Создание рациональных условий хрупким сверхтвердым режущим элементам для точения поверхности из разнородных конструкционных материалов

Рассмотрены технологические проблемы, возникающие в ходе обработки точением конструктивно сложных поверхностей деталей, образованных сочетанием разнородных по физико-механическим характеристикам материалов. При этом композиты являются привлекательными для высокоскоростной обработки вследствие химической инертности к черным металлам, отсутствия прижогов обрабатываемой поверхности и вероятности шаржирования, что свойственно применяемым для аналогичной цели процессам шлифования. Созданы рациональные условия инструменту для точения поверхности из разнородных конструкционных материалов. Разработан метод настройки хрупкого режущего элемента на безударный способ резания прерывистой поверхности заготовки, при котором врезание и точение осуществляются периферийной частью передней поверхности резца с максимально возможным удалением от его вершины и режущей кромки. Передней поверхности режущего элемента придан циклоидальный профиль, позволяющий исключить ударную нагрузку на вершину инструмента и уменьшить силы трения стружки о переднюю поверхность. Разработана конструкция инструмента с демпфированием нагрузок прерывистого резания, что обеспечило повышение стойкости резца из композита — наиболее эффективного для точения поверхности из разнородных конструкционных материалов. Достигнуты следующие результаты: точность обработки — не хуже 7-го квалитета, шероховатость Ra — не более 1,25 мкм.

Литература

[1] Кудряшов Е.А., Смирнов И.М. Классификация конструктивно сложных поверхностей деталей как подготовительный этап проектирования технологии механической обработки. Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии, 2015, № 2(310), c. 89–94.

[2] Кудряшов Е.А., Каменева Т.Е. Выбор базовой детали для экспериментального исследования метода обработки конструктивно сложных винтовых поверхностей деталей класса «валы». Известия Юго-Западного государственного университета, 2014, № 6(57), c. 26–32.

[3] Carou D., Rubio E. M., Davim J.P. Discontinuous cutting: failure mechanisms, tool materials and temperature study – a review. Reviews on Advanced Materials Science, 2014, vol. 38, no. 2, pp. 110–124.

[4] Кудряшов Е.А., Смирнов И.М., Яцун Е.И. Выбор инструментального обеспечения процессов чистовой обработки конструктивно сложных поверхностей деталей. Наукоемкие технологии в машиностроении, 2014, № 12(42), c. 10–14.

[5] Смирнов И.М. Инструментальное обеспечение процессов механической обработки конструктивно сложных деталей машин. Москва, Триумф, 2014. 128 с.

[6] Stahl J.E. Metal cutting – Theories and models. Lund, Lund University, 2012. 580 p.

[7] De Vos P. Applied metal cutting physics – Best practice. Fagersta, SECO Tools AB, 2016. 163 p.

[8] Altintas Y. Manufacturing automation: metal cutting mechanics, machine tool vibrations, and CNC design. New York, Cambridge University Press, 2012. 366 p.

[9] Кудряшов Е.А., Смирнов И.М. Поиск оптимальных решений при проектировании процессов механической обработки. Системы. Методы. Технологии, 2014, № 3(23), с. 94–98.

[10] Кудряшов Е.А., Смирнов И.М. Применение метода управления режущей частью инструмента для повышения эффективности процесса прерывистого резания. Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии, 2013, № 4, с. 23–28.

[11] Новиков С.Г., Малыхин В.В., Яцун Е.И., Кудряшов Е.А., Павлов Е.В., Фадеев А.А., Домарев Н.В. Универсальный демпфирующий резец. Пат. 2457078 РФ, МПК B 23 B 27/00, 2012, бюл. № 21б, 8 с.

[12] Новиков С.Г., Малыхин В.В., Кудряшов Е.А., Яцун Е.И., Домарев Н.В. Демпфирующий резец с регулируемой жесткостью. Пат. 2479385 РФ, МПК B 23 B 27/00. 2013, бюл. № 11, 9 с.

[13] Новиков С.Г., Малыхин В.В., Кудряшов Е.А., Яцун Е.И., Павлов Е.В. Повышение устойчивости процесса точения демпфирующим резцом. Известия Юго-Западного государственного университета. Сер. Техника и технологии, 2011, № 3(36), с. 122–125.

[14] Кудряшов Е.А., Смирнов И.М. Применение метода управления режущей частью инструмента для повышения эффективности процесса прерывистого резания. Известия Юго-Западного государственного университета. Сер. Техника и технологии, 2013, № 4, c. 23–28.

[15] Кудряшов Е.А., Яцун Е.И., Павлов Е.В., Ремнев А.И. Методология формирования режущей части энергосберегающих комбинированных инструментов. Машиностроение и техносфера XXI века. Тр. XVIII Междунар. науч.-техн. конф., 12–17 сентября 2011 г., Донецк, ДонНТУ, 2011, т. 3, с. 231–234.

[16] Кудряшов Е.А., Алтухов А.Ю., Лунин Д.Ю., Фомичев Е.Н. Технологические преимущества инструментального материала композит при обработке конструктивно сложных поверхностей. Известия ВолгГТУ, 2010, № 12, с. 15–20.

[17] Sahin Y. Comparison of tool life between ceramic and cubic boron nitride (CBN) cutting tools when machining hardened steels. Journal of materials processing technology, 2009, т. 209, № 7, pp. 3478–3489.

[18] Смирнов И.М. Повышение эффективности процессов механической обработки конструктивно сложных деталей машин. Москва, Триумф, 2012. 224 с.

[19] Кудряшов Е.А., Емельянов С.Г., Яцун Е.И. Технологическое оснащение процессов изготовления конструктивно сложных деталей. Старый Оскол, Изд-во ТНТ, 2013. 268 с.