с тем, что он вырван в силу диффузионных, термических и иных процессов, протекающих в трибологическом и электротехническом контакте колесо—рельс. Термические трещины прорастают с поверхности колеса вглубь до 10-15 мм. Образуются они в процессе термических процессов, происходящих в зоне контакта колеса с рельсом во время экстренного торможения подвижного состава (во время юза колеса по рельсу). По окружности колеса может быть несколько участков с такими трещинами на рабочей поверхности. Такие участки могут лежать на поверхности катания (криволинейный участок рабочей поверхности), на галтельном участке и на внутренней поверхности гребня колеса.
Число таких трещин на каждом из участков, протяженность трещин, величина их раскрытия у поверхности различны в зависимости от условий их образования. На это влияет даже время года. Например, термических трещин значительно больше на тех колесах из
Рис. 1. Примеры токарной обработки рабочей поверхности колес железнодорожных вагонов: а — рабочая зона колесотокарного гидрокопировального станка иВВ-112/2 РГ (мощность главного электродвигателя 45 кВт) Рязанского станкостроительного завода; б — металлорежущий инструмент в резцедержателе станка (вторая кассета с малой тангенциальной режущей пластиной снята для замены пластины); в — зона резания инструментом, закрепленным в правом суппорте станка (видна суставчатая стружка); г — зона резания инструментом, закрепленным в левом суппорте станка (видны суставчатая и сливная стружки)
поступивших на восстановительную обработку, которые подвергались экстренному торможению в зимнее время и тем более в районах с низкими температурами. Очевидно, это объясняется тем, что в таких условиях те-плоотвод осуществляется более интенсивно. Нами и другими исследованиями установлено, что твердость материала колеса (независимо от его исходной твердости или режима термоупрочнения) на участках с такими трещинами достигает (приближается) твердости металлорежущего инструмента. Наличие остатков трещин после восстановительной обработки колеса не допускается по понятным причинам. Приходится удалять материал колеса на такую глубину, которая несколько
превышает глубину трещин. Это лимитирует ресурс колеса, но является необходимостью. В силу этого срезание слоя глубиной более глубины трещин (это свыше 10-14 мм) ведет к чрезмерным силовым и термическим нагрузкам на режущий инструмент, что приводит к неисправимому сколу пластины (рис. 3) и не позволяет использовать остальные режущие кромки пластины.
Точение же с глубинами, меньшими, чем глубина трещин, тоже чревато сколом (рис. 3) пластины из-за того, что режущая кромка вынуждена проходить сквозь слои металла колеса, которые в зоне термических трещин имеют твердость, соизмеримую с твердостью инструмента. Скол в этом случае более веро-
Рис. 2. Примеры эксплуатационных дефектов на профильной поверхности колеса: а — ползун крупноочаговый; б — ползуны мелкоочаговые; в — скол фасочной поверхности с выходом на поверхность катания колеса (глубина скола до 4 мм); г — многоочаговый ямочный скол фасочной поверхности колеса; д — выщерблина на поверхности катания (глубина до 3 мм); е — выщерблина с трещинами (справа от правого края выщерблины) термического происхождения
Рис. 3. Примеры разрушения тангенциальной колесотокарной режущей пластины ЪМиХ 301940: а — хрупкий (со ступеньками) скол, прошедший по всей высоте пластины с захватом поверхности базирующего отверстия (из восьми режущих кромок уничтожены четыре режущие кромки, но остальные режущие кромки эксплуатировать нельзя из-за разрушения базирующего отверстия); б — скол, прошедший по всей ширине пластины в области ее передней поверхности (из восьми режущих кромок уничтожены две режущие кромки, остальные кромки могут эксплуатироваться)
Рис. 4. Примеры стружкообразования при колесотокарной обработке с малой (5 мм и менее) глубиной резания: а — вид на зону резания (видны суставчатая и фрагменты сливной стружки); б — одноэлементная (слева направо) стружка, двухэлементная, суставчатая прямая и суставчатая с винтовой деформацией стружка; в — пример сливной стружки, образованной в процессе обработки галтели (слева внизу показано начало стружки, и правее показан конец этой же стружки); г — начало и конец стружки, показанной на рис. 4, в (показано, что ширина стружки изменилась в 1,5 раза)
ятен, чем в случае срезания толстого (глубже чем глубина трещин) слоя, но размер скола меньше, что зачастую оставляет работоспособными еще несколько режущих кромок режущей пластины.
