автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.01, диссертация на тему:Оптимальные условия эксплуатации инструментов с многоранными неперетачиваемыми пластинами из безвольфрамового твердого сплава ТН 20

МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН ТАШКЕНТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ни. А. Р. БЕРУНИ

РГО од

РАЗВОЗЖАЕВ С.А.

ОПТИМАЛЬНЫЕ УСЛОВИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ ИНСТРУМЕНТОВ С МНОГОРАННЫМИ НЕПЕРЕ-ТАЧИВАЕМЫМИ ПЛАСТИНАМИ ИЗ БЕЗВОЛЬФРАМОВОГО ТВЕРДОГО СПЛАВА ТН 20

Специальность 05. 03.01. - Процессы механической и физико-технической обработки, станки и инструмент.

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технической наук

ТАШКЕНТ — 1993

Работа выполнена на кафедре "Мгталлореяувде станки и инструменты" Ташкентского Государственного технического университета им. Абу Райхаиа Беруни. -.Г■.•'".

; . Еаучньй руководитель - кандидат технических наук, доцент

. Смстадьные оппоненты -доктор, технических наук, профессор

. - кендйдзт технических наук, додент ' А.И..УСЙАШВ .

Ведущая брганкаация - Ш "Ташкентский тракторный завод*'

Защжга оостовтеа 23 октября 1093 года в 10 часов на васедании специализировани-зге Совета К067.07.Й4 в Таикентском Государственном .техническом ^кнверситете т V- Абу Р&йхана Веруни по адресу: 700095, г. Лвгжеггг, ВУЙгрродок, ТашГТУ, ЩШ, аудитория 7.

С диссертацией кгао ознакомиться в фундаментальной библиотеке ТасГГУ. ■ . ' •

Авгоре^-зрат разослан 23 сетвОря 1993 г.

Ученый секретер» специавивировганого Совета, кандидат: технических ваук; ..

доцент ' * - ■ ЬИРСОЖ-.М-К.

' V-- - 3 - .

. ' ОБЩ ХАРАКТЕРИСТИК РАБОТЫ

Актуатагость темы., .'Проведенные в последние 15-20 лет исследования показали, что 'эф$огаийнея~ вёмэяа вольфрачосодержащих твердых сдлавоз аа йезволыйэашаьгэ' < БВ?С) воекокно только на определенных реяимах обработки, яеодшаковых для разных обрабатываемых ' материалов, чтообоняется'1'различные условиями взаимодействия обрабатываемых. я инструментальных материалов. Дальнейший рост выпуска ВЕТО и як праменёние' одаривается отсутствием сведений об их конкурентной способности', по^ сравнению с водьфрамосодер-зищиш твердыми ¿¡»гатии. ОЬобун важносгь' я актуальность приобретают вопросы оярэйсл»Ш'Л1Юрки;инотруме1ггальйого материала и оптимального реяа-а резания'для конкретных усдоЕкй обработки.

Цель работы. Определение на основе, математической модели оптимальных ус.ювкй функционирования систем* резания при использо-безЕоль^аЬ'овнх твердых сплавов. ~ •

Поставленная цель'предусматривала репение оледуюз^у задач:

1. Фйическсе моделирование' процесса трения и изнашивания контактных поверхностей инструментальных пластин иг сплава ТН20.

2. Еигаяие элементов режима резания на характеристики процесса: шероховатость обработанной поверхности, тештературу, силы резания, - энергозатраты и стойкость инструмента, при токарной обработке ' легированных сталей ревцв^и, оснацешпя.и многогранными аеперетачиваемьмй пластинами (ШП) из БВТС.

3. Выбор метода оптимизации, разработка алгоритма назначения оптимально? марки.инструментального материала, соответсвукией минимальным затратам.'. ; . , , '

Обця характеристика исследований. Изучение реиуадх' свойств и процесса обработки Китериадоз беэвол^фрамовьйя твердыми сплавами 'приводилось ва безе систегшого подхода, путем представления процесса точения в виде структурных элементов информационной модели. Исследование параметров структурных элементов , осуществлялось комплексным .методом'изучения , режудах свойств. При проведении экспериментальных '.гее*' довакий испо.чьзовачись методы и- устройства, "разработанные, автором, « также стандартная алдар; ура для измерения составляли силы резания, • температуры резания, шероховатости обработанной поверхности и "зиоса режущего инструмента. ' -' '

Определение оптимального режима и выбор марки инструменте V ■ ного материала при обработке легированных сталей производились» при помощи метода нелинейного программирования. Все расчеты в диссертационной работе выполнены на дакро-ЗШ 1Ш PS/2, с помоссью разработанных автором алгоритмов и программ.

Научная новизна На основе изучения особенностей процесса трения и изнашивания, шероховатости обработанной поверхности, температуры, динамических характеристик и построении математической модели . процесса резания определены оптимальные условия эксплуатации и конкурентоспособность безвольфраиэвых твердых сплавов, относительно традиционных вольфрашсакзраа!Цих.

Практическая ценность.

1. Разработана методика автоматизированного Еазначения оптимальных режимов резания и выбора марки инструментального материала. '

2. Получены формулы,. • пополнившие банк данных для расчетов режимов резания, а также используемые дла назначения научно-обоснованных норм времени.

