![]() |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Главная Рефераты по рекламе Рефераты по физике Рефераты по философии Рефераты по финансам Рефераты по химии Рефераты по хозяйственному праву Рефераты по цифровым устройствам Рефераты по экологическому праву Рефераты по экономико-математическому моделированию Рефераты по экономической географии Рефераты по экономической теории Рефераты по этике Рефераты по юриспруденции Рефераты по языковедению Рефераты по юридическим наукам Рефераты по истории Рефераты по компьютерным наукам Рефераты по медицинским наукам Рефераты по финансовым наукам Рефераты по управленческим наукам психология педагогика Промышленность производство Биология и химия Языкознание филология Издательское дело и полиграфия Рефераты по краеведению и этнографии Рефераты по религии и мифологии Рефераты по медицине |
Реферат: Підвищення ефективності чистового точіння сталей різцями з різальними пластинами з безвольфрамових твердих сплавів за допомогою обробки імпульсним магнітним полемРеферат: Підвищення ефективності чистового точіння сталей різцями з різальними пластинами з безвольфрамових твердих сплавів за допомогою обробки імпульсним магнітним полемМІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ Національний університет «Львівська політехніка» Кафедра «Технології машинобудування» Реферат Дисципліна: Наукові дослідження ”ПІДВИЩЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ЧИСТОВОГО ТОЧІННЯ СТАЛЕЙ РІЗЦЯМИ З РІЗАЛЬНИМИ ПЛАСТИНАМИ З БЕЗВОЛЬФРАМОВИХ ТВЕРДИХ СПЛАВІВ ЗА ДОПОМОГОЮ ОБРОБКИ ІМПУЛЬСНИМ МАГНІТНИМ ПОЛЕМ” Львів – 2008р. Зміст Вступ 1 Теоретичн дані 2 Вибір методу дослідження інтенсивності зношування та стійкості різців 3 Теоретичне обгрунтування підвищення ефективності чистового точіння сталей різцями з різальними пластинами з БВТС в результаті ОІМП 4 Результати експериментальних досліджень впливу ОІМП на мікротвердість поверхневого шару та структуру безвольфрамового твердого сплаву ТН20 Висновок Використана література Вступ Важливим напрямком розвитку інструментального виробництва створення та впровадження економічних інструментальних матеріалів, що характеризуються зниженим вмістом вольфраму або не містять його зовсім. Серед цих матеріалів чільне місце посідають безвольфрамові тверді сплави (БВТС), основною сферою використання яких є чистове точіння сталей. Проте, ефективність операцій чистового точіння сталей різцями з різальними пластинами з БВТС залишається недостатньо високою. Підвищення ефективності цих операцій може бути забезпечене за рахунок використання сучасних зміцнюючих технологій. Разом з тим, відомі способи нанесення зносостійких покриттів на різальні пластини є дорогими, характеризуються складністю технології та обладнання, підвищеними вимогами до кваліфікац персоналу. Віброабразивна обробка різальних пластин з БВТС не забезпечу підвищення стійкості різців при точінні сталей з малими площинами перетину зрізу. В зв'язку з цим набуває актуальності розробка нового способу підвищення ефективності чистового точіння сталей різцями з різальними пластинами з БВТС, позбавленого недоліків перерахованих технологій. В якост такого способу може бути запропонована обробка імпульсним магнітним полем (ОІМП) різальних пластин, що за рахунок підвищення мікротвердості поверхневого шару твердого сплаву внаслідок деформаційної дії магнітного поля на структуру феромагнітної зв’язуючої фази дозволяє знизити інтенсивність зношування нструменту, покращити характеристики процесу різання, і в результат забезпечити підвищення стійкості різців і технологічних характеристик оброблюваних деталей. Мета і задачі дослідження. Мета дослідження: підвищення ефективності чистового точіння сталей різцями з різальними пластинами з безвольфрамових твердих сплавів за рахунок розробки та впровадження технологічного методу обробки імпульсним магнітним полем різальних пластин і вибору раціональних режимів різання. Задачі дослідження: 1. Встановити характер впливу обробки імпульсним магнітним полем різальних пластин на характеристики нтенсивності зношування інструменту та процесу різання, які визначають стійкість різців та технологічні характеристики деталей. 