автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.01, диссертация на тему:Разработка научно-прикладных основ повышения обработки резанием сталей микролегированных специальными присадками

Нацл.оналъний техн1чний ун1верситет Укра1ни "Ки1вський полл.технл.чний а-нститут"

РГб 0/1 На правах рукопису

1 О 11'а]| УДК 621.9.025.74.

-- О .! -У 1! 'V'/

СедЫкн Леонщ Михайлович

розробка науково-прикладних основ пщвищення обробки р13анням сталей м1кролегованих спец1альними присадками

Спец!алыюсп 05.03.01 - Процеси мехашчно! обробки

верстати та шструменти

АВТОРЕФЕРАТ

дисертацд на здобуття наукового ступеня доктора техшчних наук

Кит 1997

Дигергац!сю с рукопис:

Робота виконанй на кафедр! металор!зальн1 верстати та 1нструменти Сумського державного ун1верситету.

П$ац1йн 1 опоненти - доктор техн1чних наук, професор

Корюк Г.Г.

доктор техшчних наук Дев1н Л.М.

доктор техьч'чних наук, професор Махмудов К,Г.

Пров!дне гпдприеыство - АО НИКМЙС м.Суми

Захист в!будеться 1997р. о ГОДИН1

на зас1данн1 Спец1ал1зованко1 Ради Д 01,02.09 в Нац1ональному техн1чному унгверентеп Укра'1ни "КПГ ( 252036, н.Кйв - 56, пр.Перемоги 37, корп,__^__щ^.Л^.У').

3 дисертац1еш можна ознайомитись в б1бл1отец1 Нац1онального техн1чного университету Укра1ни "КП1" .

В1дгуки на автореферат (в двох екземплярах, зав!рет печаткою установи) просимо надсилати на адресу ун1верситету секретарю Спец!ал1зовано1 Ради Д 01,02.09 по захисту дисертацп.

Автореферат роз1слан " __

Вчений секретар спец!ал1зованно1 Ради, д.т.н., професор

19 9 7 р

Н.С.Равська

А Н О Т А Ц I а

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальность теми. Основною тенденц1ев автоматизацп сучасно-го ыашинобудування е широке використання верстатхв з ЧПК та верс-татних комплекс1в з числовим програмним керуванням. Нироке використання верста^в з ЧПК обумовлено 1х перевагами, пор1внюючи з унгверсальним устаткуванняы I передуем значно б!льшою продуктивности. Але значн! потенц^альн! мояливост! верстат^в з ЧПК до цього часу використовушться далеко не повести, 0дн1еи з причин цього .явища е нестабгльн1сть протгкання процесу ргзання, итворен-ня при токарнш обробц1 зливно! струнки, низька оброблгавангсть сталей piзaнням. фактори враховугаться у виробництвг зниженням режим;в р1зання, що зменшуе продуктивнгсть обробки р1занням, охдмовпв вгд багатоверстатного обслуговування токарних верстапв з ЧПК. Не випадково, що в цей час ведеться великий комплекс роб1т по в;дшукуванню илях1в моаливого виргшення проблеми штен-сифткац?! процесу р1зання. Серед найб1лыя ваяливих напрям!в мояна назвати роботи, як! виконуються п1д кер!вництвом проф.Астаф'ева В,А., СШна С.С., Подураева Б.Н. Але вс1 щ роботи направлен! на тз.чоб вплинути на процес рхзання так би мовити "ззовн!", за ра-хунок зовн1ин!х фактор1в. В той же час практика показуе, що за -вое® природою, закладеного при виплавц! стал1, 1х мояна зробити легко- та складнооброблпваними р!занням. Отже, знания зв'язку ме-тллурггйних причин, що впливаить на оОробливангсть сталей р1зан-ням, розкриття ф!зично1 сут! явищ в зон! р!зання з участи мета-лирг?йних факторгв 1 на ц!й тдетав! розробка рекомендац!й по •"•ТрИМ'ЗННЛ -м егкооброблвваних сталей може значно пхдвищити ефек-тивн1сть експлуатацП устаткування з ЧПК 1 тим сами« пЦвичити ракурс над1йносп вироб!в. Питанию вивчення впливу металург^йних

Фактор!в на оброблювашсть сталей р!занням присвячено ряд роб1т. Однак вс1 роботи стосуються питань оц1нки як1сного впливу присадок селену, слрки, фосфору, свинца та ¡нших елеменпв на оброблювашсть без глибоиого вивчення ф1зичноЧ сут! явищ або з точки яору вивчення цих включень як юкЦливих, що пог!ршують мехаШчн! властивост1 сталей. Ця робота присвячена актуальна проблем! -дослЦкенню впливу присадок селену, свинци, телуру на ыехан!чн1 характеристики, зносост!йк!сть та оброблювашсть сталей р!занням.

Мета та завдання досл!дкення, На основ! вивчення !снувчих роб 1 т г,фориильован1 наступи! завдання:

1, Оброблюваний матер!ал с р1вноправним технолог1чним фактором едино! системи р1зання. За рахунок зм!ни складу та властивос-тей стал! «окна з великим ступенем ефективност! оптим!зувати прочее мехаШчно! обробки.

2, Оброблюван!сть може бути пол!пиена як на стад!! п!дготовки заготовок для обробки шляхом в!дпов!дно'! терм!чно! обробки, так ! на стадП П виробництва за рахунок коректування ме-талурггйно! технологТ!. Останн!й шлях в найб!льш перспективним. Кайб!лъш яфективним способом з добавка в сталь свинци, селену, телуру та спец!альних розкислнвач!в.

3, На основ! теорИ дислокац!й, термодинам!ки суц!льних се-редовищ та теорП граничного шару розглянути ф!зичну сутн!сть «вищ, як! в!дбуваються в зон! р!зання та розробити науково обг-ринтован! рекомендацп по розробц! сталей з тдвищеною оброблю-еан1сти р!занням,

4, Бивчити вплив присадок селену, свинци та телуру на ме-хаючн! характеристики при р1зних видах навантакення та за р!зних умов випробування.

5, Бивчити характер неыетал!чних вклвчень та пов'язати !х

морфологию з впливом на оброблюван1сть сталей р!занням.

6. Вивчити вплив присадок на основ! характеристики оброблш-ваност! та дати теоретичне обгрунтування вказаних явищ на основ! теор1г граничного пластичного иару, теорп дислокацП та термоди-нам!ки снЧ1льних середовищ.

7. Розробити рекомендацП з оптиьизацП обробливаност! сталей на пЦстав! термодинаи1ки суц!льних середовищ.

Наукова новизна роботи

1. Вперие проведено всеб!чне комплексне досл!днення впливу селену, свинцю та телуру на широк!й гамг сталей, що м1стять в г.пб1 представникгв ус!х груп сталей, починаичи в1д конструкц!йних ; до ¡нструментальних вуглецевих сталей.

2. Встановлен! оптимально з точки зору механ1чних власти-зпстйй та характеристик обробливаност! сталей р!занням, в!дсотко-вий склад присадок селену, свинца I телуру та морфологП неме-тал1чних вклвчень в стал!, Встановлена кореляц!йна зале»н!сть м1ж характером включень, !х формою, взаемниы розташуванням, ме-хзн1чними характеристиками та обробливан!стю р!занням.

3. Встановлено, цо присадка в сталь селену, свинцю та телуру пкремо або в комплекс! в кыькост! до 0,25% дозволяе на 40-50% збгльшити швидк!сть р!зання без зм!ни ст!.йкост! !нструменту або в ¡5-30 раз^в П1двищити спйюстъ 1нструменту при пост!йн!й пвид-косп р!зання, При цьому не знайдений вплив добавок на механ!чн! характеристики при нормально температур! випробування при вс!х видах навантагення.

4. Встановлено, що одночасно з пЦвиценням с^йкосИ !нстру-менти змениуються сили р^зання, усадка струяки, зменяуеться аоротк1сть оброблввано! повврхн!.змекмуеться тоещина дефектного пару та ступгнь його наклепу.

5.На основ! теорП граничного пару, термодинам!ки суц!льних середовищ, теор11 структурно! пристосовност! ! теорП дислокацп дасться теоретичне обгрунтування ф!зично! суп позитивного впли-ву присадок селену, свинци ! телуру на характеристики оброблива-ност! сталей р!занням.

6. Вперше розроблена математична модель формування пристосовност! контактних площадок !нструыенту зм!нним навантакенням ! на ц!й основ! сформульована пропозиц!я про легування селеном !нструменту.

Практична ц!нн!сть. Дисертац!я виконана в рамках найваж-лив!ших науково-дослЦних роб!т Деряавного ком1тету по науц! та техн!ц! 1964-1980рр. в зв'язву з буд!вництвом ВАЗ та освоениям технологи виробництва легкооброблвваних сталей. Робота викону-валась в Курганському машинобуд!вному !нститут1, Науково-досл!дному !нститут! металургп м,Челяб!нська та Сумському дер-иавноыу ун!верситет!. Результат« роботи у вигляд! рекоыендац!й з оптиы!зацП складу включень та способу розливки стал! реал!зо-ван1 на ЧИЗ. Рекомендацп щодо призначення рениы!в р!зання при обробц1 легкооброблвваних сталей на верстатах з ЧПК, автоматах та нап!вавтоматах впроваджен! на ряд! п!дприсмств М!нверстатоп-рома, Шнсудпрома та в !ниих галузях.

Прораховано економ!чний ефект в1д впровадхення складае б!льш 10 ылн.крб. (у 1инах 1985 року).

На захист виносяться :

1. Розкриття та ноделивання механ!зму та законом!рностей впливу присадок селену, свинцп ! телуру на обробливаШсть сталей р^занняи.

2. Оптимальний, з точки зору механ!чних властивостей та ха-

рактеристик оброблюваност! сталей р1занням, в!дсотковий вьист присадок.

