124392 (592940), страница 12

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 12)

Сравнительные испытания деталей с плазменным покрытием из порошка ПГ-СРЗ (47—50 HRC)., проведенные Ю. А. Харламовым [106] показали, что при точении резцами с пластинами из киборита производительность черновой (по корке) и чистовой обработки будет соответственно в 10 и 6 раз выше, а параметры шероховатости обработанной поверхности и среднем на 20% ниже, чем при использовании резцов с пластинами из сплава марки ВК8. При выборе геометрических параметров инструмента также существуют закономерности. Учитывая что покрытия являются труднообрабатываем материалом, для повышения прочности режущего клина, рекомендуется принимать отрицательный передний угол Необходим достаточно большой радиус при вершине резца (0,3-1,0 мм) или переходная режущая кромка с φ₀ ⁼ 0° (0,05-0,3 мм). Главный угол в плане резца должен составлять 30-35° или больше, так как его малые значения предопределяют появление значительной радиальной составляющей силы резания. Главный угол в плане рекомендуется принимать =30…35, при уменьшении этого угла увеличивается радиальная сила, что способствует увеличению вибраций, что отрицательно сказывается на качестве обработанной поверхности. Задний угол рекомендуется выбирать в пределах 5…10, в случае его увеличения, как показали исследования С.А. Клименко стойкость снижается. Покрытия могут обрабатываться инструментом, оснащенным круглыми неперетачиваемыми и многогранными пластинами ПСТМ. Геометрические параметры резцов с неперетачиваемыми пластинами киборита, систематизированные Г.В. Боровским приведены в табл. 1.3

При удалении наиболее дефектного поверхностного слоя покрытия (корки) с глубиной резания до 2,5 мм следует затачивать резцы с передним углом — (15…20)°. Большей твердости обрабатываемого материала соответствует меньшее значение переднего угла.

При использовании резцов с механическим креплением режущего элемента державку оснащают шлифованной подкладкой из твердого сплава под режущий элемент. Это позволяет избежать деформации державки под действием сил резания при высокой температуре в зоне обработки. Зажимающий участок прихвата также армируют твердым сплавом, что снижает его износ сходящей стружкой и значительно повышает надежность работы.

Геометрические параметры резцов с неперетачиваемыми пластинами из киборита.

Таблица 5.3

Паяные резцы применяют при глубине резания до 1,0 мм, что связано с прочностью паяного соединения.

Для удаления припуска более 2,5…3,0 мм используют резцы с несколькими режущими элементами, каждый из которых удаляет припуск в пределах 1,0…1,5 мм.

Режущие элементы круглой формы из киборита можно поворачивать вокруг оси, что увеличивает период их стойкости в 5— 6 раз переворачивать с целью использования ее опорной поверхности' в качестве передней поверхности инструмента при полном ее износе с одной стороны, последовательно обтачивать по диаметру до меньших размеров, что в 20…30 раз увеличивает общий период стойкости инструмента до полного износа пластины при условии отсутствия хрупкого разрушения. Начальный диаметр пластины может составлять 7…8 мм.

Наибольшее влияние на стойкость инструмента оказывают скорость резания и подача, от которых зависит температура на контактных поверхностях инструмента При использовании резцов из гексанита-Р влияние режимов обработки, а особенно скорости резания, на стойкость проявляется сильнее, чем в случае применения резцов из эльбора-Р. Стойкость инструмента из композита 10 при черновом точении в 2-4 раза ниже, чем при чистовом. Влияние подачи на стойкость инструмента неоднозначно. В процессе резания покрытия ПГ-СР3 при скорости резания 0,5…0,7 м/с увеличение подачи от 0,04 до 0,30 мм/об вызывает возрастание стойкости инструмента а при скорости резания. более 12м/с - ее снижение. Это объясняется совместным влиянием скорости резания и подачи на теплообразование в зоне резания.

Износ инструментов из ПСТМ на основе КНБ существенно зависит от химического состава обрабатываемого покрытия. Наличие в нем титана и значительного количества хрома резко интенсифицирует износ инструмента вследствие химического взаимодействия на контактных площадках. Первоначально наибольший износ наблюдается в месте схода свободного края стружки, а затем распространяется на всю главную и частично на вспомогательную режущие кромки. Период приработочного износа составляет 5—10 мин. В широком диапазоне условий обработки износ инструмента носит комплексный характер, включая абразивный, адгезионный, диффузионный и химический (окислительный и эвтектический) виды износа.

С увеличением твердости покрытия до HRC₃ 58 стойкость инструмента из ПСТМ снижается, а эффективность его применения по сравнению с эффективностью использования твердосплавного инструмента возрастает.

За критерий затупления инструмента из гексанита-Р, эльбора-Р и других ПСТМ по результатам исследований Г.В. Боровского рекомендуется принимать величину фаски износа по задней поверхности h₃, равную 0,4…0,6 мм, а в некоторых случаях — 0,6…0,7 мм. При обработке покрытий на основе твердых сплавов группы ВК для резцов из гексанита-Р таким критерием является h₃ = 0,20…0,25 мм. Для круглых пластин из амборита рекомендуется h₃=0,4…0,5 мм, а для пластин другой формы — 0,25…0,35 мм. Для поликристаллов из киборита при точении газотермических покрытий принимают h₃=0,4 мм; для газопламенных покрытий Нп-65г — h₃= 0,6 мм.