Основной причиной замены режущей кромки или пластины режущего инструмента является износ режущей части по задней поверхности. Такой вид износа протекает по общеизвестным закономерностям, характерным для эксплуатации твердосплавного инструмента в типовых условиях резания (глубина резания до 5 мм, подача до 2 мм/об, скорость резания от 30 до 80 м/мин в зависимости от местоположения режущей пластины относительно профиля нарезаемого колеса).
Интенсификация износа режущей пластины и формирование условий, предшествующих сколу режущей кромки, связаны в том числе с характером протекания процесса стружкообразования. Реализовать при коле-сотокарной обработке образование одноэлементной стружки не удается по ряду причин. Стружка во время снятия фаски и при обработке основной длины поверхности катания колеса образуется многоэлементной (рис. 4, б), с четко выраженными плоскостями сдвига элементов друг относительно друга. При обработке галтели и гребня (без оперативного изменения режима резания) преимущественно образуется стружка сливного типа (рис. 4, в). Из-за постоянного изменения геометрии профиля колеса ширина срезаемой стружки даже в пределах одного оборота колеса может изменяться до двух раз.
Описанные условия эксплуатации режущего инструмента формируют неблагоприятные силовые и температурные деформации стружки. Они недостаточны для эффективного стружколомания. В силу этого на струж-козавивающих и стружколомающих элементах режущей пластины локализуются избыточные напряжения и температура, которые неблагоприятно влияют на состояние режущей кромки.
Ниже описаны примеры улучшения условий эксплуатации инструмента за счет создания условий эффективного стружколомания.
Примеры управления стружколоманием
при колесотокарной обработке
Исходя из общеизвестных описаний контактных процессов в зоне резания, выполненных И. С. Штрейнбергом, И. А. Тиме, К. А. Зварыкиным, Я. Г. Усачевым, Н. Н. Зо-
ревым, М. И. Клушиным, А. И. Исаевым, И. В. Крагельским и Д. Н. Гаркуновым, известно, что в общем виде систему резания можно рассматривать как динамическую систему, которая по типу и разнообразию движений входящих в нее элементов (структур) может стремиться к занятию таких двух принципиально различных и энергетически противоположных состояний, как порядок и хаос. Эти два состояния имеют временное и пространственное значение. Порядок во временном изменении — это уравновешенность взаимодействия, приводящая к устойчивому равновесию, синхронности движения отдельных частей (структур) системы. Хаос во временном изменении — это отсутствие регулярности, непредсказуемость и случайность состояния и движения структур в отдельности и системы в целом. Пространственное проявление порядка — это пространственная согласованность структур и регулярность движений системы. Пространственный хаос — отсутствие согласованности и регулярности. С этой точки зрения зону резания можно рассматривать как динамическую систему, стремящуюся к порядку и выводимую из этого состояния в хаотическое непостоянством условий протекания процессов в зоне деформации и на контактных поверхностях. Постоянство процесса стружкообразования, по существу, является свидетельством устойчивости (постоянства) протекания процессов в зонах первичной и вторичной деформации и позволяет качественно прогнозировать работоспособность инструмента и надежность выходных параметров технологической системы резания. Соответственно непостоянство процесса стружкообразования вызывает необходимость принятия мер по поддержанию устойчивого состояния.
В качестве таких мер нами предпринята попытка (показано далее) обеспечить устойчивый процесс стружколомания при столь значительном изменении условий обработки (изменение скорости резания до 40 % в процессе одного прохода инструмента, переход от условий свободного резания к стесненным условиям отвода стружки при обработке галтели колеса, изменение твердости и микротвердости срезаемого материала колеса в процессе одного прохода инструмента), которое имеет место при токарной обработке бывших в эксплуатации колес грузовых вагонов. Внешним признаком устойчивости процесса здесь понимается отсутствие образования сливной стружки, т. е. принимаемые меры должны обеспечить образование элементной или суставчатой формы стружки.
