Температура резания инструментами с износостойкими покрытиями

Автор: Рыжкин Анатолий Андреевич, Пучкин Владимир Николаевич, Моисеев Денис Витальевич, Висторопская Флора Александровна

Журнал: Вестник Донского государственного технического университета @vestnik-donstu

Рубрика: Технические науки

Статья в выпуске: 4 (79) т.14, 2014 года.

Бесплатный доступ

Показано, что наличие покрытий на краях лунки и задней поверхности инструмента изменяет термо-ЭДС (ТЭДС), измеряемую методом естественной термопары, на величину не более 0,3-0,7 %. (Это следует из анализа электрической схемы зоны резания.) Значит, на ТЭДС (температуру резания) будет оказывать влияние лишь состав и свойства покрытий. Модельными теоретическими расчетами температуры по предложенной авторами зависимости показано, что температуры минимальны при использовании однослойных покрытий ZrO 2, TiN, AlN (для пары Т15К6 - Сталь 45) и ZrN, AlN, ZrO 2 и Al 2O 3 ( для пары Т15К6 - 12Х18Н10Т). Эксперименты по точению стали 45 твердосплавными пластинками Т15К6 подтвердили эффективность покрытий TiN+AlN, когда температура резания, усадка стружки и длина контакта по передней поверхности (l п) меньше, чем для базового сплава Т15К6.

Еще

Температура резания, тэдс, зоны резания, износостойкие покрытия, контактные процессы