3. Определены, дипазояы оптимальных реашюв резания и конкурентоспособности БВГС.

Реализация рзЛоты. Результаты работы, а ишеео разработанные методики и лрикх\гные программы для оценки ревддах свойств БВГС, использованы для оценки обрабатываемости материалов резанием и выбора рациональных условий обработки и марта сплава инструмента при токарной обработке. Научные положения диссертационной работы прошли экспериментальную проверку и внедрены на йзкиягорском приборном заводе Татарского производственного объединения "Радиоприбор" в 1987 году с « »комическим эффектом 15284 руб. от внедрения .предложенных рекомыдадий на участках,станка» с ЧВУ, автоматических станков и кякакичееком участке.

Апробация Egte^ ' Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на Зеесоюзной, пяти ре^тублжаьских, четырех городских научно-технических кон"лренцияк и секанарах, а также на отчетных наяш. -технических конференциях професео; :ко-преподава-тельского соста;» .Тьшкенгского политехшгче^-ого кнститута » 1934-91 .гмах.. . . ...

Публикации. По теме диссертации опублзмаваао .12 печатных работ. ' • . . '

* - 5 - *

ООъей работа Лиссертгцязг ■состоит из введения, . пяти глав, выводов по калдой главе и общих,.выводов ¿списка литературы из 95

■ наименований иприлогакй. Работа кзлояэна на 145 страницах машинописного тексте., гшзчаз 12 тебляц, -ЮО.ряоунков.

. ^-.«ЗД^ДНЙЗ Р/Ёоты-■■.;'- ■■

В первой главе сделан гнз.та пггературн по. вопросам ;:сследо-гакия рг;г/ц!!х сесЛогг:. резцсз пз. бргЕоль'*ражЕШ' тверда свгавоз (ББТС). " ' ' ■ ■"-'-.;■■

>й -сганц результат:! иг&гздсЕ&шй .сэзйшстш« зазгягавстей л г.рг.гых ::зксса рггсбз,. ;з!я?гпая ьгпсг-зтйерлоотя к степеня наклепа, :з7чеяке корней струг-а,, .кэятакгжх «рцозлзктр-лтесюа

сбоЛстз и те^ерэтурна: полей, «косых гаеуси'.'озтей, которые у^е-¿кг-эльзо покаг-г.'Гйзт,- со ВьГС ¡.'огут г-'чевчгь тгггногогь&аккз-б:изто£ыэ Т2ер"-:г сплгта. С^нах»',- Етг.чотря иг-то;;-яо з сглелг-:::е 20 лет этой пгсбк-ме-у-гл'гзтсз.болх-псо гнт'.':?л::з, гозжпоотя с-с-1ект::вког6 ;:спол5гг.га.т,.'Я ЕЗТО.-кзучэнц недостаточна, ' рекоуен-по их редсснальнс:^. прж-'эйавет ко вс*г-.а сдксзпа'ши,- -ро-зультахп ;;сследоггл::Г: игре;:;-:£> .колет лротивсречипД яарачтер. Зго сотлснмтсл кеста£злькость:о рф^упя свойств БЗГС,- нелреризнкм сс-г,ер::екотгозал;:?м техколзда:. прозъводкю акегоа и гее ег;з ка-доотаточяса :ш}ор:;21згеЛ с5 особокпсстях процесса резака и эяокс-унческоЗ 5Йзктга::ост:1 в га;>кр5ТйЬ.< услосгягх.

Еольсжско кселзгоЕоте.-эЗ ветодупг=1 а тем, что БЕТФ наиболее гйега:г£ни з условиях пвдгахтохсго и. чистового точения, когда ае«зловалюе- вдаигсэ. ,?а качестпо поверзоюстя. к экейлуагацкоз-ж» ■ свойства дотадаЯ сказывает готстртнэнтэлышЯ материал. ■•"

Ео второй главе- -описана. Методика исследования режутда

■ сеойств инструмента при ;то'мнж!. легированных сталей. В ссот-гетствки с лостазлеякой цгяья:и сформировании^- вахтам исследования вкбраяы объекты «сследовзжй^. резцы.товарное сборные- с механическим крапление" трех- (форма 05114-110408) я четырехгранных (форма 03114-110403) кеперета'шваемых пластин с отверстием и струг-оломашями канавкаы из 'сплавов ТЙ20 • (ГОСТ 26530-85) и Т 15Кб (ГОСТ 19035-80). ■

Геометрические параметру режущей части трехгранных пластик:-= (Г'/Я* - (ГОСТ 21151-75); четырехгранных

пластин: О*г Л' = ' (ГОСТ 21151-75;.