При обработке покрытий необходимо также уделять внимание силам, возникающим при резании, так как их высокие значения могут привести к дефектам при обработке. Значительная радиальная сила резания обусловливает возможность сколов при входе и выходе инструмента из детали, а также появление вибраций при недостаточной жесткости системы СПИД, что особенно характерно для изношенного инструмента.

В общем случае силы резания зависят от физико-механических свойств обрабатываемого материала, режимов резания (v, s, t), геометрических параметров режущей части инструментов (, , и др.) и величины износа по задней поверхности h.

На рисунках 5.1 и 5.2 приведены зависимости технологических составляющих сил резания Р_у,Р_Z, Р_х от условий точения напыленного покрытия ПГ-10Н.

При точении покрытий резцами из ПСТМ износ инструмента в наибольшей степени происходит по задней поверхности. Чем больше величина износа (увеличение площади контакта рабочих поверхностей резца с обработанной поверхностью), тем больше трение задней поверхности инструмента о заготовку и тем больше составляющие силы резания, особенно радиальная P_y. Кроме того, при внедрении в обрабатываемую поверхность резцу необходимо преодолеть со стороны задней поверхности силы упруго-пластического противодействия, которые для твердых покрытий будут значительными, что также повлечет увеличение составляющей Р_y.

Характерным для обработки покрытий инструментами из КНБ является большее значение составляющей Р_y по сравнению с составляющими Р_z, Р_x. что свидетельствует о более высоком уровне сил на задней поверхности резца.

На уменьшение составляющих силы резания при увеличении скорости резания до значений v>1,9 м/с (рис. 5.1) влияют разупрочнение поверхностного слоя покрытия, а также особенности механизма износа инструмента при высоких температурах в зоне резания. Повышение скорости резания вызывает и увеличение скорости деформации материала покрытия в зоне резания в результате чего уменьшается объем зоны распространения деформации и снижается величина составляющих силы резания, причем интенсивность уменьшения составляющих Р_x, Р_y, и Р_z близка между собой.

Увеличение подачи инструмента в соответствии с общими закономерностями процесса резания, увеличивает площадь сечения срезаемого слоя, вызывает и увеличение сопротивления материала покрытия стружкообразованию. Составляющие силы резания при этом будут возрастать (рис 5.1).

Рис. 5.1 Влияние условий точения покрытий ПГ-ЮН-01 инструментом из киборита на силы резания [44]: скорости резания (штриховая) при S= 0,2 мм/об, t=0.25 мм, =101,5^о и подачи (сплошная) при v=2,4 м/с, h =0,25мм, =101,5 ^о

Рис. 5.2 Влияние условий точения покрытий ПГ-ЮН-01 инструментом из киборита на силы резания на износ инструмента по задней поверхности [44] при v=2,4 м/с, 3=0,2 мм/об. =101,5 ^о

Для случая точения покрытия ПГ-10Н-01 получены адекватные зависимости [44]

, (5.5)

, (5.6)

, (5.7)

где s – подача, мм/об; h – ширина износа инструмента по задней поверхности, мм;  – угол резания, градус; V – скорость резания м/мин.

Аналогичные результаты получены в работе А.Е. Шило.

Учитывая область применения деталей с покрытиями и их специфические свойства, особенно важной является оценка возможности режущего инструмента по формированию состояния поверхностного слоя и, в частности, шероховатости обработанной поверхности.

Результаты экспериментального исследования шероховатости поверхности покрытия ПГ-10Н-01 позволили получить уравнение регрессии, описывающее зависимость высотных параметров шероховатости от условий резания:

, (5.8)

где s – подача, мм/об; мм; d – угол резания, градус; V – скорость резания м/мин.

Анализ уравнения показывает, что в рассматриваемых условиях наибольшее влияние на шероховатость поверхности оказывает скорость резания, с увеличением которой высота неровностей снижается. Увеличение других рассматриваемых параметров приводит к росту высоты неровностей на обработанной поверхности.

Незначительное возрастание величины Ra с ростом подачи объясняется большой величиной радиуса при вершине инструмента.

Вероятно, влияние износа инструмента определяется ростом контактной температуры на задней поверхности, силы Р_у и связанной с этим интенсивностью колебательных процессов. То, что увеличение износа не приводит к резкому увеличению шероховатости, объясняется возникновением выглаживающего эффекта. Влияние угла резания на шероховатость поверхности проявляется за счет изменения переднего угла инструмента. Чем больше угол заострения тем больше объем деформируемого обрабатываемого материала, воздействие которого на шероховатость поверхности выражается в возрастании высоты неровностей, которое к тому же из-за неоднородности структуры покрытия имеет значительную неравномерность.

Как показывают исследования С.А. Клименко [44], достичь низкой шероховатости достаточно трудно и в большинстве случаев она находилась в пределах Ra = 0,5-0,8 мкм.

Пути повышения эффективности обработки напыленных покрытий

Учитывая специфические свойства напыленных защитных покрытий, определяющие тяжелые условия резания при их механической обработке, повышение работоспособности режущего инструмента и качества обработанной поверхности являются актуальными задачами с точки зрения практического использования, так и с научных позиций. Основными направлениями повышения эффективности обработки напыленных покрытий являются.

1. повышение виброустойчивости процесса

Характеристики

Список файлов ВКР