4. Розроблена математична модель пристосовност! контактних площадок 1нструмент!в 1 на ц!й основ! сформульована пропозиц!я про легування селеном !нструментальних натер!ал1в.

5. Биконан! вперше досл1дяення впливу присадок селену в ®видкор1зальну сталь та твердий сплав на ст!йк!сть !нструменту, виготовленого з цих матер!ал!в.

5. Розроблен! рекомендацП по оптимальному в!дсотковому ."кладу включень та !х морфолог!I.

7, Результати дослЦаення працездатност! деталей машин в за-лежносп В1д складу включень при робот! з! змачуванням в умовах лгресивних середовищ.

8, Бстановлена заленн!сть ст!йкост1 р!зального !нструменту в;д складу включень, виду ¡нструменталького матер!алу та швид-кост1 резания.

Методика досл!дяень.Експериментальна частина роботи виконана яллученням в!домих метод1в дослЦкень (вим!рювання сил р1зан-ня, температури, усадки стружки, шорсткост1 поверхн! та тлн.) та розроблених в процес1 виконання роботи ориг!нальних методик тонкого дослЦження. До останн!х налегать вивчення складу включень та налипань на контактних площадках з допомогою електронного "Ка-мека" та растрово! електронно! м!кроскоп!! СИМ-200-Ы}, застосу-вання рентгено-структурного анал1зу (НРС-50). В робот! для аналхзу та обробки результат!в експерименту широко використовува-лась сучасна електронно-обчислввальна техн!ка, Дослгдаення ме-хзн1чних властивостей при розтягуванн! виконувалось на ун!вер-сальн!й розривн1й машин! УЫ-5, а при стискуванн! - на Г1дравл!чному прес! 2НГ-500 з зусиллям 500 т. Вим!рювання м!крот-кнрдлст1 проводилось за допомогою приладу ПМТ-3. 1орстк1сть вив-

ч

чалась за допомогош нгкроскопа МИС-11 та проф1лографа.

Апробац1я роботи.0сновн1 результати пов!домлен1 та обговорен! на Нральськ1й вб1лейн!й конференцП за гпдсумками НДР в галуз! иашинобудування (Курган, 1967), на и!хобласн1й науко-80-технгчн1й конференцп "Шляхи пЦвицення ефективносН до-пом!жного виробництва" (Курган, 1969), на Обласнгй науко-во-техн1Чн1й конференцП "Вляхи п!двищення якост1, над1йносп та техн!чного р!вня продукцП, що випускасться в свИ1 вимог XXIV яЧзду КПРС" (Курган, 1969), на зональн!й науково-техн!чн1й конференцП "Удосконалення процес1в р!зання метал1в" (Свердловськ, 1974), на галузевому сем!нар1 "Досв1д впровадаення верстат!в з ЧПК" (Ленинград, 1975), на науково-методичн1й конференцП кафедр ¡'нституту, присвячен1й ХХУ зЧзду КПРС (Станк1н, Москва, 1975), на Уральськгй наукоео-техн!чн1й конференцП "Стал! п1двищено1 об-робляваност! ргзанням" (ЧелягПнськ, 1977),на нарад1 кер!вних роб1тник1в Шнсудпроыу (йрсен'св, 1377), науково-методичн1й конференцП, присвячен!й 60- р1ччв Великого Шовтня (Мосстанк1н, 1977), на Уральськ1й зональн!й науково-техн!чн1й конференцП "Шляхи п!двицення ефектнвносН ыехан!чно1 обробки деталей" (Курган, 1979), на Всесоюзному науковотехн1чному сиыпоз1ум1 "Перспек-тиви розвитку р1зання конструкц1йних катер1ал!в" (Ворошиловград, !980),на Всесоюзн1й науково-техн1чн1й конференцП "Сучасн! иляхи пЦвищення продуктивное^ 1 точносН металооброблюючого устатку-бдння 1 автоматизац1я технолог1чних процес1в в иаиинобудуванн!" (Москва, 1980), на Всесоюзн1й нарад1 з п1дготовки докторських ди-сертац1й (Курган, 1990 ), на науково-технхчних конференщях в Сумському Ф1зико-технолог1чному 1нститцт1 (1990, 1991, 1992, 1993 р.р.), на другому М1кнародному симпоз1у»и 1н«енер1в- механШв Чкрахни (Львхв, 1995 р.).

Публшацп. Основний зм!ст роботи воображений в 55 друкова-них наукових працях.

Обсяг роботи. Дисертац1я складаетъся 13 вступу, 6 розд1л1в, загальних висновк1в, додатка, вм!щуе 245 стор1нок друкоЕанного тексту , 61 таблиця, 158 рисунк1в, список використаних дяерел (163 джерел).

ОСНОВНИЙ ЗМ1СТ ДИСЕРТАЦ11

Проведений огляд публ1кац1й з проблеми обробки р!занням пластичних матер1ал!в, в тому числ1 з р1ного роду покращуачими присадками та способами розливки сталей, виконаних радянськими та закордонними науковцями. Даеться анал!з 1снуючих уявлень про процеси обробки сталей з добавками с1рки, фосфору, селену.свинцю. Одераан! принципов! особливосп, як! визначаить перешкоди при об-робц! пластичних матер!ал1в р1занням, встановлен1 мета та завдан-ня досл1двення. Не дивлячись на те , що до цього часу с багато роб!т, присвячених дослЦженнв оброблюваносп сталей з присадками, покращушчиаи ¡х оброблвван1сть, вс1 вони виконан! з точки зо-ру механ1чного п!дходу до мехаюзму впливу присадок на процес р1зання. До цього часу в уявленних про вплив присадок на оброб-люван1сть сталей р!занням 1снуе багато суперечних вЦоыостей I не розроблен! теоретичн! основи пЦвицення оброблюваност1 за рахунок покращуючих присадок в сталь Немае рекомендац1й по оптимальному вЦсотковому вм!сту присадок з точки зору 1х впливу на механ!чн1 властивост1, характеристики оброблюванност! р1занням. Питания

о

нлйктронних MiKpocKoniB (ЗМй, РЗМ-200-У) та електронного м!кро-аонда (Комека). Структуры! перетворення вивчались за допомогою peKTreHiBCbKoi установки 9РС-50.

Експерименти проводились на таких трупах матер!ал!в сортаменту ВАЗ та iнших заводах: 1) вуглецев! конструкции! стал! типу сталь 40, 45Г2 та !н: 2) легован! конструкц!йн! стал! з bmIctom руглецю 0,1-0,5/: (12Х2Н4А, 19ХГН, 40ХГНН, 15Х2Г2СБА та ш); 3) HepsaBiiim аустен1тн! стал! типу У1 OA (для годинниково! промисло-BocTi). Досл!джуван! зразки одеркували або плавкою в лабораторних печах з наступною проковкою, або промисловов плавкою, прокатаних на верстатах ЧМЗ, KpiM того , частина сталей дослЦвувалась в литому стаю, У дослЦах по вивченни оброблпваносп дослЦкувався не тiльки безпосереднхй вплив добавок, ix складу та розташування, лле й ряд !нших металург!йних фактор!в як 3aci6 розливки, склад розкислюв^ч]'Р та iH. В загальному склад!, не враховуючи проиисло-еих випробувань, було досл!джено б!льи як 150 BapiaHTie сталей, м!кролегованих селеном, телуром та свинцем, а такой комплексом цих присадок з додаванням с!рки. При цьому легуюч! присадки в сталях знаходились у менах: селен до 0,35%, телур до 0,15%, сви-нець до 0,25%, cipKa до 0,15. Була розроблена ориг!нальна методика досл1Дження сталей на зное з розробков спец!ального випробу-вального стенда. ДослЦяення по точ!ннш виконувались на токарно-гвинтор!зних верстатах моделей 163, 16Н20, обладнаних безступшчатим приводом головного руху. Випробування зразШв сталей на стиснення та розтягування проводилось на сер!йних г!дравл!чних пресах та ун!версальних розривних маиинах. Вивчення гранично! зони проводилось шляхом ф1ксування процесу р1зання за допомогою BHC0K0ffiBHflKicH0i к!нокамери СКС-16, обладнано! для цьо-го спец!альною оптичною насадкою, сконструйованою та виготовле-ною автором.

Точность та BiporiflHicTb експериментальних даних оц!нввалась

гидвищення ст!йкост1 !нструменту за рахунок легування 1нстру|,¡витального матер1алу селеном аба шшими покрацуючими добавками не досл^кувались к! одним з автор!в вЦомих роб1т. На основ! анлл!зу л!тературних даних поставлен! наступи! завдання дослЦкення:

1. Розробка теоретичних основ, що змальовують механ!зм впли-ву присадок, покращуючих оброблюван!сть сталей на основ! сучасних уявлень Ф1зики твердого т!ла,

2. Розробка методики досл!дження ! вивчення взасмозв'язку явищ при обробц! сталей з присадками селену, свинца, телуру на пгирок!й гаи! досл!джуваних матер!ал!в.

Ъ, Встановлення кореляц1йно! залежност! характеристик оброб-люванпст! В1д складу та властивостей включень в стал!, способу розливни та розкислення, характеру включень, !х складу та взаем-нпги розташуваннч.

4. Постановка завдань п!двишення стгйкост1 !струмент!в за Рахунок м!кролегування !нструментального материалу селеном та проведения доел!дницьких роб!т по виявленню законом!рностей впли-ву присадок на ст!йк!сть !нструмент!в при р!зних видах обробки.

5. Промислова перев!рка та впроваднення результате роботи в виробництво.

Розглянута загальна методика проведения спйюсних випробу-вань для встановлення залежност! Т = Г (и, 5, Ь , б^.сГг. ) де £>х~ еЦсотковий вм!ст присадок селену, свинцю, телуру; ¿а - характер чемйтг1Л1чних включень в оброблпваному матер!ал!.