158
№ 5-6 (71-72)/2012
В качестве таких мер использовано изменение геометрии режущей части инструмента, в том числе устройство фасок, локально изменяющих значение переднего угла инструмента, устройство стружкозавивающих канавок и стружколомающих элементов. Их варьирование показало, что высказываемые рядом ученых предположения и доказательства о переменности местоположения, протяженности и угла наклона плоскости сдвига срезаемого припуска верны. Более того, вероятно предположение о том, что существует одновременно несколько плоскостей сдвига (это формирует ротационные моды деформации [1]) в срезаемом объеме, но превалирует сдвиг именно в той плоскости, где работа на совершение этого сдвига минимальна. По данным К. Рау, минимальная единичная мощность (работа), необходимая на совершение акта единичного сдвига в плоскости сдвига, может быть определена по упрощенной зависимости
в связи с тем, что единичная мощность сдвига зависит от скорости резания V и предопределяется изменением силы трения в плоскости сдвига. Показательно эту зависимость можно записать в виде
N ■ = а
J. У mln и
cos a Щ cos (| - a) sin у
+ f, v,
Nmin = а
cos а
ttc
cos (| - а) sin у
где а — предел прочности обрабатываемого материала в зоне перехода из неупрочненного состояния металла в упрочненное состояние металла стружки; а — передний угол инструмента; t — глубина резания; tс — толщина стружки; у — текущее значение угла сдвига.
Наблюдения за процессом стружкообразо-вания при обработке тангенциальными режущими пластинами различных участков рабочей поверхности колеса показали, что эта зависимость может быть развита и дополнена
а)
где второе слагаемое записано конспективно в виде функции, чтобы показать зависимость мощности от силы трения в плоскости сдвига и скорости резания V.
Использование указанных уравнений может обеспечить условия для эффективного стружколомания за счет конструктивного оформления формы и размеров стружколо-мающих элементов.
В большинстве случаев исполнения колесо-токарных режущих пластин их производитель ограничивается тем, что на передней поверхности пластины формует стружкозавивающую канавку (рис. 5, а). Этого недостаточно. Для снижения вероятности образования сливной стружки в стружкозавивающей канавке формуют стружколомающие выступы (рис. 5, б) различных рельефов и размеров. Примеров таких стружколомающих выступов много, но и они полностью не исключают возможности образования сливной стружки, особенно при обработке галтели колеса.
Известна [2] колесотокарная пластина, в которой часть режущих кромок предназначена для чернового точения колес (или точения в один проход), остальные — для чистового точения. Соответственно режущие кром-
б)
Рис. 5. Примеры исполнения твердосплавных колесотокарных тангенциальных режущих пластин с различными средствами стружколомания: а — пластина производства ЗАО «Завод твердых сплавов» (г. Комсомольск-на-Амуре) со стружкозавивающими канавками; б — пластина производства фирмы Korloy Inc. (Корея) со струж-коломающими выступами в стружкозавивающих канавках
ки имеют разную геометрию режущей части и разную конструкцию стружкозавивающих канавок. Такое решение призвано оптимизировать условия стружколомания, но оно связано с необходимостью переустановки режущей пластины при черновом и чистовом проходах, что снижает производительность обработки и создает неудобство в эксплуатации. Тем не менее такое решение обеспечивает повышение работоспособности инструмента за счет более благоприятных условий струж-кообразования, что, в свою очередь, снижает уровень силовой и температурной нагрузок на режущее лезвие.
Аналогичное различие в конструкции стружкозавивающих элементов применено в решении [3] для тангенциальной пластины, имеющей отдельные режущие кромки для чистового и чернового точения. Особенностью такой пластины также является выполнение струж-коломающих выступов в стружкозавивающей канавке у режущих кромок, предназначенных для чернового точения. Это стимулирует струж-коломание и приводит к повышению периода стойкости инструмента до 70 %.
Разделение сливной стружки по ее ширине и создание винтовой деформации стружки обеспечены в решении [4], где вблизи выкружки стружкозавивающей канавки выполнены выступы, способствующие стружколоманию. Выступы отличаются размерами и местоположением, в силу чего часть из них задействована при чистовом точении, остальные — при черновом точении. Такая конструкция пластины дает значительное (до 60 %) повышение периода стойкости инструмента, однако и она не гарантирует образования сливной стружки при обработке галтели колеса.
Лучшие условия для обеспечения эффективного стружкообразования элементной и сегментной стружки обеспечивают режущая пластина со стружколомающими выступами в стружкозавивающей канавке (рис. 6), выполняющими долом, и винтовая деформация заранее деформированной стружки.