- • - " ,■;•-'"-

Б качества обрабатываемых материалов исяодьвовались стаж -2527 ЗОХГСА, 5ХНЫ, 12Х18Ш.0Т я стали 45 в состоянии поставки.' ; • ;

Обгзая методика предусматривала проведение комплексных исследований режуща свойств Се8Еольс[рашвого твердого сплава ТН20 йри точении ле^ирсаашьгх сталей и.устаиыигиме направлений отдельных.; «езодак, ; Частные методики определяли условия и метода проведения . теоретических и экспериментальных исследований: математические юдели шероховатости обработанной поверхности, теыпературы в воне. резаная, гавоса, :..ссойпдои-'-:МШ ъ; ;

' условиях непрерывного резания. ' ; л' ' : ,

Исследования проводились на токарио-винторезноы станке модели 1А62, • •сснаюннсгЬ приводом бесступенчатого регулирования ско- .'... зроста вращения шшшделя. Частота вращеничшшнделя контролирова- : лась дафровьш тахометром ВДГ. Температура резания измерялась ме- ' зодоы естественной термшюдо при по-

■ЛЕщг реаца. специальной;' конструкции, исклотадзей влияние паразитных терш-эде, - Тарирование; терирвар ч даиввздих» в?ввт-<ЯЮЯ ;•'. 1,6.2,5 1/И-Й2 на'специальнойлряавовке; гц« выполнении вксперн-г .• ■ рангов по:исследовании динамических характеристик использовалась универсальная динамометрическая аппретура дга измерения и регист-. " рации трех составлякящх силы резания конструкции ВНИИ. , ; ,

В третьей глава; представлена реаудьтаты экспериментальных исследований,' выполненных на^специальнойустановке, прэводйидгй. моделировать процессы изнашивания трущихся поверхностей в усдови- -. ях, близкихк резанию (охеыа пр<& Грановского Г.И.).'

Ери выборе принципиальной схемы (юделировашыучитывалось, что процесс резаний ыетаддоз н сухоевненаеетрение металлов скодькением имеют некоторьксходствапо тагам шкаэатедим/ как . аекокомерность проявления металлами хареастериых Свгихо-хишческих свойств, : "прйсуяде им только вповердаротньв сюнх, я сопоставй-мость режимных условий и»; садовод.Утешерагурши я 'яофшюкскш : параметрам приийьйнеиии ивносоегойкостиииаиавиваяет инструментальных материалов. Вследствие э^ого условия контактяроЬшш! леа-вия режущ з инструмента с ваготсчой в процессе резания могут быть смоделиро. )ны сухим вневшы трением ииленторг ш подготовленной для этой < та поверхности детали.

- Износ стойкость, пре тЕдалявдая собой отвоаенве зшоаченной -на превращение в • продукты извма йзкаййБаемаго/тела работы сил V трения юсс* продуктов у па-рои* о«* ■««ч»»;' ' тотз"

Л ■ - 7 - ' • - • '■■

Средя них - кинематика и скорость взйяшсго сгамьгвнюг трущихся поверхностей, .гшэгздь взаимного контакта, коэффициент трения тру-Е$ейся пары, дамение на трущяхся поверхностях, температура .поверхностей контакта, и. др., числовые значения которых.- изменяются с изменении уалзвкЯ контактирования. Тач кг.*: износостойкость не имвг считаться негаюотьв» свойством," присущим твердому телу во . всех условиях вггяадайствия с^другим телзм, ее оцевлваэт'как количественное , выражение способности рассматриваемого тела сопротивляться игнггявангз другим зеяоы з конкретных услшэх их взаимодействия как труггйся пары. . -

Результаты гксперивэнтов,. проведенных ¡зри т'реянз етденторов из сплавов' ТЕ20.Д TISIS по стаиаы шрок 25Л\ SOZTCÄ ж став 45. показали, что при Есех ш&ледованЕых - скоростях. скоаызгнпя дз-■' госостойяпе» етдектора из сплква ТВ20 ивэ, чей га скзгз T15KS. С увеличением скорости, смодьгэнпя эта разшща.угэнкгж«?,; прячем кенее кнтейсазго. пря трешй. rio етагза 25.ХГ .я 232ГСА. ' :: Taras усгакозаейо, что кзкосостоптеета сплаза ГН20 & болкзэа - степени, чем сшаз^ЛБНб» ; sasiícar от каркй сталл,. с которым cm взаимодействует псугёгнчгянеи скорости скмьгЁЕЕЯ ' юеосос«54-" , ■ . кость/ сшава; ТЩСГ ••чем jr encasa.

• ¿^юашяосП' таЕаззвшот ^ увеирйнием сш-

роети:скшатша,-^гичяв^ся в (йльай.стеаени, . чз» у сагзва ^ Т15Б5, и иа Содъяй Скоростях скогыгклз различия интепсяаяостп:

- иаюйимаим- . ' .

• В Четвертой главе описаны гкс^астжм&етадьйза иссделовгшвх ха-. ч рактериеткк процесса резаетет, веобходш» для рзэенкя сллаоЕгця-ошюй з^да'с делью шдут®явя иагенетгдаской ..модели.;. ."фя зтс»

ситуации требует вссав-' .довшпга-зависимостей^ здшвта^йе^ещюв-j^ctö реэанняна уегавш . его протекания и определения ограничений, если таковые су^ству-юг.