За основну методику для встановлення вказано! залежност! при

пйрибц]' твердославним 1нитрументом була прийнята прискорена методика Й.С.Кондратов*, яка дозволила з м1н1мальними витратами об-роилюваноги матер1алу встановити з достатьпм ступенем в1рог1дност1 вказану вице заленн1сть ст!йк1сть-швидк1сть. При ць-ому був прийнятий такий Д1апазон реиим!в р!зання, що зм!нюються: подача 0,1-0.4 мм/об, глибина р1зання 0,5-2 нм. Геометр!я ¡нстру-менту залишалась незм1нною: плоска передня поверхня з передн!м кутом ^ =0",

ДослЦження оброблюваност1 швидкор1зальним 1нструментом проводилось за розробленои автором прискореною методикою. Перев!рка в1рог!дност1 одернаних результате проводилась за допомогою кла-пичноI методики, яка показала ьцлком задов!льний зб1г результат 1В .

Оброчка як твердосплавним, так 1 швидкор1зальням !нструмен-ток проводилась т!льки з використанням тарованих р!зальних пластин, що до м1н1муму зводило випадков1 фактори впливу не-поспйносп властивостей резального матер!алу, Була прийнята нас-тупна геометр1я заточки швидкор!зального р1зця: ^ = + 10° , ^ = = 10й, = 45°, = 15е, = 0 . При проведенн! промислових випро-бувань автором була розроблена методика, яка дозволяс в виробни-чих умовах одержати результат з кращою в!рог!дн!стю. Для цього колна виСирка статично оброблювалась з визначенням среднього значения досл1дкуваного фактора, середньоквадратичного в!дхилення, дисперс!!, дов1рчих ¡нтервал1в (в!рог1дн1сть Р = 0,9). Нэд1йн1сть .¡дрржаних результат!в визначали шляхом пор1вняння фактичних зна-чень коеф1ц1снта вар!ацП з нормованим для дов1рчо! в!рог!дност! СР = 0,9) та в1дносно! точност! К = 0,20. Якщо фактичне значения коеф1ц1снта вар1ацп було б!льше нормованого, то к1льк1сть досл1д!вень п!двищилась до досягнення задано! точность

Доел!дкення тонко! структури, Х1м1чного складу та характеру вкдвчень вивчались за допомогою оптичних СМИМ-8), растрових

методами математично1 статистики за законом нормального розпод!лу випадково! величини.

п«л основ! термодинам!ки незворотних процес1в, теорП граничного шару та дислокац!йного уявлення про процес р!зання розроб-лен1 основн! теоретичн! положения, як! встановлюить зако-номгрн1ить формування граничного шару, його характеристики в залежност! в1д деяких феноменолог!чних характеристик оброблювано-го матер1алу.

ЗнаслЦок тертя прир1зцево1 поверхн! стружки об контактну площадку ¡нструменту в!дбувасться гальмування прилеглих до кон-тактних площадок шар!в струнки , тобто утвористься пластичний граничний «ар. де ивидк!сть зм!нюсться в1д нуля до швидкост! стружки на зовн1ин1й поверхн! граничного мару. Товщина цього шару с. зм1ннога 1 в м1ру вЦдалення вгд р!жучо1 кромки зростас. Це яростання пояснюсться поступовим залученням, внасл1док внутр!шнь-пго тертя шару стружки, який ленить над прир1зцевим иаром. При цьому чим менша вязюсть матер1алу струкки (менший коефшснт внутр!шнього тертя), тим тонкий граничний шар.

Дотична напруга в граничному шар! визначаеться законом Н'ютона:

де С - отр металу зсуву; с1и_

-г— - град1снт швидкост1 зсуву в шарь с1-Чг

Максимальна товща граничного шару

де 0 к!нематична в'язюсть матер1алу; ^ - -

С - довжина пластичного контакту на передн!й поверхн1; ис - швидк!сть стружки; .Р - густина матер1алу. Зраховуючи ц1 дотичн1 напруги на контактн!й плоцадц!

- V с (3)

тобто дотична напруга на контактн!й площадц1 пропорц1йна авидкосп струнки в ступен1 3/2, Введемо безрозьирну характеристику

.. 'Сет СХ

Н -- "лТ- 1 ' 4)

Де СГст ~ статична меяа м1цност1 при зсув1; и - ивидШсть р^зання;

СХ-сх-сГ- товцина недеформованого шару стружки; ^ - макроскоп1чний коеф1ц1бнт густини.

р1вняння руху всередин! граничного шару, виходячи з умови (1езперервност1 середовища, запишеться так;

^, , с?И „ ,, _ Са Ц

и.®* * V а у - V (5>

<

-Эи. . Эи _

з граничними умовами I) = и = 0 при у = 0 та II = Ус при у =

со . Застосовуючи положения про афф1нн1сть швидкостей у граничному шар1, переходимо до розв'язання р1внянь (5) та (6) в без-ризм1рких величинах. Для цього вводимо функц1ю струму

м-' Ус т

де j(ll) - безрозм!рна функц1я струму,

Поставивши знайден! величини в р!вняння (5), одеряимо

та п1 сля епрощення

О ПО)

Граничн! умови при цьому 1" = О, Г'= 0 при ^ = 0 та Г' - 1 при % = схп ¡10), Таким чином, застосувавши аф1нне перетворення, яке визначасться формулами (7) та (8), ми зам1нили два р!вняння в похЦних частинних (5) та (6) одним звичним диференгцальним р!внянням (9). Одеряане р!вняння нелШйне, третього порядку. От-«е, для його розв'язання достатньо трьох граничних умов (10). 06-численкя р!вняння (9) проводять шляхом розкладання функцП в ступеневий ряд навколо точки % - 0. Деяк! значения ФункцП I-труму, знайден! при розв'язанн1 р1вняння (9) на ЕОМ 1022, наведен! в таблиц! дисертацп. йнал!з результат!в показус, що основной характеристикою, яка визначас повед!нку матергалу в граничному шар!, с величина кОематично! в'язкост! матер!алу, Отже, якщо .якимись методами нам вдасться знизити цей показник, то тим самим ми значно зменшимо товщу граничного шару, дотичне напрукення на контактн1й площадц!, а отже, температуру процесу р!зання.

ПЦтвердиенням цьому е розрахунок опору тертю в граничному шарь 01и р тертю

с

- Ъ ^ Со с!х , (1П

х' = о

де Ь - ширина зони контакту Сз урахуванням того.що ширину мало! поперечно! усадки струаки моана прир!вняти до ширини чр!зу);

х - вЦстань вздови площадки контакту, урахуванням р!вняння (3) з наступним розв'язанням !нтегра-яа в межах площадки пластичного контакту

\Ч/ - 2 ¿. Ь Vc \lfjJbVc ', с12)

де ^ - деяний пост!йний коеф1ц!ент, який визначае яьасть обробки контактно!' площадки на новому инструмент!.

Розв'язана задача визначення товщ! граничного шару в будь-якому перер!з! граничного иару

сГ * 1,?208" С13)

Введемо товщу втрати !мпульсу В як характеристику граничного

аару. Бнаслгдок тертя пот1к 1мпульсу в граничному шар1 зменмуеть-

ся пор!вняно з потоком !мпульсу в потенц!йному точ1нн! стружки на величину

-и.) 6-и . (1

г°

Эляхом нескладних перетворень одержимо, що

Зазначимо, що безпосередньо на р!зальн!й кромц! р!вняння (5) та ¡0) не машть розв'язання, тому припущення про те, що

I <

^ 1 тут не справднуеться. Використання

ЭуМ' - ^ ------- VcX

Рiвнянь (5) та (6) можливо, коли вЦношення досягае

якого-небудь значения а деякого визначеного розв'язання.

0ск!льки на одн1й ¡з узагальнених характеристик граничного мару е безрозм1рна величина Н, то являе 1нтерес дослЦження роз-витку граничного шару, виходячи ¡з зм!ни числа Н. Анал1з показус, що при заданий форм! контактно! площадки, а отяе, при заданому потенц!йному точ1нн1 U(x) розвиток граничного шару залежить пль-ки В1д параметра Н, який визначас реолог1ЧН1 властивосп оброблю-ваного матер1алу в 30Hi граничного иару. Основною складовою цього числа е макроскоп!чний коефгцгент в'язкост! ju. . Таким чином можно задавати так1 властивостг оброблюваного матер!алу, щоб ко-Я1{ац1ент в'язкост! був меныим. Це мояна зробити за рахунок легкоплавких неметал!чних включекь типу сулыр!д1в, селение, MiKpocKoniчних включень свинцш або !нших з'еднань, як1 мають ана-лоНчн! властивост1. Так, в розвитку uiei Teopii на цей час з'явнлись кальц1евм1сн! стал!, де з'сднання кальц1ю та !нш! неме-тал!чн! включения,як! утворвшться при розкисленн! сталей сил!ко-кальц!см. [|i включения, з одного боку, полегиувть зародження та рух дислокаций, а з !ншого боку, будучи внутр1шн!м мастилом та порогами, перешкоджують поширюванню дислокац!й в б!льо глибокг шари металу. Це, з одного боку, зменшус товвд граничного шару в стружц! та оброблен!й поверхн!, а з iHffloro боку, потребуе менших енергетичних затрат на обробку р1занням, чо в к!нцевому пЦсумку оОертаеться меншою температурою в 30Hi р!зання, неншими силами р1зання, усадки стружки i у результат! зб!лыенням CTifiKOCTi ¡нструменту.

Дал! у розд!л! даеться методика вир1вення диференц!альних

[пвнмнь методом подюност!, цо дас змогу звести розв'язання

Р1ВНЯНЬ

и5х + V 5ц - У^х + 1/^этр.