Устроена и работает такая режущая пластина следующим образом. Пластину торцом 1 (рис. 6) ориентируют параллельно оси обрабатываемой колесной пары. Преимущественным направлением перемещения инструмента является направление подачи но оно переменно из-за изменения профиля колеса (программное или гидрокопировальное обеспечение осуществляет последовательно обработку фаски колеса, поверхности катания, галтели, криволинейной поверхности гребня колеса, торцевого участка колеса). Торце-
вая 1 и боковая 2 поверхности снабжены фаской 3, выполняющей функцию упрочнения режущей кромки. Стружкозавивающая канавка 4 имеет выкружку 5. Такая конфигурация пластины формирует ее переднюю поверхность 6. Пусть предполагается обработка колес с глубиной резания t. Соответственно на расстояниях t1 и t2 от торца 1 пластины на внутренней стороне 7 стружкозавивающей канавки 4 выполнены стружколомающие выступы 8 и 9. Оба выступа в стружкозавива-ющей канавке расположены так, что их профили начинаются с максимальной глубины (условно показано линией, обозначенной позицией 10) стружкозавивающей канавки 4, т. е. на линии 10 высота выступов 8 и 9 еще равна нулю и затем возрастает по профилю выступов, достигая максимума на уровне передней поверхности 6.
Профили выступов различны в связи с различием функций, выполняемых ими. Выступ 9
в
1
5
Рис. 6. Принципиальная схема устройства стружкозавивающих и стружколомающих элементов тангенциальной режущей пластины:
1 — торцовая поверхность; 2 — боковая поверхность; 3 — фаска; 4 — стружкозавивающая канавка; 5 — выкружка; 6 — передняя поверхность; 7 — внутренняя сторона стружко-завивающей канавки; 8 — выступ в форме валка; 9 — выступ в форме полусферы; 10 — дно стружкозавивающей канавки
имеет профиль части сферы (полусферы) с центром, лежащим в плоскости В—В, т. е. при симметричном профиле стружкозавива-ющей канавки радиус такого участка сферы предопределен половиной ее ширины, а высота участка сферы предопределена ее глубиной. Местоположение выступа регламентировано тем, что он должен отстоять от торца 1 примерно на 2/3 глубины резания, т. е. t2 = 2t / 3. На расстоянии, примерно равном половине глубины резания t, расположен выступ 8, имеющий форму валка, высота которого по сечению А—А увеличивается от нуля с линии 10 до максимума на уровне передней поверхности 6. Валок своим направлением (углом ф разворота относительно струж-козавивающей канавки 4) ориентирован так, чтобы своей фронтальной поверхностью (левой стороной по сечению Б—Б) образовывать перпендикуляр с направлением сходящей по передней поверхности стружкой. Так как направление схода стружки переменно из-за изменяющегося профиля колеса, то угол ф находится в пределах 70-90°. При точении с небольшой ^ < 5 мм) глубиной резания эффективное стружколомание с образованием малоэлементной или сегментной формы (см. рис. 4, б) стружки обеспечивается рельефом стружкозавивающей канавки с ее выкружкой 5. При прохождении режущей кромкой тех участков (галтель, гребень) колеса, где обычно образуется стружка сливного типа (см. рис. 4, в), стружка в деформированном состоянии выходит из стружкозавивающей канавки без скола и вступает во взаимодействие с фронтальной поверхностью выступа 8. При этом деформация стружки возрастает, напряжения изгиба и сдвига в локальном объеме стружки растут до критических значений, происходит долом предварительно деформированной стружки на элементы. При точении с большими ^ > 4 ^ 5 мм) глубинами резания левый край сходящей стружки вынужден взаимодействовать с выступом 9. Это приводит к тому, что стружка помимо дополнительной деформации от взаимодействия с выступом 8 получает дополнительную винтовую (закручивающую в спираль) деформацию, которая приводит к образованию надрывов у стружки. По этим надрывам и происходит разделение стружки на элементы (см. рис. 4, б).
Исследование состояния инструментального материала на передней поверхности пластины в местах ее взаимодействия со сходящей стружкой показало, что при переходе от традиционной схемы стружколомания к
предлагаемой (с выступами в стружкозави-вающей канавке) схеме наблюдаются:
• увеличение площади контакта стружки с передней поверхностью пластины, следовательно, снижение нормальных и касательных напряжений, действующих на удельной элементарной площадке передней поверхности;
• разгрузка режущего лезвия пластины от силового и термического воздействия в связи с переносом основной работы по деформации стружки с режущей кромки на стружколома-ющие выступы, отстоящие от режущей кромки на 4-5 мм.