2. Розробити теоретичну модель впливу обробки імпульсним магнітним полем на структуру та мікротвердість поверхневого шару безвольфрамових твердих сплавів. 3. Обґрунтувати та експериментально підтвердити підвищення показників стійкості різців та технологічних характеристик оброблюваних деталей в результаті обробки мпульсним магнітним полем різальних пластин. 4. Визначити раціональні режими обробки імпульсним магнітним полем різальних пластин, що забезпечують найбільше підвищення стійкості різців. 5. Визначити раціональні режими різання різцями з пластинами, обробленими імпульсним магнітним полем, як забезпечують максимальну стійкість різців та найкращі технологічн характеристики оброблюваних деталей. 6. Розробити рекомендації з практичного використання обробки імпульсним магнітним полем різальних пластин з безвольфрамових твердих сплавів для підвищення ефективності чистового точіння сталей різцями з цими пластинами. Об'єкт дослідження – процеси чистового точіння сталей різцями з різальними пластинами з безвольфрамових твердих сплавів. Предмет дослідження – вплив обробки імпульсним магнітним полем різальних пластин на стійкість різців та технологічні характеристики оброблюваних деталей. Методи дослідження. Теоретичне обґрунтування підвищення ефективності чистового точіння сталей різцями з різальними пластинами з БВТС в результаті ОІМП базувалось на наукових положеннях теорії різання, зокрема теорії зношування твердосплавного нструменту, пластичної деформації оброблюваної сталі та контактних процесів в зоні різання, а також на положеннях матеріалознавства твердих сплавів та технології машинобудування. Теоретична модель впливу ОІМП на структуру та мікротвердість поверхневого шару БВТС розроблялась на основі фізичних принципів магнітострикції. Експериментальні дослідження проводились в лабораторних виробничих умовах з подальшою статистичною обробкою результатів. Використовувались кореляційний аналіз, планування експерименту, апроксимація експериментальних залежностей відомими моделями. Вплив ОІМП на структуру БВТС досліджувався за допомогою рентгеноструктурного аналізу. 1.Теоретичні дані Найперспективнішим напрямком підвищення ефективності чистового точіння сталей різцями з різальними пластинами з БВТС є використання сучасних зміцнюючих технологій. Дані про підвищення стійкості різців з пластинами з БВТС в результаті нанесення зносостійких покриттів та віброабразивної обробки (ВАО) пластин містяться в роботах О.С. Верещаки, М.І. Зінов’єва, В.Я. Крючкова та ін. Разом з тим, слід відзначити, що відомі способи нанесення зносостійких покриттів на різальні пластини з БВТС (методи ГТ, ДТ, КІБ) є дорогими, характеризуються складністю технології та обладнання, підвищеними вимогами до кваліфікації персоналу, нанесення покриттів методами ГТ і ДТ знижує міцність різальних пластин, а ВАО не забезпечує істотного підвищення стійкості різців при чистовому точінні сталей з малими площинами перетину зрізу. В якості способу підвищення ефективності чистового точіння сталей різцями з різальними пластинами з БВТС, позбавленого недоліків перерахованих технологій, може бути запропонована обробка імпульсним магнітним полем (ОІМП) різальних пластин. ОІМП успішно використовується для підвищення стійкост нструменту зі швидкорізальної сталі (роботи С.М. Постнікова, Ю.О. Бородкіна, М.