Усхоеия протеканкз продесса регаикн обусловлена кнкеиати-- V ческой схемой резания, х&раетернвувдей элемент срезаемого слоя; УПругшя и. пластичссгеам лефордацяаыи обрйбагываемого материала, его pt арусенига в со^е реванш,- трекяен, тепло вьш. xiv lecmw, o;:.-^..v:...v3fleKrp»<racwo«i-.:a.;;M8mnH«JMa яаштишя и другими:фактооамл. -Эти •: ■ i: явления ^определяют -структуроюсхему основных элемеатоз, - составляющих про№)с меха&яческой обработки. -

Аяаjíí's bjtihfm эле\-евто& рекиш резания на температуру про-

- 8 - v ' _ ■ V-

. изводился по графикам, построенным по" з ¡лирическим формула)-! вида:

• Показатели степени чолучекыпосле штёматической .обработки экспериментов,•. ; проведенных., по u¡a¡:y полного (факторного эксперимента. 1 Установлены законошрносги изменения температуры резания при точении легированных сталей показывают, что сочетание элементов режима, резания и геплофи«ических характеристик обрабатываемых сталей и инструментальных пластин неоднозначно влияет на темпера-. туру, рёзанил. ' • ' •

В результате теоретических н зксперакнталькых исследований тепловых явлений получены формулы для определения температуры резания с,учетом взаимного'влияния фекго^оа при точении • легированных сталей. 5ХЕЫ,- 25ХГ, ЗЭХГСА, 12Х18Ш0Т и стали 45 реэцами с пластинами трех-'и четырехгранной формы из сплавов T1SKS и ТН20, - позволяющие определять области, в которых процесс резания сопровождается меньтя .вначешики.тештератур резания. При ' этом область ыеныгах температур резания при точении пластинами из сплава ТН20 увеличивается с возрастанием глубины' резания на режимах резания t>l,5 мм, S>0,2 мы/об и V<2 и/С . ; -

В связи с тем, дао на уровень контактных нагрузок и напряжений в режуа^м влияют скютавяхювз» 'силы резания , которые непосредственно 'связаны., с энергозатратам и учитывая некоторые особенности свойств ВВГС, в^частности, низкий'коэффициент трения по стали , - по 'сравнения с ьоль^ашсодержацдаи .сплавами, ,. меньшие схватываекость и склонность к адгезии .для более; полного представления о;рекущцх способностях ¡Ё^аюаь&кшош*.адещых сплавовпроведены "исслед6ванюгсидйвых>завис1^^ ; ; . .

" Эксперименты рроюдались. в соответствии едР^ОДтой методикой •по ;ша^:Ь(шого''$а^р0>го элеыен-

*"тов регаш', j^s^iá'^m^eúatt^atmi»:-^»! резания при продольном непрерывной трчеккг, выполнен; с пошщ>» /лросгр^с^тенных; Графи-. u ковГ .'в ^ резултагё ^тесдадованиа при м^ии легированных:сталей резцами р многогранными неперетс 'чваемыии пластинами иа сплавов '•?ИБйв"иЗйго го/гучевылмшфичббюю формулы вида: ••••.

лля онреяеления составляющих силырезаниа Рх, Ру и Pz, у'.щтываю-аие взаимное Елиание'элекент-ов реяиаа реаания в дашюз'.-.е V-1,4...

- 9 -

3,2 м/с; . S-0,05.. .0,35 мм/об; t~0,15... 2,4 ММ. .

Установлен характер влияния элегйентов режима резания и Форш пластины на составляют® силы резания, определены области эффективного применения пластин из' сплава ТН20, которые отличаются более низкими (до 20%), чем у Т15К6, значениями составляющих силы резания и меньшими.знергозатаратами при одинаковых условиях обработки. ,

Аналогичным образом ■исследовано влияние режимов резания на шероховатость обработанной поверхности при'точении пластинам! из сллагов Т15К6 . и ТН20 с пределами' уровней варьирования факторов: Smin-O,05 ш/об; Smax-0,35 мм/об; Ymin-1,5 м/с; Vmax-3,0 м/с; tmin-0,05 мм; 1пгах=3 мм. В результате математической обработки экспериментальных данных получена эмпирическая формула вида:

Йч » е С* V *л4Г* €nt- S * л s

• . ' ' ■ ■ . (3)

При этом установлено, _чтр" при; точении легированных сталей влияние элементов релммй! резания ' и формы реяущей пластины на среднее арифметическое отклонение профиля Ra неоднозначно. Причиной этого можно считать различная"характер пластической деформации срезаемого слоя, обусловленный меньшими значе£.^ями коэффициента трения и сил адгезии между обрабатываемыми материалами и Инструментальными пластинами для ГЕ20 и различными температурами з зоне резания.

Доказано, что применение пластин из сплава ТН20 взамен ■пластин из сплава Т15К6 при заданной иероховатости обработанной ' поверхности увеличивает производительность обработки и сникает затраты' при получистовом и чистовом точении га счет более высоких режимов резания.

Анализ литературы показал, что характер изнашивания ШП из сплава- TS20 еш,е тадоса^точно изучен,- рекомендации по Еыбору критерия их износа при точении различных' групп' сталей разноречивы. Поэтому H3i ,ение процесса изнашивания н стойкости инструментов из БВТС , оснащенных этими плзстинами, продолжает оставаться важной яя современной металлобработки проблемой.