Короткий адрес: https://sciup.org/14250096

IDR: 14250096 | DOI: 10.12737/6897

Список литературы Температура резания инструментами с износостойкими покрытиями

Табаков, В. П. Многослойные износостойкие покрытия для токарных резьбовых резцов/В. П. Табаков, Д. И. Сагитов//Технология машиностроения. -2013. -№ 6. -С. 21-26.
Табаков, В. П. Исследование износостойкости покрытий режущего инструмента, полученных с применением составных катодов/В. П. Табаков//Станки, инструмент. -1996. -№ 3. -С. 14-17.
Андреев, А. А. Износостойкие вакуумно-дуговые покрытия на основе титана в инструментальном производстве/А. А. Андреев, С. Н. Григорьев//Станки, инструмент. -2006. -№ 2. -С. 19-24.
Табаков, В. П. Многослойное покрытие инструмента в условиях прерывистого резания/В. П. Табаков, А. А. Ермольев//Станки, инструмент. -2005. -№ 7. -С. 21-24.
Исследование износостойкости режущих инструментов с износостойкими покрытиями/Л. Ш. Шустер //Трение и смазка в машинах и механизмах. -2007. -№ 5. -С. 32-34.
Мигранов, М. Ш. Износостойкость режущих инструментов с износостойкими покрытиями/М. Ш. Мигранов, Л. Ш. Шустер//Трение и износ. -2005. -№ 3, Т. 26. -С. 304-307.
Табаков, В. П. Влияние состава нитридных покрытий на тепловое и напряженное состояние режущего инструмента и интенсивность его износа/В. П. Табаков, А. В. Чихранов//Станки, инструмент, 2009. -№ 10. -С. 20-26.
Рыжкин, А. А. Теплофизические процессы при изнашивании инструментальных режущих материалов/А. А. Рыжкин. -Ростов-на-Дону: Издательский центр ДГТУ, 2005. -311 с.
Рыжкин, А. А. Обработка материалов резанием/А. А. Рыжкин, К. Г. Шучев, М. М. Климов. -Ростов-н/Д.: Издательский центр ДГТУ, 2007. -419 с.
Гуревич, Ю. Т. Поверхностное азотирование твердых сплавов на основе карбида титана/Ю. Т. Гуревич//Упрочняющие технологии и покрытия. -2009. -№ 9. -С. 28-29.
Расчет температуры задней поверхности режущего инструмента/А. А. Рыжкин //Проблемы синергетики в трибологии, трибоэлектрохимии, материаловедении и мехатронике: материалы XI междунар. науч.-практ. конф. -Новочеркасск, 2012. -С. 4-21.
Бессонов Л. А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи/Л. А. Бессонов.-Москва: Гардарики, 2006. -701 с.
Резников, А. А. Теплофизика резания/А. А. Резников. -Москва: Машиностроение, 1969. -288 с.
Сверхтвердые материалы. Получение и применение. В 6 т. Т. 5. Обработка материалов лезвийным инструментом/под. ред. С. А. Клименко//Национальная Академия наук Украины, Институт сверхтвердых материалов им. В. Н. Бакуля. -Киев, 2006. -316 с.
Влияние покрытий на тепловую обстановку в зоне резания/А. А. Рыжкин //Прогрессивные отделочно-упрочняющие технологии: межвуз. сб. статей. -Ростов-на-Дону, 1983. -С. 106-112.
Рыжкин, А. А. Исследование температурного поля в паре трения «деформируемое пространство -ограниченная пластина» с учетом объемности источника тепловыделения/А. А. Рыжкин//Надежность и эффективность станочных и инструментальных систем: сб. науч. тр. -Ростов-на-Дону, 1993. -С. 121-126.
Лыков, А. В. Теория теплопроводности/А. В. Лыков. -М.: Высшая школа, 1967. -536 с.
Исследование характеристик трения и износа ионно-плазменных покрытий, полученных на алюминиевом сплаве/С. Ф. Дудник //Физическая инженерия поверхности. -2004. -Т. 2, № 1. -С. 112-116.
Погребняк, А. Д. Формирование многослойного сверхтвердого покрытия Ti-Hf-Si-N/NbN/Al2O3 для высокоэффективной защиты/А. Д. Погребняк//Письма в журнал технической физики, 2013. -Т. 39, вып. 4. -С. 9-16.
Семенов, А. П. Трибологические свойства тугоплавких оксидов и неметаллических соединений при высоких температурах/А. П. Семенов//Трение и износ. -2008. -Т. 29, № 5. -С. 531-549.
Волосова, М. А. Влияние вакуумно-плазменных нитридных покрытий на контактные процессы и механизм изнашивания рабочих поверхностей быстрорежущего инструмента при прерывистом резании/М. А. Волосова, В. Д. Турин//Трение и износ. -2013. -Т. 34, № 3. -С. 246-255.
Влияние режимов импульсного лазерного осаждения на трибомеханические свойства тонкопленочных покрытий Mo-Si-Ni-C/М.Я. Бычкова //Упрочняющие технологии и покрытия, 2011. -№ 9. -С. 23-31.
Гадалов, В. Н. Износостойкие покрытия для режущего инструмента (состояние и перспектива развития)/В. Н. Гадалов//Технология машиностроения, 2011. -№ 7. -С. 26-28.