Такие относительно легкие условия нагру-жения режущей кромки пластины в связи с переносом процесса стружколомания с фаски режущей кромки на выступы внутренней стороны стружкозавивающей канавки благоприятно сказываются на работоспособности инструмента, а именно:
• снижается вероятность скола (см. рис. 3) пластины;
• исключается пластическая деформация режущего лезвия в связи со снижением температуры его нагрева в процессе резания;
• износ по задней поверхности пластины имеет равномерный характер, т. е. отсутствует механизм окислительного износа с образованием «усов» у краев износа;
• лунка износа по передней поверхности пластины смещается в сторону выступов, и интенсивность ее роста лимитируется самими выступами, т. е. изнашивается не столько режущее лезвие со стороны передней поверхности, сколько выступы в стружечной канавке.
Суммарный результат эффективности предложенных решений состоит:
• в повышении безопасности механической обработки (исключено образование сливной стружки, что приводило к травматизму 2 раза в год);
• повышении эффективности загрузки вагонов отходами (снаряженная масса вагонов возросла в 3 раза);
• повышении периода стойкости колесото-карных пластин.
Последнее можно прокомментировать следующим образом. В сравнении с типовой пластиной это приводит к приросту периода стойкости режущей кромки до 70 %. На режущей пластине восемь режущих кромок, в сумме это дает заметный прирост работоспособности инструмента, повышение производительности обработки и снижение затрат на инструмент (цена за одну пластину составляет 0,5-1,5 тыс. руб.).
Необходимо отметить влияние упрочняющих износостойких покрытий инструмента на процесс стружколомания и работоспособность инструмента при колесотокарной обработке. Существуют [5-8] разные представления об изменении механизма процесса резания при использовании упрочняющих износостойких покрытий. Безусловен тот факт, что трибо-логические свойства покрытий отличны от свойств основы (субстата) инструментального материала и различны для разных покрытий. Столь же различными будут и коэффициенты трения стружки с этими покрытиями. Следовательно, различными будут силы трения, температуры, коэффициент усадки стружки и соответственно напряжения в пластине и срезаемом слое. Отсюда вытекает вывод: составом и конструкцией покрытия можно управлять не только работоспособностью инструмента, но и эффективностью стружколомания.
В отношении стойкости инструмента с покрытиями при колесотокарной обработке А. А. Верещака отмечает [8], что установлена высокая эффективность пластин формы ЬКМХ 301940 из твердого сплава АТ158 с разработанными наноструктурированными многослойно-композиционными покрытиями по сравнению с зарубежными аналогами при тяжелой восстановительной обточке колесных пар. Отмечено не только более высокое среднее значение стойкости (88,1 мин) и коэффициента стойкости (2,19), но и снижение коэффициента вариации стойкости (0,355). Последнее свидетельствует о существенном повышении надежности тангенциальных пластин формы ЬКМХ 301940 из сплава АТ158 с разработанными наноструктурированными покрытиями.
В настоящей работе тоже получены определенные результаты по упрочнению инструмента для колесотокарной обработки. Кон-
курентоспособность разработанных решений показана в таблице на примере обработки колес со скоростью резания 50-90 м/мин, подачей 2,0-0,8 мм/об при глубине резания 4-12 мм (меньшие значения — для чистовой обработки) тангенциальной пластиной формы ЬКМХ 301940.
Отмечено не только более высокое среднее значение периода стойкости разработанного инструмента, но и снижение коэффициента вариации стойкости, что указывает на повышенную надежность работы инструмента. Хорошие эксплуатационные свойства показывает (правый столбец таблицы) инструмент производства ЗАО «Завод твердых сплавов». Это достигнуто за счет применения специальных структуры твердого сплава, геометрии режущего лезвия и рельефа стружколома-ющих устройств.
Наличие удачных стружколомающих рельефов на режущей пластине не только решает проблему стружколомания, но и снижает нагрузку на режущую кромку, что способствует повышению ее работоспособности. Варьирование свойствами композиционных покрытий наиболее эффективно при использовании композиционных катодов, получаемых методом порошковой металлургии. В составе покрытия могут быть слои, осаждаемые разными физическими методами. Пример такого покрытия, нанесенного с использованием разных технологических методов осаждения покрытия, показан в двух последних столбцах таблицы.