^ 4 ¡16)

^ - Иг- = о

с>х

до наоликеного вар1анта:

^ \/ тч-1 О и >

I 17)

Де т = аоо - ■

ЗЦзичне розум1ння - це кут загострення р1зального клина, виракений у радианах. Був одерканий ряд р1внянь для визначення Функцп К ^ ¡, з якого найсальш точн1 значения одернуиться для

I { % 1 = ~ ~ полшома четвертого стчпеня та 1 ( 1

Я" . ,. -.

I ¿г ^ I 1.:инусо1дально1 функцп. лставляння розв'язакь за

цими ргвняннями даоре зЫгасться з величинами, вим1ряними на корнях 1-.тру»ки, та у пор!внянн1 з точною величиною функцП н I в1др1янястьса Ыльа Н1К на 13%, Це розходкення можна пояснити тим Фактором, що ми при вивченн! граничного шару зрооили ряд спрощень та припущень 1прийняли граничний шар як 1деально пластичне т1ло та не враховували температури в зон1 р1зання).

Для того щоо р!вняння 116) (Плыв повно воображали процес р!зання, введено р!вняння теплового потоку, тод1 повед1нка граничного шару описусться системою р1внянь

_ /е)6~;к _ с1<олГЛ . Л1_ {г- \

с11' ~ г/и Ч си' з у 25 Ч^и з Опп;

ларэктерний вигляд поля швидкостей граничного шару на пр-редн1й поверхн! ¿нструменту при ойрооц! стал! 1Х18Н9 показаний на

В цей час, на основ! роОоти з Прчистими сталями, склалась

уява про те, що оудь-як! неметал!чн! включения негативно вплива-

ать на механ1'чн1 властивосп сталей. I це не дивлячись на те, що

.и'льш ¿0 марок сталей, як! використовуються на ВАЗ, М1стять в

своему склад! свинець до 0,3/С, що в Японп б!льш н!» 0,5 млн.т

цор1чно яиплавлясться сталей 13 свинцем, що о^льше половини технШнпго селену в металургИ США використовусться для одеркання

легкоийрооних сталей, оосяг яких на цей час складас о!лыие тж 1 млн. т.

де Си - теплом!стк!сть середовща при пост!йному оо'см!;

Л - кое^пцгент теплопровЦност!;

А - оператор Лапласа;

¿'■.■ч- компонент тинзора де^ормац 1 й.

¡-'Ис. I ,

Поле ывидкос-п на граничному шар1 при обробц1 стал1 1Х18Н9

Ретельний анал1з невдач 1з введениям в стал! добавок показав, що б!лы»1сть досл1джень не звертали уваги на форму та характер включень в сталях, якл утворюються при введенн! в сталь добавок селену та телуру. В той же час, ваялив1 металознавч1 дослЦиення показують, що механ!чн1 властивосп залежать не т!ль-ки в!д в!дсоткового вм1сту , але 1 в!д величини включень: чим б 1льш1 дискретн1 включения, чим 1х б1льше, тим сильн1иий негатив-ний вплив 1х на механ1чн! властивост! сталей. Нами було проведене ретельне вивчення морфологи неметал1чних включень в досл1джува-них сталях та встановлено, що до складу сталей входили так1 групп: 1 - сил1кати та сил1катне скло; 2 - окисли РеО МпО, шп1нел1, галаксит хромовий МпОСг; 3 - сульф1ди зал!за та марганцв; 4 -хром 1ти РеОСг 0; 5 - н1триди; 6 - селении зал1за та марганцю. Вивчен! розм!ри та форма цих включень, 1х механ1чн! характеристики (м1кротверд!сть) та взасмне розташування. 3 допомогою ун1вер-

l^J

иальнсп розривно! машини модел1 НН-5 були проведен! випробування на розтин в умовах к!мнатно! температури. Ц! досл!днення показали, цо в меках дог;л1джених вЦсоткових в!дносин якого-небудь впливу на механ!чн! характеристики в дослЦжуваних сталях не знайдено. ДоелЦження механ!чних властивостей сталей в умовах пЦвищених температур такой не виявили впливу присадок селену, свиную та телуру на MexaHi4Hi властивост!. Аналогччн1 результати одержупться i при випробуваши в областях низьких температур (до 150° К). Досл1дження впливу присадок с!рки та селену на ан!зот-ponin пластичних властивостей виявило вплив на ан!зотроп!ю сiрки та вЦсутШсть ii у селену. Проведен! випробування сталей на стиск на 500-тонному npeci модел! 2НГ-500 за методикою ступ!нчас-тих випробувань показали в1дсутн!сть якого-небудь впливу присадок на полироШчний закон деформац!й. Не виявлено якого-небудь впливу добавок на трщиноутворення при стискуванн!. Тому в подальшому ми не можемо користуватися загальноприйнятими критергями для пояснения причини зменшення сил р!зання при обробц! сталей з присадками селену, свинцп та телуру,AKi пов'язують 'пояснения i3 3MiHon показник1в пол!тропи стискування.

Розглядавться результати дослЦження впливу добавок селену, овинцю та телур.у на ст1йк1сть р1зального ¡нструменту при токарн!й обробц1 ивидкор1зальним та твердосплавним ¡нструментом. Як в!до-мо, оброблюван!сть метал1в р1занням с комплексним критерии, до якого входить ряд фактор1в. Головним з них с ивидШсть р^зання при заданий спйкосп гнструменту. В цьому не важко переконатися з анализу формули

Pi - ь „ сы'

U = 1U S U t мйТГ

де Q - об'см металу, що зн1маеться з поверхн! заготовки за одиници часу; S - подача;

U - швидкi сть р1зання; ¡, - глибина р!зання. 3 автоматизованому виробництв1 технолог!чна продуктивнее BHMipBCTbcfl к1льк1стю деталей, оброблених на дан1й операцП за одиници часу:

f__L_____

J " tM - -Le. t io., ' (21)

Lm -OOOV

Отие, чии вища мвидк1сть р!зання, тим мениий машинний час (tM) при пост!йних t6 та tCM i вица продуктивн1сть процесу.

Типовий граф1к залеиност1 ст1йкост! твердосплавного р1зця в iд швидкост! р1зання для випадку обробки твердосплавним !нстру-нентом поданий на рис.2, а для випадку обробки швидкор!зальним ¡нструментом - на рис.3. Анал1з результат1в експеримент!в показав, цо присадка в стал! сортаменту ВАЗ селену та свинцга дас збоьшення швидкосп р1зання в1д 7 до 222 при обробц! твердим сплавом та на 10-302 при обробц! швидкор!зальним !нструментом. CTyniHb ефективносп р!зних м!кролегуючих добавок не однаковий для bcíx сталей,

Якцо розташувати стал! в порядку зыеннення ефективносп впливу добавок, то на первому mícuí будуть стал! 1Х18Н9Т, де добавка 0,22 селену дас над1йне зб!лыення ввидкост! р!зання Uso в 3,9 рази, дал! йде сталь 45Г2 - в 2,5 рази (комплексна добавка

селену та свинцю), попм - сталь 15Х2Г2СВЙ та У10А. ВЦзначасть-ся, цо найбкаьшу ефективн!сть при обробц1 сталей твердосплавнин шструментом мае селен на телур. Трохи меншу ефективн!сть мае свинець. Суть цього явища добре узгоднусться з теор!сю граничного шару, якщо пор^вняти температури плавления з'еднань селену I те-луру та включень свинцю. Як показали наап досл!дження, температура в зон! р1зання при обробц! сталей твердосплавним !нструментом в дослЦжуваюй зон! швидкостей знаходиться в менах 973-1173° К, Ц1 умови с сприятливими для оплавлювання включень та зниження ко-ефшента макроскоп!чно! в'язкосп ^и . Точка плавления свинцю 600°К та при температур!, яка мае м!сце в зон! р!зання твердим сплавом, в!н плавиться ! миттсво випаршсться, не надаючи змащува-но1 д!!. Якщо за оц!нку ефективност! прийняти ст!йк!сть при поспйн!й швидкост! р!зання, то ми побачимо, що ст!йк!сть для сталей з добавками селену, свинцю та телуру тдвищусться в 1040 раз!в.

50 ?0 90 100 200

скорость резания м /мин

Рис 2

50 70 100 200

скорость резАния м/мин

Рис. 5

5ули також досл!д»ен! присадки в сталь с!рки (до 0,15%J та комплексного включения cipKa + селен 13 суыарною м1стк1стю 0,10-1.18%, При цьому було отримано зб!льшення ивидкост1 р!зання UfcC) на 47л або зб!льшення спйкост! в 17-30 раз!в при обробц! швидкор'зальним шструментом. Причому верхня иена в1дноситься до комплексно! присадки.

Hp 1 м точ1ння, були проведен! досл!ди по вивченна впливу присадок на ивидюсть р!зання при свердлуванн! та фрезеруванн1 плит i3 сталей 45Г2 та UlOft !з bmIctom селену до 0,17% та комплексу селен + свинець до 0,21%. Результати показали, що ст!йк!сть сверл «оке бути над1йно зб!льиена в три рази (для комплексного легуван-ня).

Процес фрезерування мае ряд вЦм!нностей в!д точ!ння, це передуем 3Miнна товщина зр!зу, переривчасте р!зання, ударне наван-танення на р!зальний 1нструмент, Якби покрачання оброблюваност! проходило за рахукок утворення т!льки змащуваного шару на кон-тактних площадках, як при наявносп окисних пл!вок в дослЦиеннях Опица, то у цьому випадку ефект не був би знайдений або був би зовс!м несдттсвим. Однак досвЦ показав зб!лыення швидкост! р!зання для стал! 1Х18Н9 з 0,12% свинцю на 14% (зр1вняти при точены! 11%), для стал! 40ХС + 0,18% Se на 21%, Таким чином, розкритий у роздШ 3 погляд на ыехан!зм впливу знаходить тут свос п!дтвердження. Тобто основний вплив присадок свинце, селену та телуру треба шукати не т!льки в утворенн! змащувальних шпвок на кантактних поверхнях, але головне, в зменшенн! внутр!шнього тертя в граничному aiapi та пов'язаному з ним зменшенн! тепло-вид!лення в зон! контакту (разом !з зиеншенням роботи деформацп та тепловид!лення в 3oni первинно! деформац!!).