Т. Галєя та ін.) та твердих сплавів (роботи А. Герганова та ін.) за рахунок підвищення фізико-механічних властивостей інструментального матеріалу. Відомості про ОІМП різальних пластин з БВТС відсутні. Проте наявність в склад БВТС феромагнітної зв’язуючої фази з магнітними характеристиками, близькими до заліза, дозволяє стверджувати про можливість використання ОІМП для підвищення ефективності чистового точіння сталей різцями з різальними пластинами з БВТС, яке повинно базуватися на зниженні інтенсивності зношування та полегшенн характеристик процесу різання за рахунок підвищення мікротвердості поверхневого шару твердого сплаву внаслідок субструктурного зміцнення його фаз. 2 Вибір методу дослідження інтенсивності зношування та стійкості різців Дослідження інтенсивності зношування та стійкості різців,
характеристик процесу різання здійснювались при чистовому подовжньому точінн
сталей 45, У8А, 30Х13 на верстатах 1К625Сп, 16К20, 1А660Ф3. В якост
нструментального матеріалу був обраний твердий сплав ТН20 (ГОСТ 26530-85), що
характеризується найбільшою серед БВТС зносостійкістю при чистовому точінн
сталей. Використовувались різці токарні за ТУ 2-035-892-82 та різальні пластини
02114–080608, 02114–080610, 02114–080612 (ГОСТ 19048-80). Геометричні параметри
різців: Вимірювання мікротвердості поверхневого шару твердого сплаву проводилось на приладі ПМТ–3. Рентгеноструктурний аналіз твердого сплаву здійснювався на рентгенометричному дифрактометрі ДРОН–4–07. Складові сили різання вимірювали динамометром УДМ-600. Термо-ЕРС 3 Теоретичне обгрунтування підвищення ефективності чистового точіння сталей різцями з різальними пластинами з БВТС в результаті ОІМП Інтенсивність зношування різців з різальними пластинами з БВТС при
чистовому точінні сталей визначається співвідношенням міцності адгезійних
зв'язків на зріз при наявності пластичних деформацій на контакті та
мікротвердості поверхневого шару твердого сплаву
де Підвищення
На
прикладі твердого сплаву ТН20 розроблено теоретичну модель впливу ОІМП на
структуру та мікротвердість поверхневого шару БВТС. Підвищення мікротвердості –
для залежності
–
для залежності
для залежності
Зниження
нтенсивності зношування різців та полегшення умов процесу різання внаслідок
зниження інтенсивності пластичної деформації сталі та тертя на контактних поверхнях
нструменту обумовлює підвищення стійкості різців з пластинами з БВТС в
результаті ОІМП. Залежність коефіцієнту На основі розгляду характеру впливу магнітної обробки на показники
нтенсивності пластичної деформації сталі (зниження кута дії Зниження інтенсивності зношування різців та полегшення умов
процесу різання закономірно впливають на технологічні характеристики
оброблюваних деталей, зокрема точність обробки та шорсткість оброблено
поверхні, що є надзвичайно важливим для операцій чистової токарної обробки.
Зменшення Таким чином, підвищення ефективності чистового точіння сталей різцями з різальними пластинами з БВТС в результаті ОІМП носить комплексний характер та включа підвищення стійкості та стабільності стійкісних характеристик різців, точност обробки та зниження шорсткості обробленої поверхні деталей. 4 Результати експериментальних досліджень впливу ОІМП на мікротвердість поверхневого шару та структуру безвольфрамового твердого сплаву ТН20 Встановлено, що ОІМП підвищує мікротвердість Результати рентгеноструктурного аналізу твердого сплаву ТН20 у
вихідному стані та після ОІМП підтвердили представлену в роботі теоретичну
модель впливу ОІМП на структуру БВТС. В результаті ОІМП твердого сплаву з
режимами, що забезпечують найбільше підвищення При чистовому точінні сталей 45 та У8А встановлено підвищення
стійкості різців в результаті ОІМП різальних пластин в усьому діапазон
досліджуваних режимів магнітної обробки, крім Таблиця 1 Вплив ОІМП на рівень
Таблиця 2 Параметричні рівняння максимальної розмірної стійкості різців з різальними пластинами з твердого сплаву ТН20 у вихідному стані і після ОИМП