Необходимо отметить, что независимо от уровня эффективности стружкодробления и повышения производительности обработки и периода стойкости инструмента вопрос безопасности движения подвижного состава на сети железных дорог России при механической восстановительной обработке обеспечивается:
Сравнительная износостойкость разработанного и импортного инструмента
Сравниваемый показатель Инструмент фирмы Эап^1к Согоша^ с наноструктурным многослойным покрытием АТ158+Т1СЫ + + А1203+Т1Ы Инструмент фирмы Korloy Inc. (Корея) с наноструктурным многослойным покрытием Ti + TiCN + + Al2O3 + TiN Разработанный инструмент АТ^Э + иа + Т1С + Т + 25г + + (Т1ЕгМо)Ы + ЕгМо + + лазерное упрочнение Разработанный инструмент Т14К8 + иа + + Т1С + Т + Ег + + (Т1Ег)Ы + Ег
Коэффициент стойкости до износа 0,8 мм 1,0 1,2 1,6 1,3
Коэффициент вариации стойкости 0,47 0,33 0,32 0,29
П р и м е ч а н и е: иа — ионное азотирование поверхности пластины; лазерное упрочнение — воздействие лучом лазера на покрытие с целью «залечивания» его дефектов.
• контролем профиля рабочей поверхности колеса за счет применения шаблонов;
• контролем отсутствия остаточных трещин (с применением магнитных, акустических и иных методов).
Выводы
1. Типовые конструкции колесотокарных пластин не обеспечивают эффективного струж-коломания при обработке галтели и гребня колеса железнодорожных вагонов. Это негативно отражается на работоспособности станка и инструмента.
2. Предложены конструктивные изменения стружколомающих элементов колесото-карных пластин, позволяющие исключить образование сливной стружки при обработке любых участков рабочего профиля колеса.
3. Предложены технологические решения управления эффективностью стружкообразо-вания за счет целенаправленного выбора состава и конструкции упрочняющих износостойких покрытий колесотокарного инструмента.
4. Комплекс предложенных конструктивных и технологических решений по повышению эффективности стружколомания при колесотокарной обработке позволил повысить производительность обработки и работоспособность инструмента.
Литература
1. Мокрицкий Б. Я. Повышение работоспособности металлорежущего инструмента путем управления свойствами инструментального материала. Владивосток: Дальнаука, 2010.232 с.
2. Пат. РФ № 2198767 МПК в 23 В 27/16. Колесо-токарная режущая пластина и способ ее изготовления/ В. С. Фадеев, Б. Я. Мокрицкий. 20.02.2003 г. Бюл. № 5.
3. Пат. РФ № 2196026 МПК в 23 В 27/16. Режущая пластина / Б. Я. Мокрицкий, А. В. Конаков, Ю. Л. Чиг-рин, О. В. Штанов. 10.01.2003 г. Бюл. № 1.
4. Пат. РФ № 2201317 МПК в 23 В 27/16. Тангенциальная режущая пластина/ В. С. Фадеев, Б. Я. Мок-рицкий, А. В. Конаков, Ю. Л. Чигрин. 27.03.2003 г. Бюл. № 9.
5. Григорьев С. Н., Табаков В. П., Волосова М. А.
Технологические методы повышения износостойкости контактных площадок режущего инструмента / С. Н. Григорьев, В. П. Табаков, М. А. Волосова. Старый Оскол: ТНТ, 2011. 380 с.
6. Верещака А. С., Табаков В. П., Жогин А. С. Износ твердосплавных инструментов с покрытием // Вестн. машиностроения. 1981. № 4. С. 45-47.
7. Григорьев С. Н. Методы повышения стойкости режущего инструмента: учеб. для студентов втузов. М.: Машиностроение, 2009. 368 с.
8. Верещака А. С., Верещака А. А. Тенденции совершенствования и методология создания функциональных покрытий для режущего инструмента. Современные технологии в машиностроении: сб. науч. статей / Под ред. А. И. Грабченко. Харьков, 2007. С. 192-235.
/Г
Открыта постоянная редакционная подписка на научно-производственный журнал «МЕТАЛЛООБРАБОТКА». Журнал учрежден и издается ОАО «Издательство «Политехника» с 2001 г.
Тематика: обработка материалов резанием, давлением, электрофизические и электрохимические методы обработки; новые технологии и материалы.
Тираж 2500 экз., объем 56 с., периодичность — 6 номеров в год, стоимость одного номера — 700 руб. Постоянным подписчикам 10 % скидка. С 2003 г. журнал включен в Перечень ВАК.
Приглашаем к сотрудничеству авторов: научные статьи, одобренные редколлегией, редактируются и печатаются бесплатно.
Для рекламодателей по запросу высылаем расценки.
Подписные индексы: по каталогу «Роспечать» — № 14250, по Объединенному каталогу «Пресса России» (через агентство «Книга-сервис») — № 11828