Анализ экспериментальных данных по изучению закономерностей процесса из- питания пластин трехгранной формы {ip-^z") показал существенные различия внешних . признаков", износа, поверхностей пластин из сплавов TffiO и Т15К6, особе га на режимах чистового и получистового точб.-ия. При режимах чернового точения износ по пе-

- ÍO -

оедней поверхности пластин из ТНЭО отличается более равномерными очертанкяш дукки, при одинаковом характере изнашивания задней поверхности оЗоих сравниваемых сплавов THEO и Т15К5.

lía ремпмах чистового точения характер износа пластин по передней поверхности аналогичен черковрй обработке, износ по задней поверхности этэд пластин отличается наличием площадки вавоса расположенной на переходной задней поверхности и образованием за-'-ííiüsxssfí ргьтЕэЗ кроист, тогда как износ пластин из Т15К6 характеризуется павшем проточин на задней поверхности.

результаты наряду с различными Физико-химическими, в том •а;««- геплоЛканчеокимп свойствами исследуемых сплавов, привели лае к ле£?:;;20 ззап^иедявн процесса изнашивания и тагах параметров системы резания как Е&роховатсеть обработанной поверхности и 'гс-^п'-зз.'^урз'. резанж, козорае в сво» очередь обусгзв«5ваэт три оп~ ределг.-н^к ацджных условиях период' стойкости инструмента. С этих пози:д';,'; ке;>,аповах1.ой задачек является ть:5ср критерия износа МШ ж ТЕ20.,

С этой ¡¡.зль'о проведены опыты для определения зашжмоети «»еду ьелвчикой износа по задней поверхности и соогветствзтядош этой величине сероховетостьа обработанной поверхности! и температурой резания при точения .легированных сталей резцами с пластива-. ми трехгранной формы (ф=52°).

. . В результате этих экспериментальных. исследований износа пластин, шероховатости обработанной поверхности и температуры резания установлено:

' - интенсивность изкаюшания мастиа из сплавов ¡H20 и . ?15Кс> на рёндаах чернового точения примерно одинакова, тогда как на режимах ч&зового точения интенсивность изнашивания пластин из 'сплава ТН20 значительно Еьие, чем из сплава Т15К6;

- с увеличением' износа пластин из сплава ТН20 температура резания в начальный период, в основном, уменьшается, затем стабилизируется и в конце работы начинает увеличиваться;

- шероховатость обработанной пластинами Tíi20 поверхности незначительно изменяется при возрастании износа пластин,' тогда, как при точении пластинами из Т15К6 шероховатость обработанной поверхности с увеличением износа-монотонно ухудшается;

- в качестве критерия износа пластин из en. jsa ТН2П необходимо принять критерий технологического износа, птд котором параметры шероховатости обрабоп .¡ной поверхности резко увеличиваются.

- и - -

В результате математической обработки экспериментов, проведенных з интерзалах варьирования факторов : V=1,5V. .2,5 м/с, 3=0,12... 0,3 мм/об il t-0,5... 1,5 мм. получены фзрмулы с учетом взаимного влияния факторов при точении:

- Cr -Л?!, v /__в__

SV/im» ^ ' (4)

,-р " ; Q JV/rl

ГП„ =

f- Л -WJ t + Cr-, S { Ь)

'.ьалзз зависимостей стойкости от рэг:кюв реаиная и :r¿ sssx-::.-'Т'о ъланяя при тсчс.пш стала рзсцами с зла?гктгка трехт-ояяои фоны ив сплавов ТН20 л T15ÎB козЕслйл устш;г,:гь, ото:

- «лряние скорости резания на стойкость пластин сплггоз ::'¿0 ií Î15K3 имее, одппа-товьм ":чр;;.чг;р nc:i - Л'тозсго г:-

за реияках чернового то*";икя стойкость пластин кз сплава ir2û ¡¡и;,s;

- па режимах яолучиотового к чкстового точгиия стойкость •1."йстян из сплава ТЧ20 еыле стойкости плаетка из еплаза 'Л5г'.5.

H петой главе рассмотрены вопроси опткютодии обработки "ле-л:ров?.нных сталей. В современных условия-/ дальнеileee поЕьягенке "фиктивности процесса изготовления деталей на металлорежущих

■ тачках не кокет Сыть обеспечено обычным методам! и выбора реля-•ов резания по нормативным таблицам или анадйтвческй!* расчетам, мак как они существенным образом отличается от оптимальных ре,го-:.юв обработка Это особенно относится к мелкосерийному пронз-

■ 'iдетву (область применения станков с ЧПУ), для которого характера чесьма п1рокий диапазон изменения режимов резания, припуска и лбрабагкваешро материала.

í'óa.op литературы по этим вопросам ¡»оказал, что наиболее расгюстрзкеппкм критерием экономической эффективности обработки деталей на ».«¡..идюракуких станках являются минимальные приведенные эвгрзгн, ."читьшэк.-зе; технологическую себестоимость изготовления деталей требуемо качества и эффективности капитальных вло--рний. Достоинства .того критерия в тем, что он отражает все из-„»parj обцественлого -труд-м, в то время как другие оценочные кра-'.V'pírii ( наибольшая производительность, наименьшие затраты на пструмент и т. п. ) входят в него в виде частных долей пеленой пункции.

