Влияние методов облагораживания поверхностей на износостойкость твердосплавного инструмента Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

Решетневскуе чтения. 2013

Рис. 2. Геометрическая модель: 1-11 - продольная подача, Б = 3,75 мм/об, максимальная толщина срезаемого слоя 1,25 мм

Аналитическая часть модели включает в себя исходные данные о профиле обрабатываемой винтовой поверхности детали и инструмента, выбор подвижной и неподвижной центроид, выполнение расчета координат фиксирующих точек по одной из указанных выше формул. Кроме того, в аналитической части устанавливают исследуемый диапазон изменения величины продольной подачи и глубины резания, а также определяют диапазон изменения угла качения ф.

Графическая часть модели была реализована с помощью пакета программ МаШ1аЪ (рис. 2). В итоге получили графическую часть модели, позволяющую совместно с аналитической частью выполнять анализ процесса генерации профиля винтовой поверхности ротационным точением многолезвийным инструментом.

Библиографическая ссылка

1. Устройство для ротационной обработки винтовой поверхности глобоидных червяков / А. В. Сутя-гин, Ю. В. Сутягина, Л. С. Малько, И. В. Трифанов // Решетневские чтения : материалы XV Междунар. науч. конф. Красноярск, 2012.

Reference

1. Sutjagin A. V. Ustrojstvo dlja rotacionnoj obrabotki vintovoj poverhnosti globoidnyh chervjakov / A. V. Sutjagin, Ju. V. Sutjagina, L. S. Mal'ko, I. V. Trifanov // Reshetnevskie chtenija : materialy XV Mezhdunar. nauch. konf., Krasnojarsk 2012.

© Сутягин А. В., Малько Л. С., Трифанов И. В., 2013

УДК 621.6.09:65.012.23(075)

ВЛИЯНИЕ МЕТОДОВ ОБЛАГОРАЖИВАНИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ НА ИЗНОСОСТОЙКОСТЬ ТВЕРДОСПЛАВНОГО ИНСТРУМЕНТА

С. Ю. Сыроежко, Н. А. Амельченко, В. Д. Утенков

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Россия, 660014, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31. E-mail: norb_3000@mail.ru

Проведен анализ перспективных методов поверхностного упрочнения материалов, преследующих продление срока службы инструмента за счет повышения его режущей способности и коррозионной стойкости.

Ключевые слова: износостойкость, режущий инструмент.

Технология и мехатроника в машиностроении

INFLUENCE OF METHODS OF THE UPCLASSING SURFACES TO IMPROVE WEAR RESISTANCE OF THE HARD-ALLOY TOOLS

S. U. Syroezhko, N. A. Amelchenko, V. D. Utenkov

Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660014, Russia. E-mail: norb_3000@mail.ru

The analysis of perspective methods of material surface hardening pursuing extension of the tool lifetime by increasing its cutting ability and corrosion resistance is carried out.

Keywords: wear resistance, cutting tool.

В числе прогрессивных технологических направлений развития машиностроительной отрасли одним из ведущих направлений является упрочнение части инструмента. Эти методы позволяют увеличить срок службы инструмента, его износостойкость, поверхностную прочность, интенсификацию режимов резания и вместе с этим уменьшить время обработки. Изделия, обрабатываемые такими инструментами, получают наименьшую шероховатость поверхности и минимальную себестоимость выпускаемой продукции.

Одним из ведущих направлений является лазерное упрочнение, сущность которого заключается в быстром нагреве до температуры плавления поверхностного слоя металла с последующим быстрым охлаждением путем отвода тепла в основной объем металла, остающийся практически холодным. Чаще всего используют лазерную обработку без оплавления с сохранением исходной шероховатости Яа=0,16-1,25мкм. Глубина упрочняемого слоя металла определяется величиной допустимого линейного износа [1].

Производительность лазерного упрочнения можно определить по известной формуле

^лаз.упр. = №о, (1)

где Кп - коэффициент перекрытия; V - скорость движения луча или детали, м/с; d0 - диаметр пучка (ширина дорожки упрочнения), d0 = 1-1,5 мм.

Возможна обработка перекрывающимися и неперекрывающимися дорожками. При наложении дорожки упрочнения происходит частичный нагрев предыдущей упрочненной зоны, что может привести к отпуску и снижению твердости. При обработке неперекрывающимися дорожками зазор между ними составляет 10-30 % от площади обрабатываемой поверхности, происходит уменьшение износа в 2-3 раза.

Одной из наиболее распространенных обработок является плазменная технология. Использование низкотемпературной плазмы эффективно не только для переплава металлов и сплавов; напыления износостойких, жаропрочных и коррозионностойких покрытий резки и сварки различных материалов, но и для поверхностного упрочнения различных изделий.

Плазменное поверхностное упрочнение находит широкое применение как в условиях мелкосерийного и единичного, так и крупносерийного и массового производства. Сущность его заключается в термических фазовых и структурных превращениях, происходящих при быстром концентрированном нагреве рабочей поверхности детали плазменной струей (дугой) и теплоотводе в материал детали.

Проблема создания инструментального материала с «идеальными свойствами» может решиться применением такого метода поверхностного упрочнения, как вакуумно-дуговой процесс напыления №Тг Принцип нанесения состоит в том, что материал необходимо поместить в камеру с вакуумом до 5 • 10-5 атм. и при помощи объемного вакуумно-дугового разряда, создаваемого титановыми электродами, нанести покрытие на инструмент.

Используя величину микротвердости Нц°, можно определить твердость покрытия по Мейеру НМ по формуле [2]

НМ = Н °/sin 68°

(2)

где Нц° - твердость покрытия, Па.

Часто покрытия одного состава или строения рекомендуют использовать для различных методов механической обработки и, следовательно, для различных условий резания, и наоборот - для одного и того же вида обработки рекомендуют разные покрытия.

В результате нанесения покрытия NiTi износостойкость цилиндрической трехзубой фрезы 012 мм увеличилась на 28 % по сравнению со стандартным образцом при обработке алюминиевого сплава АМг6. Обработка производилась на вертикальном обрабатывающем центре Fadal VMC 3016 с частотой вращения шпинделя 8 000 мин-1 и скоростью резания 300 м/мин. В ходе исследования можно сделать вывод о целесообразности применения данного метода для улучшения режущих характеристик инструмента.

Библиографические ссылки

1. Степанова Т. Ю. Технологии поверхностного упрочнения деталей машин : учеб. пособие / Иван. гос. хим.-технол. ун-т. Иваново, 2009. 64 с.

2. Табаков В. П., Чихранов А. В. Определение механических характеристик износостойких ионно-плазменных покрытий на основе нитрида титана // Изв. Самар. науч. центра Рос. акад. наук. 2010. Т. 12. № 4.

References

1. Stepanova T. Technology of surface hardening of machine parts: a training manual. Ivan. State. Chem-tehnol. University. Ivanovo, 2009. 64 р.

2. Tаbacоv V. P., Chihranov A. V. Determination of mechanical properties of wear-resistant ion-plasma coatings based on titanium nitride materials in the collection // Proceedings of the Samara Scientific Center of the Russian Academy of Sciences. 2010. Vol. 12, № 4.

© Сыроежко С. Ю., Амельченко Н. А., Утенков В. Д., 2013