ти Встановлено, що
ОІМП знижує у 1,47–1,73 рази коефіцієнт Зниження Висновок1. В роботі вирішена актуальна наукова задача підвищення ефективності чистового точіння сталей різцями з різальними пластинами з безвольфрамових твердих сплавів (БВТС) за рахунок розробки та впровадження технологічного методу обробки імпульсним магнітним полем (ОІМП) різальних пластин і вибору раціональних режимів різання. 2. Встановлено, що ОІМП різальних пластин з БВТС знижує інтенсивність зношування різців, оснащених цими пластинами, при чистовому точінні сталей за рахунок підвищення мікротвердост поверхневого шару твердого сплаву, а також забезпечує зниження показників деформації оброблюваної сталі, коефіцієнтів тертя на контактних поверхнях, температури різання за рахунок підвищення співвідношення контактних твердостей нструментального та оброблюваного матеріалу. 3. На прикладі твердого сплаву ТН20 розроблено теоретичну модель впливу ОІМП на структуру і мікротвердість поверхневого шару БВТС. Згідно з цією моделлю дія магнітного поля виклика пластичну деформацію стискування зв’язуючої фази та обумовлене нею стискування карбідних зерен, що призводить до підвищення мікротвердості поверхневого шару твердого сплаву внаслідок зміцнення його фаз, яке має магнітострикційну природу, дислокаційний механізм протікання та субструктурний характер. Встановлено характер залежностей коефіцієнту відносного підвищення мікротвердості поверхневого шару твердого сплаву від напруженості поля, тривалості магнітної обробки, часу витримки різальних пластин після ОІМП. 4. Визначено раціональні режими ОІМП різальних пластин з безвольфрамового твердого сплаву ТН20, що забезпечують найбільше підвищення стійкості різців з цими пластинами при чистовому точінн сталей 45 та У8А. Встановлено, що найбільше підвищення стійкості різців відбувається в результаті ОІМП з режимами, що забезпечують найбільше підвищення мікротвердості поверхневого шару твердого сплаву. 5.
ОІМП підвищує довжину шляху
різання при чистовому точінні сталей 45, У8А, 30Х13 різцями з різальними
пластинами з твердого сплаву ТН20 у всьому досліджуваному діапазоні швидкостей
різання. Найбільше підвищення довжини шляху різання відповідає оптимальним
швидкостям різання для різців з різальними пластинами, підданими ОІМП, і в
діапазоні досліджуваних подач і глибин різання складає: при точінні сталі 45 – 1,8
2,15 рази; сталі У8А – 1,94 – 2,28 рази; сталі 30Х13 – 1,52 – 2,08 рази.
Встановлено, що ОІМП знижує коефіцієнт варіації довжини шляху різання при
точінні сталей 45 та У8А на оптимальних швидкостях різання в 1,47–1,73 рази,
підвищує точність обробки деталей зі сталі 45 за рахунок зниження у 1,2–1,27
рази складової похибки, пов’язаної зі зносом різця, знижує в 1,15–1,2 рази
величину параметра шорсткості обробленої поверхні 6. Визначено раціональні режими різання при чистовому точінні сталей 45, У8А, 30Х13 різцями з різальними пластинами з твердого сплаву ТН20, обробленими імпульсним магнітним полем, як забезпечують максимальну довжину шляху різання і найкращі показники точност обробки і шорсткості оброблених поверхонь. Отримано математичні модел залежностей відносного поверхневого зносу різців і температури різання від режимів різання, параметричні рівняння максимальної розмірної стійкості, що служать основою для науково обґрунтованого вибору раціональних режимів різання при чистовому точінні сталей 45 і У8А різцями з пластинами з твердого сплаву ТН20, підданими ОІМП. 7. Встановлено підвищення рівня оптимальних швидкостей різання, що відповідають мінімальній інтенсивност зношування різців, при чистовому точінні сталей різцями з різальними пластинами з твердого сплаву ТН20 в результаті ОІМП різальних пластин. Підвищення рівня оптимальних швидкостей різання відбувається внаслідок зниження термомеханічно напруженості в зоні різання, обумовленого підвищенням співвідношення контактних твердостей інструментального та оброблюваного матеріалів після магнітно обробки різальних пластин. Величина підвищення в діапазоні досліджуваних подач глибин різання складає: при точінні сталі 45 –33,3 – 43,8 %, сталі У8А – 29,1 41,9 %; стали 30Х13 – 13,3 – 25 %. 