Выбор материала и геометрических параметров расточного резца для обработки покрытий на основе никеля

Разработка технологии механической обработки восстанавливаемых в ремонтном производстве деталей, включающая в себя выбор способа и режимов их обработки, режущего инструмента и др., является сложной задачей, от решения которой зависит качество восстанавливаемых изделий. Качество механической обработки во многом зависит от обрабатываемости металла, под которой понимают способность материала подвергаться резанию. Рассмотрены особенности механической обработки втулок после восстановления изношенной внутренней поверхности, состоящей из черного, чистового и тонкого растачивания, а также операции хонингования. При механической обработке восстанавливаемых втулок наибольшую трудность представляют операции чернового и чистового растачивания, так как после индукционного папекания с последующим раскатыванием твердость получаемых слоев находится в пределах HRC 48…55, что усложняет работу резцов при растачивании втулок. Для наплавки на детали, работающих в условиях изнашивания (коррозионного, эрозионного и термического) применяют порошок ПГ-СР2, имеющий систему легирования Ni–Cr–B–Si. Значительную волнистость и шероховатость поверхности, возникающую в результате наплавки, устраняют накатыванием. Одним из важных вопросов при обработке покрытий, нанесенных центробежным индукционным напеканием с последующим раскатыванием, является выбор материала и геометрических параметров режущего инструмента для чернового и чистового растачивания. При правильном выборе материала и геометрических параметров расточного резца можно значительно уменьшить износ режущего инструмента, что позволит увеличить его стойкость и производительность обработки, а следовательно, снизить себестоимость изготовления детали. Исследовано влияние технологических параметров на износ и геометрических параметров на стойкость режущего инструмента с целью оптимизации условий растачивания восстановленных цилиндров судовых двигателей.

Литература

[1] Подураев В.Н. Резание труднообрабатываемых материалов. Москва, Высшая школа, 1974. 587 с.

[2] Подураев В.Н., Соколов Н.М. Плазменно-фрезерная обработка крупных сварных узлов из высокопрочных сталей. Станки и инструмент, 1989, № 7, с. 23–28.

[3] Маслов А.Р., Схиртладзе А.Г. Обработка труднообрабатываемых материалов резанием. Москва, Инновационное машиностроение, 2018. 208 с.

[4] Резников А.Н., Черторижский Ю.Н., Мурин И.А. Определение режима плазменно-механической обработки. Станки и инструмент, 1990, № 1, с. 30–31.

[5] Михалькова С.А. Плазменно-механическая обработка деталей металлургического оборудования. Вестник машиностроения, 1989, № 5, с. 53–56.

[6] Youn J.W., Yang M.Y. A study on the relationships between static/dynamic cutting force components and tool wear. J. Manuf. Sci. Eng., 2001, vol. 123, no. 2, pp. 196–205, doi: https://doi.org/10.1115/1.1362321

[7] Kumar A.S., Durai A.R., Sornakumar T. Wear behaviour of alumina based ceramic cutting tools on machining steels. Tribol. Int., 2006, vol. 39, no. 3, pp. 191–197, doi: https://doi.org/10.1016/j.triboint.2005.01.021

[8] Noordin M.Y., Venkatesh V.C., Sharif S. Dry turning of tempered martensitic stainless tool steel using coated cermet and coated carbide tools. J. Mater. Process. Technol., 2007, vol. 185, no. 1–3, pp. 83–90, doi: https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2006.03.137

[9] Kishawy H.A., Elbestawy M.A. Effects of process parameters on material side flow during hard turning. Int. J. Mach. Tools Manuf., 1999, vol. 39, no. 7, pp. 1017–1030, doi: https://doi.org/10.1016/S0890-6955(98)00084-4

[10] More A.S., Jiang W., Brown W.D. et al. Tool wear and machining performance of cBN-TiN coated carbide inserts and PCBN compact inserts in turning AISI 4340 hardened steel. J. Mater. Process. Technol., 2006, vol. 180, no. 1–3, pp. 253–262, doi: https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2006.06.013

[11] Баширов Р.Дж., Амиров Ф.Г. Методика определения теплового состояния втулки цилиндра при центрoбежном индукционном напекании. Известия высших учебных заведений. Машиностроение, 2022, № 8, с. 33–41, doi: http://dx.doi.org/10.18698/0536-1044-2022-8-33-41

[12] Гоюшов Р.Г., Баширов Р.Дж., Аббасов В.А. Технологические особенности механической обработки восстановленных деталей плунжерных пар. Известия КГТУ им. И. Раззакова, 2022, № 2, c. 109–119.