Враховуючи рisnoMaHiтнiсть одерааних результат!в при однако-вих зовн!шн!х умовах, був проведений корелящйний анал1з результатов досл1д»ення оброблюваност! разом з вивченим виглядом та об-

2Н

6Ü0Ü

5VÜÜ •

S ç

л

Ö :t

WUÜ

3 ÜÜU .

2000

то

IS) !\

4 §

<0<?MÜl/fH

•uujupfrm

(jO^/lUUC ии я

с тоû ко ста

С&ерлрние поЗаиа о,05

<¿2

5

оЧ ï8

<ь

Ж «

Q"

I

О*

-V

<ü

ч

U

а

с*

V-- 7,w

Рис, Л

1

сагоы неметал!чних включень, в результат! якого отриман! JiiHiflHi модел!, що описан! наступним р!внянням

Xl - 12,8 -0,5Х2 + * 49,?* 4 - для

ивидкор!зального 1нструменту та

X '<_ - 309,5 - 0,69X2-56;,5Хд+НДХ+^ (23)

+ х5 —

для твердосплавного !нструменту,

де Ха - тверд!сть досл!джувано1 стал! HB;

Хз - сума твердих включень;

Xt - BMicT свинца, 2;

Х5 - вм!ст сульф!д1в та оксисульфшв , 2. йнал1з р!бнянь (23) показус на несуттсвий вплив на cTiftKicTb твердого сплаву твердих неыетал!чних включень (при наявност! в ци1 стал! селен!д!в та сульфоселен!д!в). Найб!льие впливають на зникення оброблюваност! xpoMiTH. Зб!льыення в стал! хром!т1в з О, 002 до 0,0082 призводе до зниження ивидкост! р!зання на 442. Нез-вично тiсним виявився зв'язок Mia вм!стом свинцю та загальною к!льк1стю неметал!чних включень. В сталях, де видно свинець, як правило, б!льш високий вм!ст неметал!чних вкличень. Очевидно не-обх!дне вЦпрацювання способу розливки стал! та технолог!! роз-кислення, щоб даний дефект звести до м!н!муму.

Необх!дно в!дзначити, цо питаниям впливу добавок на сили р^зання н!хто з досл!дник!в не зайыався. Хоча потужшсть, яка витрачасться на р!зання, с таком важливою характеристикою оброблюваност! сталей. Кргм того, в!дсутн!сть даних про сили р!зання

ускладнюе роз'яснення механ1зму впливу присадок.

Для роэкриття cyri явищ, як! проходять в 30Hi контакту i :-:дiйснюить вплив на сили р!зання, усадку стружки та температуру в зон! р1зання, розглянемо теорему 1мпульс1в та енергП для граничного шару. Точний розрахунок граничного шару иляхом розв'язання диферен1йальних р1внянь граничного шару дуге важкий та тру-доьпсткий. Тому ми обмежимося приблизним розв'язанням, обмежуючи при цьому, ло-перше, виконання граничних умов та контурних зе'язюв на контактна поверхн! i при переход! до течП стружки та, по-друге, виконання пльки сумарного сп!вв!дношення, яке одержуеться i3 диференц!альних р!внянь граничного шару як деяке середне по товщинк Таке середне дав р!вняння !мпульс!в, що вип-ливае з р!вняння руху шляхом !нтегрування по товщин!. Виведемо рiвнчння ¡мпулылв, обменившись ревняннями:

I I оU w _ dp Л 24

'Эи -га ~

ет + Щ = (25)

граничн! умови U = О, U = 0 при у =■ О, и = U(x) при у

I 2В).

Про!нтегрувавши р!вняння (24) по у в!д у = 0 до у - h. При-

чому h вибираемо так, щоб шар у = h лежав скр!зь вище граничного шару. Ми одержимо h

| = Q

„ . -V - .1 Эи

дв ".Я-эТГ - дотична напруга на контактнгй площадц!.

дал! шляхом ряду математичних перетворень ми одержимо

° о

Оск!льки в обох ¡нтегралах пшнтегральний вираз поза гра-ничним шаром доргвнюе нулю, то за верхню меку ¡нтегрування можна взяти Ь —Зам1ниючи послЦовн!сть 1нтегрування та вводячи в розрахунок товщу випсненнясйга товщу втрати !мпульсу В, ми одержимо з р{вняння (28)

"С, сI / , 12 а \ . Г* I I еШ

р

це 1 е р¡вняння 1мпульс!в для плоского граничного шару. Оек!льки в дотичн1й напруз! не було нами зроблено н1яких особли-еих припущень, то скористаемося р1внянням (29) для анал!зу впливу добавок селену, свинцю та телуру на енергетичний стан граничного мару., Для 4161 мети виводимо р!вняння енергп граничного шару. Якщо помнокити р1вняння руху (24) на и та попм про1нтегрувати його по у в 1д у = 0доу = Ь> а ) частинами, одержимо

Р с!

о

ац ^ (301

с о

Величинами ~ 4е енерКя одиниц! об'ему, перетворювана в тепло. Це 1 е енерг!я дисипацП. Величинаозначае механ1чну енерг!ю (сума енерги тиску та к1нематично'1 енергП), що втра-часться ь граничному шар! внасл!док зниження швидкост! руху стружки, Отже уи(,их-иа)с1^ с не що !нше, як пот1к енергп, а вся Л1ва частина р!вносп (30) дае зм1ну потоку збитку енергП на одиницю довжини в напрямку X. Вводячи поняття величини втрати енергп Е, р1вняння (30) може бути перетворено:

Це сп!вв1дношення явля-е собою теорему енергП для плоского граничного шару при в1дсутносп стиску. Якщо умовно прийняти роз-[1 о д i л швидкостей лШйним, то

(V А~ CL С . с 1 N

Oí = — С1 ; о - о Ó,

де сГ* - товща граничного пластичного шару.

Як видно з р!вняння (30), енерпя дисипаци буде тим меняою, чим мениий коеф1ц£снт динам!чно! B'a3Kocriju, який, в свои чергу, ьизначасться наявн!стю внутр!шнього змащування при pÍ3aHHÍ сталей з присадками. Отже, керуючи величиною коеф!ц!ента ju , ми тин самим моаемо значно знизити внергетичн1 затрати на процес р1зан-ня,

«осл1ди цодо впливу селену, телуру та свинцю на сили р!зання проводились на сталях 45Г2, 15Х2Г2СВ6, 1Х1ЯН9Т та У iOfl.

fi i л ь и i с т l. досл!дкень була виконана в умовах косокутового р1зання, кр!м Toro,i3 стали 1Х18Н9Т були проведен! дослЦження при в1льному струганн! Í3 швид^стю 0,025 м/хв.

Типов! графши зм!ни сил р!зання в!д ивидкостей наведен! на рис.5, 5.

Rxy 140

120 LOO

80 Ь0 40

го 40 60 80 V-&

V-M-

* МИ(-

Дан! експерименту показують, що класичний характер залеж-м о с т 1 сил р!зання в1д швидкостг добавки не зм!нюеться, в той же час експериментальн1 точки кривих залежност! Р = Г (II) зсуваються в зону б!льших швидкостей. Це, як буде показано нинче, пов'язано з 61 льш низькими температурами в зон! р!зання при п'ор1внюваних швидкостях р!зання, йнал!з кривих показуе, що присадки в сталь селену, свинцю та телуру знижують сили р!зання на всьому д1апа-зон1 швидкостей на 30-502. Найб!льие енергетичне знинення сил р!зання спостер1гаеться при обробц! стал! 1Х18НЭТ, тут це складае п0-?0'/.. Досл1дження оброблюваност! сталей з добавками показало, що аналогично с¡рц! в автоыатних сталях тут р!зко зьпншсться характер стружки, яка утворюсться. 31 зливно1, важков!дв!дно! з зо-ни р1зання вона стас крихкою, завитою в туг! коротк! сп!рал1 та без Оудь-яких пристосувакь добре, руйнусться та выводиться з зони обробки, що особливо ц!нно для токарних автомат!в та наглвавто-мат1в ! верстат!в з ЧПК, Опис факту окрихчування стружки с у ба-гатьох досл!дник1в, але нами вперше роз'ясншсться причина цього явища. Б процес! великих пластичних дефорыац!й в зон! р!зання не-метал!чн! включения, як1 знаходяться в стружц!, подр!бнюються та в дуже подр!бненому вигляд! розташовуються в напрямку текстури стружки по границях текстурних зерен. Стружка з розташованими вздовж л!нп текстури неметал!чниыи включениями являе собою якби зразок, вир!заний впоперек волокон, тому легко руйнуеться в!д наймениого втручання. Включения свинцю плавляться п1д впливом температури р!зання та в результат! р1зних коеф!ц!снт!в теплового розширення, утворюить в струац! м1кроскоп!чн! концентратор« нап-руги, 3 урахуванням того, що включения свинцю знаходяться в стал! до 2 мкм, в робот! виконаний розрахунок напруги в матриц! стружки. Вони складавть б!льш н!ж 10 Н/м . Циы ! пояснюеться особлива крихк1сть стружки в сталях, що м!стять свинець. Дослщяення впливу присадок на усадку стружки показало, що усадка стружки при об-

р о б цI легкооброблюваних сталей стаб1льно зменшусться на 30-502 в залежност! в1д пластичносИ оброблюваного матер!алу. Було вЦзна-чяно, й)о присадки вплнвають ! на поширення стружки, причому стал! з добавками машть бгльше поширення. Це легко пояснюсться з по-:зиц 11 теорП граничного шару. Стал! з добавками в зв'язку з мен-иою в'язк!стю граничного шару легше роздавлюиться по контактн!й площадци Це явище нами було в!дзначено вперше. Розрахунок кута зсуву, виконаний за в!домими методиками та вимгряний на корнях, показав, що при точ!нн! сталей без добавок в!н знаходиться Ссталь 1Х18Н9Т) в 1д 28 до 40 в залежносп в1д швидкост! р!зання. В цих же умовах для стал! з 0,252 5е в!н зм!нюсться в1д 30 до 48.