8. Розроблено рекомендації з практичного використання технологічного методу ОІМП різальних пластин з твердого сплаву ТН20 з метою підвищення ефективності чистового точіння сталей різцями з цими пластинами. Складено номограми для вибору режимів різання при чистовому точінні сталей 45 і У8А різцями з різальними пластинами з твердого сплаву ТН20, підданими ОІМП. 9. Практичні результати роботи впроваджені у виробництво при виготовленні деталей важких токарних верстатів на ВАТ “Краматорський завод важкого верстатобудування”. Річний економічний ефект від впровадження склав 55,3 тис. грн. Результати досліджень впроваджені до навчального процесу Донбаської державної машинобудівної академії. Використана література1. Калиниченко В.В. Перспективы повышения работоспособности режущего инструмента из безвольфрамовых твердых сплавов методами виброабразивной и магнитной обработки // Резание и инструмент в технологических системах: Международный научно-технический сборник. - Харьков, 1999. - Вып. 54. - С. 125-129. 2. Зиновьев Н.И., Калиниченко В.В. Влияние импульсной магнитной обработки на безвольфрамовые твердые сплавы // Резание и инструмент в технологических системах: Международный научно-технический сборник. - Харьков, 1999. - Вып. 55. - С. 110-114. Здобувачем проведені дослідження впливу ОІМП на мікротвердість поверхневого шару та структуру твердого сплаву ТН20. 3. Зиновьев Н.И., Калиниченко В.В. Изменение структуры и свойств безвольфрамовых твердых сплавов при обработке импульсным магнитным полем // Авиационно-космическая техника и технология: Труды Государственного аэрокосмического университета им. Н.Е. Жуковского “ХАИ”. - Харьков, 1999. - Вып. 11. - С. 269-272. Здобувачем проведені дослідження впливу ОІМП на структуру твердого сплаву ТН20. 4. Зиновьев Н.И., Калиниченко В.В. Повышение эксплуатационных свойств режущего инструмента из безвольфрамовых твердых сплавов // Надійність нструменту та оптимізація технологічних систем: Збірник наукових праць. - Краматорськ: ДДМА, 1999. - Вип.9. - С. 97-100. Здобувачем проведені дослідження впливу ОІМП на мікротвердість поверхневого шару твердого сплаву ТН20. 5. Зиновьев Н.И., Калиниченко В.В. Влияние ОИМП на микротвердость поверхностного слоя и износ режущего инструмента из БВТС // Надійність нструменту та оптимізація технологічних систем: Збірник наукових праць. - Краматорськ: ДДМА, 2000. - Вип. 10. - С.117-122. Здобувачем проведені дослідження впливу режимів ОІМП на мікротвердість поверхневого шару твердого сплаву ТН20 і обґрунтування впливу ОІМП на інтенсивність зношування різців. 6. Зиновьев Н.И., Калиниченко В.В. Влияние режимов обработки импульсным магнитным полем на период стойкости и стабильность показателей микротвердости инструмента из твердого сплава ТН20 // Резание и инструмент в технологических системах: Международный научно-техн. сборник. - Харьков, 2001. - Вып. 59. - С. 101-105. Здобувачем проведені дослідження впливу режимів ОІМП на стійкість різців та коефіцієнт варіації мікротвердості поверхневого шару твердого сплаву, 7. Зиновьев Н.И., Калиниченко В.В. Влияние режимов резания на характеристики стойкости и относительного поверхностного износа резцов с режущими пластинами из безвольфрамового твердого сплава ТН20, обработанными импульсным магнитным полем. // Надійність інструменту та оптимізація технологічних систем: Збірник наукових праць. - Краматорськ: ДДМА, 2001. - Вип. 11. - С. 3-12. |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|