На основании изложенного в качестве основной задачи оптики-

- 12 - ■ .

аации режимов обработки легированных сталей токарными резцами с МНИ из ТН20, следует определить условия при в которых применение, этого сплава более эффективно, чем традиционного Т15К6 для конкретных заданных параметров механической обработки.

В качестве критерия оптимальной обработки выбраны приведенные затраты на обработку единицы продукции, формула для оапреде-ления которых имеет вид:

Г ¿V , CrtcM + и

Ь - V' S S (6)

где: Ьем- продолжительность' простоя станка,. связанного со сменой' резяущего инструмента, мин;

Cr- стоимость станко-минуты (приведенные затраты на эксплуатацию станка без затрат на режувдй инструмент) и заработную, плату рабочих, руб/мик;

И'- приведенные затраты на ремувдй инструмент за период стойкости, включая зарплату наладчика, руб; .

Оптимальные параметры процесса резания находятся обычно в некоторой области допустимых решений, которая задается рядом ограничений. Ограничения, накладываемые ка принятую целевую функцию и определяемые требованиями токарной' обработки описываются зависимостями, полученными в результате исследований.

Ревенке задачй оптимизации обработки деталей на металлорежущих станках заключается в нахождении вектора переменных Х»(Х ,Х , ... ,Хп) придающего юшимадьное (максимальное) значение критерию оптимальности в области, заданной ограничениями. Задача представляет собой многомерную нелинейную задачу математического программирования, для решения которой универсальный.метод, подобный симплекс-методу в линейном программировании, отсутствует.

Использование многих существдвдх методов нелинейного программирования в области металлообработки затру„.даельно ■ из-за особых требований к виду целевой функции, виду и количеству ограничений. Многоиагоюсть процесса счета приводит к бомыит затратам машинного времени и возрастанию трудоемкости реализации методов н. ЗВМ. ' Перечисленные эдостатки отсутствуют ' у метода штрафных функц:;-\ позволяющего находить локальное ^ешение.

Йспользовс:!;:.е основных принципов, этого' метода позволило составить блок-схему. а ."оритма и программа выбора оптимального значения режима резания и марки инструментального материала на

зьа .'■•' ''•■'.'■

; /;. -13 - ; V ".

Примеры результатов расчета сппп/.алшь.'х регсмов -резания при точении заготовки d-150 t¿i и длиной "1-400 ш из стали' ЗОХГСА, при заданной шероховатости обработанной поверхности Р.а-2 ¡дам, глубине-' резания t-1 км, представлены -ез рпа. 1 и 2. Анализируя эти графики, мокно определить опти.альпыэ регямы рез&ния. При точении ■ сплавом Т15К0Г.-. ..-... ' ' .. • .

Уопт-. 2,1 ы/е;' Зоят-Р,16 'ш/сО, .' а при'точеяш! сплавом-TESO: \ " . - ' : ,

Уопт- 2,1 м/с; Sonr«0;28' ци/о5. '•--.■ •

Они показывают, что для данного кйнкретпого случая более эффективным является применение сгтлаза ТН20.

.' Результаты экспериментальных 'исследований работы прошли ; экспериментальную проверь'* и вдадрошг па Лзнингорском приборном •заводе Татарского производственного объединения "Радиоприбор" с экономическим эффектом 15234 руб. ;ст вподрения прздлохкнннх рекомендаций .на участках станков с.ЧПУ, .- автоматических станков и механическом участке. '... ' •

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ' Р/ГОТО

. - 1. Установлено, фйз;псо-к:эханическкэ свойства обрабатываемых ]/' материалов в бобылей.степени влияют на. износостойкость,1 интенсивность изнашивания и коэффнциент тргшгя сплава ТН20 , чем сплава Т15Ш. " ,':..':

2.. При точешш легированных 'сталей кшгогракньйй! неперетачи-„' ваемьши пластинами га ТШО область ь-аньтах--. температур резания увеличивается с возрастанием ссчзпкг сревае:,ото слоя. .-... 3. Установлен характер assamia ■ эхеиептов. рвгззда реэенич, . -" форш пластины йа составлял^« сягц'рез'отя и определены области более эффективного пр./а®иепия пгает;гя из сплава TJ2Q, которые отличается более икзга^я, яги у TIBES,- ейюенпзми составлявши силы резания и ' 'еньЕймаг энергозатратами при сдгааотвцх условиях обра-• ботки, '-• : ; v-.'Ь-- ..■•''•<' •.

. ; • . Сказано,' ; что." дршвя«ф''-1К2И1!Я 'isa- сплава ТН20 взамен пластин иа сплава TI"!!? при ¿'аягкпсЛ рзроловатости обработанной поверхности увеличивает производительность обработки и сг жает . ватратн при получистовом и чистовой точении до двух аа за счет • более высоких рехишв реаания.

; .5. Характер .зкашивенад задней йоверхкости пластин из спла-

"V; м/с

'2-

1-

V Л/гпах • \Хмт , . " '

-- ; >С .

- с - -о £ шШт у/у - - °/ • - у / о

<П ^__-

г / /■ /

. ■ "Угс\1г\ _ ТтШ

■ * ' " - - - ' -- г -- - - - ' ---

Н

Рис. 1. ЕШорогакиальнш регаиов резания при тйчепни -сшэдш Й5К6.