Великий !нтерес являе дослЦження зм!ни температури в зон! ргзання при обробц! сталей з добавками. Загальновизнано, що температура в зон! р!зання с одним з головних фактор!в, як! вплива-югь в Лицевому подсумку на спйкгсть !нструменту. Розрахунок гемпературного граничного шару, як 1 розрахунок динамичного шару, пов'язаний з великими труднощами. Тому обмежимося розрахунком на плоцинн1й передн!й поверхни Р!вняння граничного температурного пару будуть мати вигляд:

ЭХ с)у ^ ' (31)

Поле швидкостей не залежить в 1д температурного поля, тому спочатку можна розв'язати гЦростатичн! р!вняння (31) та (32) ! одерааний результат використовувати для розв'язання р!вняння ¡33). Якщо припустити, що м!а ф!зичними характеристиками металу граничного шару хснус сп!вв1Дношення

дй Ср - питома теплоьисткгсть;

Л, - коеф1ц1ент теплопроводность Тод!

Ц Т - Туу-

Уз "Тс'-'т^ '

тпбтл при налих авидкпстях в граничному шар! ¡неск1нчен-но-мала йвидкпсть. р^зання) розподол температури зб1гасться з роз-ппд1лом ивидкостей. Тут Тс - температура стружки; Т - температура граничкогп '»ару; Ти - температура контактно! поверхнг стружки, ака дотик-йоты:« до ¿нструиенту. Для [тзБ'язання ггдростатичких р!внянь Блазиус вв!в нов! зм1ннг:

^''ЧХТ* И У " У^Х Ус /('Ь). (дивись розд!л

3)

;од 1 для розпод1лу температури ми одержимо диференц1альне

р!ВНЯННЙ

. ( <* Т , р 1"г

о1 2 .] с1 X ' ~Ср ' 'ЗВ)

лагольке рояв'язання р1вняння (36) доц!льно шукати у вигляд1

Т(1) -Тс = с\Л(г) , <57)

тобти у ригляд1 накладання двох розв'язань, перше з яких ^ I % I являе собою загальне розв'язання однородного р1вняння, а друге Уг *Ь > - часткове вир1шення неоднорЦного ровняння, •Линкц1ю визначимо так:

V* - 4- Рк / V/ = о,

(38)

де граничн1 умови и = 1 при ^ = 0, и^ = 0 при ^ = с-хз , -1 ФУНКЦ1Ю и^ ( ^) - з р1вняння '

Х/а" + 1Г ^ = " 2 Ра

"г

(39)

я граничними уковами II ^ = 0 при ^ = 0, = 0 при ^ =с~=» . !

Уопчи значения ^¿(0), нокна визначити поспйну С 1нтегрування, зка входить в р1вняння (3?) так, щоб задовольнялись граничн1 умови Т = 7 и при ^= 0. Тод1 одержимо

0= Т^ -Те ~ Vг(o) '40)

Взявши пих!дну У 1 < ''I > та обчисливпи П значения на контакты 1й площади! ( ^ - 0) та маючи на уваз! Г'(0) - 0,332 ¡див.розд1Л 3), ми знайдемо град1снт температури на контактн!й плоцадц!

де :рункц1я числа Прандтля (Рг.), Деяк1 значения П наве-ДКН1 б диоертацп для Р2 = (0,6-15),

Ннал13 показус, що при Р, > 1 товщина температурного граничного шару тонша динам!чного, При Р г. = 1000 товща температурного граничного шару складдс 0,1 товщ1 динам1чного граничного шару.

Ткпло, яке виникас в граничному шар1 внасл1док тертя, викли-кае роя^гр^в контактно! площадки до величини Ти, яка визначасться Формулою

тск 800 700 600 500 400

300

200

Були проведен! досл!дження стану поверхневого шару теля обросши, Як вЦомо, стан поверхневого шару п1сля обробки характеризуемся ступеней та глибиною наклепаного шару. Прям! спостережен-ня дислокащйно! структури виявили, що формування ново! поверхн! при р!занн! метал!в в значнн1 и!рI визначасться активацию по-верхневих джерел дислокаци1 типу джерел ФранкаР1да, Дислокацп, як! утворюютьса в безпосередн1й близькост! до р!зально1 кромки та перем!щувться уздовк металу, призводять до того, що метал якби «Цступас в!д вершини ¡нструменту. Руйнування металу потребуе пост!йного залучення да роботи велико! к!лькост! нових джерел дислокацп'!, а отже затрат енерг!!. Глибина та ступ!нь наклепа-ност! вивчалися на косих шл!фах шляхом вим'!рювання м!кротвер-достг. Граф!к розпод!лу м!кротвердост! за глибиною вим!рювання показаний на рис,9.

Результат експерименту показують, що для вс1х досл!дяуваних сталей з добавками селену, свинцю та телуру спостер!гасться зни-ження глибини ! ступеня наклепаност! поверхневого шару.

исх о,1Те

с,г Ье

15Х2Г2СВА Т 15 Кб ¿мм Ъ мм /об

20 60 100 200 2ВД Ум/мин

РИС.7

3:5

TV -Тс -Те-Тс» К Pa), (42)

де Ъ( Ра) - Ua(piPa) 3

Тй - температура контактно! площадки. Формула ¿42") показус, що при Ра = const р1зниця Mint температурок] контактно! площадки та температурою стружки на б1лыпй

ридстан! вiд контактно! площадки пропорщйна тдвищенню темпера..... ТЧР" Ср 'Чп риникас у критична точщ внаслгдок адгабатич-

ного стиску. Таким чином, анал1з р!внянь температурного граничного шару показус, що чим мение тертя в динам!чному , граничному aiapi, чим б!льша теплопров1дн!сть инструментального матер1алу, гим нижча повинна бути температура в 30Hi р!зання. Вим!рювання в "экспериментах температуря за методом природно! термопари показано, що введения в сталь селену, свинци та телуру на 15-202 знияус температуру в зон1 р1зання на всь'ому д1апазон1 дослЦжених ре-кимiв ргзання, Типова зале«н1сть Т = ffU) подана на рис.7.

Доелгдження шорсткосп оброблено1 поверхн1 виявило, що добавка б сталь селену, свинци та телуру дозволяс при тих же умовах гпдвищити якхсть оброблено! поверхн! на 1,5-2 класи. Слiд в!дзна-чити, що з даного питания наявн! В1Домост1, вкрай суперечнь Нами бив отриманий висновок: добавки впливають на шорсткчсть та за ви-няткпм маловуглецевих високопластичних сталей,(типу сталь 10), оовжди змениугать висоту м1кронер1вностей за рахунок локал1зацп зони попередньо1 деформаци i зменшують д1лянки допом1жно! Р1зально! кромки в процес! р!зання. Типов! залежност1 nropcTKocTi вiд швидкостi р1зання подан! на рис. 8,

Rz

м кМ

40

30 2D 10

ис.х 15Х2Г2СВА S-0,2 мм /оь -Ь = 1мм,Т15Кб

одТе

t+QlPb

0,2 Se

го 40 go 80 V м /мин

Рис.8

360 540 320 500 280 260 2.40

5она N S Í.5X2 Г2С&А Т15Кв v- 150йгн >Y* L0° "f=A50 S-0,И"I t-0,5^

1юкл& а 1

V s

\ г- *

ч

«

V

0,1

0,2

0,5 0/i q5 q.6 op о, s Г/\хе>ина наклепа ь мм

Рис.9

ДослЦження захисного шару, який утворюеться на контактних площадках р¡зального 1нструменту, виконаного шляхом в!зуального аивчення з допомогою растрово1 сум1ш1 та електронного м1кроа-нал1затора "Змма" з використанням кристал1в анал1затор1в 1ЛР та "слюда" при прискорююч!й напруз! 50 кВт, чутливгстш 10 гр, показало, що в яахисний шар, входять так1 елементи, як зал1зо, магн1й, кальцгй, свинець, фосфор та с1рка. При добавц1 в сталь селену, заметь свинцю присутни! селен. До того и, наявн!сть свинци йуло знайдено т!льки на иалих швидкостях р1зання. Таким чином, можна взажати доведении факт утворения на контактних площадках захисного змащуваного шару, який разом 1з зменшенням м1кроскоп1чно! з'язкост1 граничного пластичного шару сприяс змен-шенни енергозатрат на процес р1зання, зменшус температуру та збьтьицс стп'тсть ¡нструиенту як безпосередньо за рахунок 13олп-ючо! дXI, так 1 через зменшення температур«.

Внасл1док нестаб1льност! процесу р1зання контакта площадки резального инструменту зазнають цикл1чних навантажень, Розглядаи-чи ргзальний инструмент як Оеально-пластичне т1ло, тобто т!ло, яке не здатне до зм1цнення при пластичному деформуванн1, вир!шимо задачу пристосовност1 контактних площадок 1нструменту за рахунок штучного утворення порог1в дислокацп (включения селеншв та частки свянцю), зб!льшення працездатносп в указаних вище умовах, ¡Мзична пристосовн1сть - це властивкть матер1алу, що не залежить в1д схеми навантаження.