[13] Баширов Р.Д. Определение допустимой силовой нагрузки в стенке втулки цилиндра при обкатывании. Прогрессивные технологии и системы машиностроения. Международный сборник научных трудов. Донецк, ДГТУ, 2002, вып. 20, с. 32–37.

[14] Аббасов В.А., Баширов Р.Д. Устройства для ультразвукового резания и растачивания металлов. Патент № I 2003.0014, Азербайджанская Республика, 2003.

[15] Аббасов В.А., Баширов Р.Дж. Особенности применения ультразвука при плазменно-механической обработки деталей из труднообрабатываемых материалов. Обработка металлов. Технология, оборудование, инструменты, 2022, т. 24, № 3, c. 53–65, doi: https://doi.org/10.17212/1994-6309-2022-24.3-53-65

[16] Баширов Р.Д., Аббасов В.А. Выбор параметров пьезоэлементов и расчетов токарного резца-концентратора для ультразвукового точения. Механика — машиностроение, 2001, № 1, с. 42–45.

[17] Баширов Р.Д., Аббасов В.А. Устройства для ультразвукового точения и резки металлов. 48-я учеб.-метод. науч.-тех. конф. профессорско-преподавательского состава и аспирантов АзТУ. Ч. 2. Баку, 2001, с. 79–81.

[18] Тарасов С.С., Коряжкин А.А. Повышение эффективности токарной обработки деталей ГТД из жаропрочных никелевых сплавов керамическим инструментом. Справочник. Инженерный журнал, 2012, № 11, с. 14–19.

[19] Leppert T. Surface layer properties of AISI 316L steel when turning under dry and with minimum quantity lubrication conditions. Proc. Inst. Mech. Eng. B J. Eng. Manuf., 2012, vol. 226, no. 4, pp. 617–631, doi: https://doi.org/10.1177/0954405411429894

[20] Волков Д.И., Проскуряков С.Л., Тарасов С.С. Применение высокоскоростной токарной обработки для изготовления деталей из жаропрочных никелевых сплавов керамическим инструментом. Вестник РГАТУ им. П.А. Соловьева, 2012, № 2, с. 134–137.

[21] Волков Д.И., Тарасов С.С. Расчетное определение параметров сечения среза при высокоскоростной токарной обработке криволинейных поверхностей деталей ГТД из жаропрочных никелевых сплавов. Вестник РГАТУ им. П.А. Соловьева, 2013, № 1, с. 61–68.

[22] Bushlya V., Zhou J., Ståhl J.E. Effect of cutting conditions on machinability of superalloy Inconel 718 during high speed turning with coated and uncoated PCBN tools. Procedia CIRP, 2012, vol. 3, pp. 370–375, doi: https://doi.org/10.1016/j.procir.2012.07.064

[23] Attia H., Tavakoli S., Vargas R. et al. Laser-assisted high-speed finish turning of superalloy Inconel 718 under dry conditions. Procedia CIRP, 2010, vol. 59, no. 1, pp. 83–88, doi: https://doi.org/10.1016/j.cirp.2010.03.093

[24] Prihandana G.S., Mahardika M., Hamdi M. et al. Effect of low-frequency vibration on workpiece in EDM processes. J. Mech. Sci. Technol., 2011, vol. 25, no. 5, pp. 1231–1234, doi: https://doi.org/10.1007/s12206-011-0307-1

[25] Kötter D. Herstellung von Schneidkantenverrundungen und deren Einfluss auf das Einsatzverhalten von Zerspanwerkzeugen. Vulkan, 2006. 107 p.

[26] Astakhov V.P., Davim P.J. Tools (geometry and material) and tool wear. In: Machining. Springer, 2008, pp. 29–57, doi: https://doi.org/10.1007/978-1-84800-213-5_2

[27] Кацев П.Г. Статистические методы исследования режущего инструмента. Москва, Машиностроение, 1974. 239 с.

[28] Тихомиров В.Б. Планирование и анализ эксперимента. Москва, Легкая индустрия, 1974. 262 с.

[29] Адлер Ю.П., Марков Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. Москва, Наука, 1976. 280 с.