,2. Выбор от лавьных реямоЬ резания ори точении точении сцлавои ГНЙО.

вов ТВ20 и T1SK6 на ^лима^ чернового течения одинаков; на реки- . • мах чистового точения изноо по перэдезй поверхности . характеризу-. ется более- равномерной'лункой кэЕоса пдзскш пз.ТН20, .-а износ по задней поверхности отличается гошгг;:зм изношенной шювдки, расположенной ;На пзрзголкой^аадней поззрхкооти.- н образованиеы зачипзвдей реговдей крсики.; - ' •'.. ■. - ; :

б.. Доказано, что в качестве кригерпз износа, обеспечивающего' макымальиую стойкость пластин из сп&па 3B2Q. необходимо прини- ' шть технологическое ограниченна. износа Cpa raropoii шероховатость обработанной йовэдйихяя pteft- ^ввшязав»езр.--:;-.' : ';; ':'" ■. , - " 7. Установлено, ■' • что та реявайсс «йрнового точения стойкость -"'■л пластин ив спаава ТЕ20 шов, а_кй рагшах получистового и чистового точения стойкость пластин из ■ сплава . ТВ20.. выйа стойкости' • /йластия из сплава И5К5,. 've ^ ■

V, 8, Разработаны алгоритм и программа выбора оптимального ре.;.': жима резания и ыарки йетруъютгадьвого ¡¡йтериала на основе метода - штрафных йгавдий, .где в качестве иёлегой функции приняты приведенные затраты ца единшд продукции, а ограничения, накладываемые на принятую целевув функций описываются зависимостями, цодученны-ыи в результате экспериментальных исследований редущих свойств * , бе&вояьфрашвого твердогосплава ТН20- -

'-.■.Ó. Научные полоаэнкя диссертационной работы n;¿ экслёри-ментальную проверку и.внедрены на Лениягорском пркаорвом заводе Татарского производственного объединения "Радиоприбор"'в 1И87 году с эконоиячеекии эффектом 1Б234 руб.'.' от. внедрения предложенных. / рекомендаций на участках ставков c.W, ; автоматических,станков и механическом участке.

: Основные положения диссертации опубликованы в следующих ра' ботах; V.'-!'. г •■''-■ i ■ --.-Л' .--."■;'"'-■'.•'"';■,'-.;. ■ • .

í. Молчанова НГ., Дйядов.КА, Вайдудлае8.А.В. , Бзхл а , , . ■ /Развозжаев С. А. резании не-

пертачиваемыми пласткнада на безвольфра^шх твердых сптавов. В v сб. "Пэвьвяе ие. эффективности прокзвойотва Механизацией я автома-; ■ тизацией кеханосбопочннх и всйодагательшяпроцеесов в . машиност-Р' жяии, Тейисы яйкладов к Ре^публиквксклЯ каучьо-техничекой конференции Ташкент, 1983, ¿52-153 с. : : '

2. Молча1 >ва Е Г., Раэвоэжоев с. А., Вахл Е Особенности ..з- ' менения термо^здс при то»'"Яии легировсштх . сталей резцами из

• БВТС. Тезисы докл. .Всесоюзной конференции "Теплофизика технологических процессов^, Ташкен!, 1S84,'ч. 2, 53 с.

3. Развозааев С. Л., Езхл R Егкоторые вопросы выбора пара-мэтров обрабаакв£ви>С1Я. дагяросваашк сталей/ В сб. "Наука производству". -Тсз^си-дскл. городсгой научно-технический конференции, -Чирчкк, 1S34, 112 с.

4. Иохчазюва Е Г., Баял ВГ, Развозжаев С. А., Байдуллаев А. Б.' К вопросу улучшения пероховатости 'обработанной; поверхности при точеюш ¿огароваваьа статей .'.резца»! из бвввольфрамовы* твердых

' сплаве-.. В'сб.,* "ПоогрзосяБныз технологические процессы в маш-носгроеши."- тТагкенй/Т^вПИ,. ISSS, .24-2® а '

Б. Ьй«Ечаног& Е Г., -'Бгйдудйав Д. В.', Езхл Е. ■, Развозгаев С. А. Выбор критерий-'ожпггкзада! кахаиическбй 'обработки :в условиях r;:S- • кого еазаэдшгроесягого производства. в сб... "Шеьэзе;»" з$фекгт-ностя внедрения ро5о-лспро22:шх коьядекоов в -!.:агз;1:оотроен;:э Уз-беглюхана.?ев;а:я« яс:а. 1ЗДЧИй-2еш«гской коп&ре'шгя. -Тгаг • кент,-1585,'-87-е0е., , ■ ':. '."

6. ЬЬлчз-гава, К Р.ЕаЗдуггаес А. Е., Развозкаев С. Л. Вь.бор критерия изцсса разбор с' ¡¿когогратаиа н<*перетачивае:йш пласти-. нами из сплава SH20. .Б"сб. - "Реоурсооберегекага технология в шаи-яоетроешя.тезиаи ТслДЛ,.. 1S38.:- -.-..■'.