Якщо Рп - сила, яка д1с на передни поверхню 1нструменту, то р1вняння р!вноваги запишеться Рп = <=гл Рп. Умови, в яких виникас пристосовуванОть, бажано формулювати в напругах, виникашчих в

розглядасм1й систем1 за умов ¡1 чистого прувного деформування. Ц1 умови сформульован1 в теоремах про структурну пристосовн!сть. Не-хай зовн1ШИ1 пили за час деформування зм1нюються пропор1цйно яко-мусь параметру !:

Р-; = :ЧР11 I К! = из)

Якщо ми маемо справу я Цеальним матер1алом, то матер!альн1 коеф1ц{снти ¿п = 2 та при будь-якому наступному навантаженн! силами (43 5 за умови Г" * Г ^ Г' напруга I деформацП будуть зм1ню-ватись в межах

б./Ч Щ « 6^6^6^.(44)

Та якцо ( = Р, то буде проходити цикл!чна зм!на пластично! деформацП ! стану пристосовносп не виникас. Тобто умовою, не-обхЦною для формування пристосовност!, с в!дсутн1сть пластичних деформац1й при повному навантаженн1 та наступному розвантавенн1.

Теорема Елейка-Нелана формулюсться так: нехай -

ф!ктивн! напруги, цо виникаить в розглядуваному тIл! при його пружнй напруз! силами р1 та К!, якщо при цьому може бути знайде-на яка завгодно система самозр!вноважуичих напруг ^ така, цо сума напруг

а 1Р) ^

не залежних в 1д програми напруг, викликас в кожн1й точщ розглядуваного Цеально-пластичного т1ла пльки пружн1 деформаци в певних межах, то при цих навантаженнях пло пристосовусться до деякого стану. Доведения ц!с 1 теореми та застосування и до роз-рахунк!в пристосовност! р1зального клина дозволило знайти умову

-ЭХ

приотосовност i

Po ч 4,0 X, s , (46)

де Po - максимальний контактний тиск на площадц! контакту;

Ls - межа плинносп матер1алу !нструменту при чистому зсувй при цьому повинна виконуватись умова

Рп

- =1,66 ^ (47)

Р.У

тобто, якщо нормальне навантанення на контакт^ площадки ¡кструменти не перевищус того, при якому з'являвться neptui плас-TüVHi дйформацП, то може наступит« процес пристосовносп, що ха-рактзризусться низькою та пост!йнои 1нтенсивн1стю пльки абразивного зносу.

Таким чином, можна штучно створити умови максимально! apHCTocoBHocTi контактних площадок, якщо в пЦповерхневоыу raapi зд1йснити за рахунок внутргшнхх даерел дислокац!й псевдопластичн! дйформац!i, Тод! в процес! рхзання швидие настане умова пристосовносп, Для nepesipKH цього положения нами вперие в CBiTOBiß практиц! було запропоновано м1кролегування не пльки оброблюваних матер!ал1в, але й матер!алу !нструменту. При цьому з чисто техно-логiчних м1ркувань були прийнят! для легування селен та свинець. 5ула проведена cepifl плавок стал! Р18, в яку вводили добавки свинцю до 0,92 та селену до 0,2'/.. При цьому, частина заготовок п1сля вЦливання проковувалася, а частина - йшла для одержання литих ¡нструменпв. 1з зазначених сталей були виготовлен! р!зальн! пластинки для р!зц1в та фрез, а такоя м1тчики.Кр!м цього, у к!лькост! до 0,5% вводиться в твердйй сплав ВК8.

Розрахунок сил на контактних поверхнях 1нструменту при об-ройц1 кпкролегованим 1нструментом, виконаний за результатами екс-перименту за формулою

О _ 0 С^-Ус^

Рп -¿гь^ ^п С -у^ГГ^ (48)

де N - нормальие зусилля на контактнШ плочадц1;

Ь - ширина стружки;

с - довяина контакту на передай поверхн1 показав, що для м1кролегування селеном ¡нструменту ц1 сили на 15-20% перевицують найбътьиа сили у пор1внянн1 13 звичайними.

Спйкёсн* випробування п1дтвердили можлив!сть пЦвищення спйкост! за рахинок введения в сталь селену. У той же час легу-вання свинцеи яа рахунок зниження контактно! м1цност1, яка викли-касться включениями свинцю, дали негативний результат.

Так, при обробц1 сталг 1Х18Н1ОТ р!зцями 31 сталг Р18+0,12% 5е було одеряане на всьому д!апазон1 досл1джуваних швидкостей 2-3 -кратне зб!льшення швидкосп, При цьому не т1льки п!двищусться опйкпсть, лле зм1нюються й 1кш1 характеристики прсщесу р1зання. Так, наприклад, усадка стружки, 1нтенсивн1сть 11 деформацп змен-шуються, знижуються сили р!зання, зб1льшусться розм1р стружки. Ц1 зм1ни не мокна пояснити, виходячи з пристосовност1 контактних по-еерхонь. Тут мае м1сце ¡нша "пристосовнгсть", а саме - формування на контактних поверхнях змащуваного захисного шару з включень, як! знаходяться в 1нструментальнону матер1ал1, Враховуючи налий, порIвняно л введениям присадок в оброблювану сталь, ресурс для Формування змащуваного шару, сл1д передбачити достатньо високу спйкгсть його тим навантаженням, котр1 спостер1гаються в зон1 р!зання. Це не с чимось незвичним, тому що з'еднання селену належать до розряду поверхнево-активних речовин. При фрезеруванн!, де мае М1сце ударне навантаження та пер1одичний процес р1зання.

зэ

збальшення швидкосп ¡нструменту танож у кращих вар!антах скла-дас вЦ 2,5 до 3 раз!в. йле для цього була потр!бна бIлыиа льк!сть селену (до 0,3%).

Найкраип результати були одержан! при випробуванн! м!тчик!в. Спйниеть м!тчик!в до 8 раз!в. I це добре пояснюсться особливостями роботи р1зебоутворюгачого Ыструмента - велик! по-верхн1 тертя, чутлив!сть до обертального навантаження, низьк1 ¡»видкост! р1зання. В цих умовах наймениий, але надгний змащу-вальний шар, зникувчий обертальний момент, може дати дуже висок! результати.

ДослЦження твердосплавного ¿нструмента з добавкою 0,5% селену (у вигляд! селешду кобальту) дало эб1льшення спйкосп в 2-3 рази. При цьому виявлений ефект активно! екструзП включень в момент сшкання пластинок. 9 результат! максимальна концент-рац!ч включень знаходилвсь в поверхневгшд п межах 0,3-0.Чин.

ЗйГАЛЫП ВИСНОБКИ

1. ДослЦження д^яння присадок селену, свинцш, телуру або евинцю на ст]'йк!гть !нструмента показали, що добавка у сталь селену до 0,35% дас зб1льшення оптимально! швидкосп р!зання на 30-40 % при обробленн! конструкц!йних сталей ! 2,5-4 рази при об-робц! нер«ав!ючих сталей. Ц1 законом1рност! збер!гашться як при точ!нн!. так 1 при свердл!нн! ! Фррзеруванн!. При цьому ст1йк!сть гнструмента може бути пЦвищена в 40-100 раз!в.

2. Зб\льшення процентного вм!сту присадок понад 0,25% не дас !стотного приросту швидкост! р1зання або збУьшення спйкост! !нструмента, в той самий час ускладннс ! подорожчус процес одерзання сталей.

3. Технолог!чн1 властивосп сталей прередусп! IX пбробка р1занням, мояуть бути належним чином зоор!снтован! на стади II виробництва не т5льки за рахунок введения добавок селену, те-луру або свинцю, але 1 шляхом коректування технолог 11 остаточного розк!слення та розливки. Таким чином, оброблений матер1ал са-мост1йним технолог1чним фактором едино! системи р1зання, за рахунок якого з великою м1рою ефективност! можна стимулювати процес р!зання.

4. Добавки в сталь свинцю, селену або телуру не зм1нють характеру залежносп сил р1зання в1д швидкост1 р1зання, зсувашчи при цьому експериментальн! точки в область великих швидкостей р!зан-ня 1 зменьшуичи на 30-40Х сили р1зання при обробцх конструкциях сталей на всьому дослЦкуваному диапазон! швидкостей ?1зання, подач 1 глибин р!зання.

5. Наявн1сть в стал! селену, телуру або свинцш нав!ть при найменьших процентних вм!стах , р1зко зм!нюс характер утворювано! стружки. 1з суц!льно1, путано! , при обробц1 початково!, стал! вона стас крихкой, завивасться в др!бн1 туг! спирал! ! легко ви-далястьпя !з зони р!зання. Особливо ефективн! в цьому план! добавки при обробц! нержа!шчих сталей аустенЦного класу. При цьому зм1нюсться 1 вид стружки - елементарна стружка для початково1 стал! перетворюсться в зливну при обробц! стал! с селеном.Дано пояснения механ!зму схрупчування стружки.

6. Добавка в сталь селвку, телуру або свинцю зм!нить величину дсфориацп стружки. При цьому усадка стружки зиеншусться в к1лька раз!в (в!д 2 до 8 раз) при точ1нн! сталей з присадками, в той са-мий час розширивання стружки, особливо в прир!зцевому шар1, при точ1нн1 сталей з присадками буде б1льшим на 15-202 , н!ж для вихЦних сталей.

7. Зробленг розрахунки коеф!ц1снта тертя по передир поверхн! показали,що в!н у 2 рази меньший для сталей з добавками пор!вня-юючи з контрольними сталями.

8. Встановлено. що наяв1исть твердого мастила на контактних поверхнях ¡нструмента полегшус процес ковзання стружки по передний поверхн! ¡нструмента, зменьшус довяину пластичного контакту, зб!льшус кут нахилу площини зсуву, а отже, зменшус величину площини зсуву . Змениення зсуву з одного боку, I зменьшення ко-ефшснта внутр1шнього тертя з ¡ншого боку веде до зниження пито-мо1 роботи стружкоутворення. Дотичне напруження в зон! зсуву не зменыусться.

9. Розрахунок величини кута зсуву 1 коеф!Ц1снт зовн!шнього тертя стружки по передай поверхн! ¡нструмента показали, що при точ!нн! сталей з лрисодксжи |.»»т згуву тз коеф!ц1снт тертя змень-шуються в 1,5-2 рази.