Tabakov, V. P., Sagitov, D. I. Mnogosloynye iznosostoykie pokrytiya dlya tokarnykh rez'bovykh reztsov. Tekhnologiya Mashinostroeniya, 2013, no. 6, pp. 21-26 (in Russian).
Tabakov, V. P. Issledovanie iznosostoykosti pokrytiy rezhushchego instrumenta, poluchennykh s primeneniem sostavnykh katodov. Stanki, instrument. 1996, no. 3, pp. 14-17 (in Russian).
Andreyev, А. А., Grigoryev, S. N. Iznosostoykie vakuumno-dugovye pokrytiya na osnove titana v instrumental'nom proizvodstve. Stanki, instrument. 2006, no. 2, pp. 19-24 (in Russian).
Tabakov, V. P., Yermolyev, A. A. Mnogosloynoe pokrytie instrumenta v usloviyakh preryvistogo rezaniya. Stanki, instrument. 2005, no. 7, pp. 21-24 (in Russian).
Shuster, L.Sh., et al. Issledovanie iznosostoykosti rezhushchikh instrumentov s iznosostoykimi pokrytiyami. Friction & lubrication in machines and mechanisms, 2007, no. 5, pp. 32-34 (in Russian).
Migranov, M. Sh., Shuster, L. Sh. Iznosostoykost' rezhushchikh instrumentov s iznosostoykimi pokrytiyami. Friction and wear, 2005, no. 3, vol. 26, pp. 304-307 (in Russian).
Tabakov, V. P., Chikhranov, A. V. Vliyanie sostava nitridnykh pokrytiy na teplovoe i napryazhennoe sostoyanie rezhushchego instrumenta i intensivnost' ego iznosa. Stanki, instrument. 2009, no. 10, pp. 20-26 (in Russian).
Ryzhkin, А. А. Teplofizicheskie protsessy pri iznashivanii instrumental'nykh rezhushchikh materialov. Rostov-on-Don, DSTU Publ. Centre, 2005, 311 p. (in Russian).
Ryzhkin, А. А., Shuchev, K. G., Klimov, M. M. Obrabotka materialov rezaniem. Rostov-on-Don, DSTU Publ. Centre, 2007, 419 p. (in Russian).
Gurevich, Y. Т. Poverkhnostnoe azotirovanie tverdykh splavov na osnove karbida titana. Strengthening technologies and coatings, 2009, no. 9, pp. 28-29 (in Russian).
Ryzhkin, А. А., et al. Raschet temperatury zadney poverkhnosti rezhushchego instrumenta. Problemy sinergetiki v tribologii, triboelektrokhimii, materialove-denii i mekhatronike: materialy XI mezhdunar. nauch.-prakt. konf. Novocherkassk, 2012, pp. 4-21 (in Russian).
Bessonov, L. А. Teoreticheskie osnovy elektrotekhniki. Elektricheskie tsepi. Moscow: Gardariki, 2006, 701 p. (in Russian).
Reznikov, А. А. Teplofizika rezaniya. Moscow: Mashinostroenie, 1969, 288 p. (in Russian).
Klimenko, S. A., ed. Sverkhtverdye materialy. Poluchenie i primenenie. V 6 t. T. 5. Obrabotka materialov lezviynym instrumentom. V. Bakul Institute for Superhard Materials of the National Academy of Sciences of Ukraine, Kiev, 2006, 316 p. (in Russian).
Ryzhkin, А. А., et al. Vliyanie pokrytiy na teplovuyu obstanovku v zone rezaniya. Progressivnye otdelochno-uprochnyayushchie tekhnologii: mezhvuz. sb. statey. Rostov-on-Don, 1983, pp. 106-112 (in Russian).
Ryzhkin, А. А. Issledovanie temperaturnogo polya v pare treniya «deformiruemoe prostranstvo -ogranichennaya plastina» s uchetom ob''emnosti istochnika teplovydeleniya. Nadezhnost' i effektivnost' stanochnykh i instrumental'nykh sistem: sb. nauch. tr. Rostov-on-Don, 1993, pp. 121-126 (in Russian).
Lykov, А. V. Teoriya teploprovodnosti. Moscow: Vysshaya shkola, 1967, 536 p. (in Russian).
Dudnik, S. F., et al. Issledovanie kharakteristik treniya i iznosa ionno-plazmennykh pokrytiy, poluchennykh na alyuminievom splave. Physical surface engineering, 2004, vol. 2, no. 1, pp. 112-116 (in Russian).
Pogrebnjak, А. D. Formirovanie mnogosloynogo sverkhtverdogo pokrytiya Ti-Hf-Si-N/NbN/Al2O3 dlya vysokoeffektivnoy zashchity. Pis'ma v zhurnal tekhnicheskoy fiziki, 2013, vol. 39, iss. 4, pp. 9-16 (in Russian).
Semenov, А. P. Tribologicheskie svoystva tugoplavkikh oksidov i nemetallicheskikh soedineniy pri vysokikh temperaturakh. Friction and wear, 2008, vol. 29, no. 5, pp. 531-549 (in Russian).
Volosova, М. А., Turin, V. D. Vliyanie vakuumno-plazmennykh nitridnykh pokrytiy na kontaktnye protsessy i mekhanizm iznashivaniya rabochikh poverkhnostey bystrorezhushchego instrumenta pri preryvistom rezanii. Friction and wear, 2013, vol. 34, no. 3, pp. 246-255 (in Russian).
Bychkova, M. Y., et al. Vliyanie rezhimov impul'snogo lazernogo osazhdeniya na tribomekhanicheskie svoystva tonkoplenochnykh pokrytiy Mo-Si-Ni-C. Strengthening technologies and coatings, 2011, no. 9, pp. 23-31 (in Russian).
Gadalov, V. N. Iznosostoykie pokrytiya dlya rezhushchego instrumenta (sostoyanie i perspektiva razvitiya). Tekhnologiya Mashinostroeniya, 2011, no. 7, pp. 26-28 (in Russian).

Еще

Статья научная