.7. Байдшазв"Л. Шдтанова ЕГ., Вазвозааев. С. А.' К вопросу. ошкздоацвгг ыеяашРйской 'обработки в условиях, ГЕС. 3 сб. тезисы-докладов II городской научно-технической конференции "Наука - производству".- -Чирчик, 1089, 05 с.

- ."'S. .РаэЕозгааз С.'А.,1йдчааова ЕГ., Шркова Л.Г.». Байдуллаев А. Б. 'Возмогноетп зф$еетивЕ0Г0 применения инструментального. сплава TI20. на .станках а.ЧПУ". ;ВсО, тевтеы докладов, республиканской научно-технической кЬнфереед51.ч'пробязкные вопросы развития и повы-секия • эффективности -хщеяреакз "автоматических производственных комплексов с раздай стешньв технологической гибкости". -Ташкент, 1939,"'аз с. -•'

9. йэячшвда Е Г.,РазЕозкаев С. А., Сметанкин К И. "Выбор марки инструментального материала и оптимального рекима г^-- -чия • на ЭВМ. ' В сб. Штериалы краткосрочного научно-технического семинара ДЩП "Технологическое и конструкторски обеспечение высоко-гйектнвного производства в автомобилестроение'. С.-Гпербуг, 1581. • ' ..

10.' Молчанова Е Г.,. Реивозлаев С. А., Сметанкин К. И. Опреде-

- 17 - '

ление условий эффективного применения инструментальных пластич из безвольфрамовых сплавов. В' сб. Материалы краткосрочного научно-технического семинара ДДНГП "Технологическое и конструкторское обеспечение. высокоэффективного производства в автомобилестроении". С.-Петербург, 1991. : .

ВОЛЬФРАМСИЗ . ДАТЩ ЩША - ГЕ20 -КУЩИТРАМ ЧАРХЛАШАЛДИГАН ПЛАСТИНКАМ КЕСИШ АСВОВЛАРЙДАН ЮЙДАЛАНЙШНИНГ ОПТ ЖАЛ ШАРТ'ЛАРИ

Развозяаев Сергей Александрович Тошкент давлат техника университеги (ТошДТУ) - Тошкент 1993 й.

Ипининг тафаили

Диссертация ишда ТШО вольфрамсиз к^аттиц (^отишма (БВД)-нинг легирланган пулатларни кесиш хуеусиятларияи, уларнинг бош^а асбобсозлик материаллари билан ракрбатлашаолшшни антугаш мацса-дида утказилган тад^нфт натилалари келтирилган бу.*чб, тадррпфт кесиш жараёнини ЭЯ^ ёрдамида математик моделлаш асосида амалга оширилган. ЩД-.шнг кесиш хоссаларй ва улар ёрдавда Саэкаршгади-ган кесиш жараёнини урганиш узвий ёндаишш асосида олиб борилган булиб, бунда кесиш жараёни информацион модели структуравий эле-ментлардан ташкил топган деб р$аралган, Легирланган . пулатларни кесганда кесиш кучларининг ташкил этувчилари, энергиянинг сарфла-ниши, ишланган юзадарнияг тозалиги, кесиш з^арорати ва кесувчи асбоб тургунлигининг кесиш релимлари билан солиштириб аншуганган. Кескич пластиналарининг ешрилиш характерининг ишлов берилган юзалар тозалигига ва :сескш хароратигг. таъсири урганилган. Аниц шароит учун кескичншг материали, кесиш жараёиининг математик модели, 'опти»ал кесиш рекимдарини цксобдаш алгоритми берилган. ВВД-нинг кесиш хусусиятларини ба^олаш учун услубиятлар ва дастур-лар ишланган булис,; токарлик дастгохлари учун кескич материалла-р;:кн танлаа, р-диоиад (г'-гм сарслтига ангауаа имконини беради.

OPTIMAL CONDITIONS AN APPLICATION OF THE FROW-AWAY TIP FROM ' TN20 NON-VOLFRAM CARBIDE CUTTING TOOLS •

Razvozgayev Sergey Alecsandrovlch Tashkent State Technical Universitety - Tashkent 1993 ABSTRACTS '

9

An investigations of cutting property by using non-volfram carbide • (BVTS) tools on turning opsrat ion for determination the ability for compete with other tool's materials by mathematical rodel using IBM is decribed,: Studying of stock removal capasity and process thp machining of materials by BVTS based, on using sui- table system introducing the process of turning operation by structural elements of infer mat ical isodel. Investigations the pa-rametrs <?f- structural elements was realising by complex method for studying the stock removal capasity. Comperitive analyses of dependences the composites of cutting forces, used energy, the roughness of machined surface and tools, live on depending from cutting condition during turning alloying stells by frow-away tip from TN20. and T15K6 таге carried out. Influence the effekt of tools wear on the roughness machined surface and temperature of cuttingi' is studed,. Mathemtical irodel,choice of mathed. and .. algoritKe for' determination ■ the optimal cutting conditions and tool's material are presented. .• Obtainedmethods and IBM programmes' for. determinations effectivity stock removal capacity the tools by BV" '" wore used for estimating of; mach nablllty and choise of the-^pt'jKal cutting condition f с lather groupes of machines-tools.