10. Встановлено, що при обробц! сталей з добавками селену, телуру або свинцв иорстк!сть оброблено1 поверхн1 покращусться на 1-1,5 класу при обробц! високопластичних сталей з високош тверд1стю.

Н.Експериментально доведено, що при обробц! сталей з присадками селену, теллуру або свинцю на передай та задюй поверхнях ¡нструмента в зон 1 контакту ¡х з обробленов поверхнею та утворе-ною стружкою мае м!сце роздьиьна мастильна пл!вка, м1цно утриму-вана на контактной поверхн! за рахунок велико] !1 поверхнево! ак-тивност! (тверд! мила) ! що складазться !з селен!д!в тих метал1в, як!, як складов! входять в дану марку стал!, Ця мастильна плёвка перешкоджас адгезйному схоплгованнв материалу ! тик самим змениус адгез!йнний зное ¡нструмента та знижус коеф!ц!снт тертя контакту-ючих пар.

4212. Змекшення глибини та гтупення деформацП метали н ^онI стрркоутворення при точ1кн1 сталей э присадками селену, iелуру або свинцш приводить до того, що величина наклепу та глибина його проникнення в оброблену поверхню !стотно зменшуються. М!крот-верд!сть оброблено! повер.хн! у сталей з присадками на 15-302 ниж-ча. Таков в 1,5-2 рази менша 1 глибина наклепаного шару. Диапазон розс!ювання максимально! м!кротвердост! у сталей з присадками скорочусться в 2 рази, що характеризус бiJibui стаб!льний процес струккоутворенна.

13. Використання математичного апарата теорii пластичного пограничного шару дозволило анал!тично довести, цо мокна наперед задавати так! властивост! оброблюваному материалу, цоб кг.ефнц'снт BHyrpiuboro тертя був якомога ыеншим. Це моке бути досягнуто ;,а рахунок легкоплавких !нтерметал!чних включень або м!кроскоп1чних вкличень свинцв. Ц! включения, з одного боку полегшують зародвен-ня i pyx дислокац1й, а з 1ншого боку,будучи внутр!шн!м мастилом переикоджають просуваннш дислокац1й в б!льш глибок! шари металу. Це, з одного боку, зменшус товщину пограничного шару в стужц1 та оброблен!й noßepxHi, а з !ншого боку зимагас мениих енергетичних витрат на обробку р!занням,

14. Досл1дження на розтягнення зразр!в сталей м!кролегорова-них селеном, свинцем i телуром в дослЦнених межах за стандартною методикою в умовах нормальних'температурах та в умовах температур вifl 473 К до 1523 К не виявило якого-небудь пом!тного впливу добавок на механ!чн1 характеристики сталей.

15.Випробування зразк!в за методикою глибокого стиску не вия-вили якого- небудь впливу селену, телуру i свинцю на показники пол!тропи стиску, тр!ценоутворення та руйнування ¿разк!в.

16. Встановлено, цо ефективн!сть впливу добавок селену на зб1льшення спйкосп 1нструмента як при точ1нн1, так I при фрезе-рувачн!' зллежить в} д процентного IX вм!сту в ¡нструментп Зб!ль-

ьч5ог! г.епг-ну л-,\?:/ до 0,3?! дало збкпьшення спйкосп з 1,5 (-'ОI... 3 ¡'.(..Ь;. П;-и . клгич с стлл! Пи 0,5% одержано

зб1льшсння спйиосп о 3 раз. НайГпльи тстотмий ппл::ь добавлений и шиидкор1зальну сталь, може виявити при виготовленн! 1з ц!с 1 стали сладнор1зального инструмента.

17. 3 результат! проведеного економ1чного дослЦження встановлено, що оптимальний вм1ст селену в стал! мае бути в межах 152-202. Для свинцю цей вмкт знаходиться у межах 0,252-0,35%. На п!дстав! виконаних досл!дяс»ь проведений економ!чний анал!з та розроблен! рекомендац!! щодо призначення режим!в р1зання при об-робщ сталей з присадками селену та свинцю на автоматах, нап1вав-томатах та верстатах ¡з ЧГТК, що впроваджен! у ряд! галузей народного господарства. Використання цих сталей зам!сть звичайних дозволило зб!льшити продуктивн!сть обробки р!занням на 30-40%, ско-ротити витрати на р1зальний !нструмент та дало моклив!сть впро-ваднення багатоверстатного обслуговування та безлюдно! технологи.

Основн! положения роботи надрукован! в :

1.Сединкин Л.М., Филонов В.й, Исследование износостойкости сталей с добавками селена и свинца. Сб.материалов "Управление качеством в механосборочном производстве", г.Пермь,1973,с.152-157.

2.Сединкин Л.И. Исследование режущих свойств быстрострорежу-щих сталей, микролегированных селеном. 8урнал "Станки и инструмент", N 9, 1969.с.13

3.Сединкин Л.й,Рациональное применение быстрорежущих сталей для режущего инструмента. Мурнал " Станки и инструмент" N 9, 1969. с.13

4.Сединкин Л.М. Влияние микролегирования сталей селеном, свинцом и теллуром на их обрабатываемость. Сб."Резание металлов и технологическая прочность в машиностроении", Курган,1968.

З.Сединкин Л.М. Микролегированные стали повышенной обрабатываемости. Вурнал " Заводская лаборатория " Н 7 , 1967, с.31

6.Сединкин Л.М. Улучшение обрабатываемости сталей путем микролегирования селеном, свинцом и теллуром. Еурнал "Машиностроение " N 4, 1968 , с. 19.

7.Сединкин Л.М. Илучшение обрабатываемости сталей,микролегированных селеном и свинцом. Сб."Пути повышения производительности при обработке металлов резанием", Челябинск, Южно-Нральское книжное изд-во, 1966.с.21-25.

в.Сединкин Л.М. Исследование обрабатываемости сталей, микролегированных селеном, теллуром и свинцом. Кандидатская диссертация, Томск,1968,

Э.Сединкин Л.М., Иванов В.И. Испытание обрабатываемости нержавеющих сталей, легированных селеном в производственных условиях вурнал " Известие вузов" серия машиностроение N 11, 1974.

Ю.Сединкин Л.М., Гуревич Ю.Г. К вопросу о причине улучшения обрабатываемости сталей со свинцом. Вестник машиностроения, N 9, 1970.с.32.

П.Сединкин Л.М. Об эффективности применения сталей с улучшенной обрабатываемостью в судостроении. Журнал "Судостроение" N4. 1977,

12,Сединкин Л.М., Розенберг Ю.А., Гольдштейн Я.Е., Заславский А.Я. Обрабатываемость сталей, микролегированных селеном, свинцом и теллуром. "Станки и инструмент" N 9, 1966.с.27.

13.Сединкин Л.М., Розенберг Ю.А., Гольдштейн Я.Е., Заславский А,Я. Улучшение обрабатываемости сталей, микролегированных селеном и свинцом, Сб."Пути повышения производительности при обработке металлов резанием", Свердловск. 1966.с.71-74

14.Сединкин Л.М., Розенберг Ю.А., Гольдштейн Я.Е., Заславский А.Я. Улучшение обрабатываемости сталей путем микролегирования селеном, свинцом и теллуром. Сб. тезисов докладов научно-технической конференции. Курган, 1967.

15.Сединкин Ü.M., Розенберг Ю.А., Иванов В.Н. Исследование режущих свойств быстрорежущей стали микролегированной селеном. Сборник трудов Пермского политехнического института, 1969, Пермь.с.32-35

Ю.Сединкин Л.М., Филонов В.А. Исследование износостойкости сталей с добавками селена и свинца. Сб. "Управление качеством в механосборочном производстве", Пермь, 1973.с.57-59.

1?.Сединкин Л.М., Бурнаков К.К. Исследование контактных процессов при обработке сталей с добавками селенаа и свинца. Шурнал " Заводская лаборатория" N 1, 1976, с. 18.

18,1'единкин /1.М.. Иванов В.Н. "Испытания обрабатываемости 1еркавеющей сталей, легированных селеном в производственных усло-зиях". Сборник трудов Челябенского политехнического института. [977,с137-139.

19.Сединкин Л.М., Иванов В.Н., Розенберг Ю.А. Обрабатывае-юсть сталей с микродобавками селена, теллура и свинца. "Станки и шструмент", N 3, 1977.с,17.

20.Сединкин Л.М., Гуревич Ю.Г..Дзыкович Н.Я. К вопросу о при-!ине улучшения обрабатываемости сталей со свинцом. Сб. "Стали по-ышенной обрабатываемости резанием", Челябинск, Южно-Уральское зд-во, 1977.с.89-92.

21.Сединкин Л.М., Иванов В.Н. Особенности процесса резания ри обработке сталей, микролегированных селеном и свинцом, б."Стали повышенной обрабатываемости резанием", Южно-Уральское зд-во, Челябинск, 1977.с.45-49.

22.Сединкин Л.М. О контактных процессах при резании легкооб-абатнвающихся сталей. 8урнал "Весник машиностроения " N 3. 1978, тр.17.

23 Сединкин Л.М. Повышение производительности станков с ЧПУ з счет применения легкообрабатываищихся сталей. Мурнал "Судостро-те " N 7. 1979.

24.Сединкин Л.М. Физические основы повышения стойкости инструмента при резании легкообрабатывающихся сталей. Сб.трудов Всесоюзного научно-технического симпозиума "Перспективы развития резания конструкционных материалов" . Москва, НТО Машпром, 1980.с.90-95.

25.Сединкин Л.М. Неметаллические включения и их влияние на обрабатываемость сталей резанием. М. Библиогр.указатель ВИНИТИ "Депонированные рукописи", 1981, N 2, с.71.Страниц 197,таблиц 17, рисунков 52.

26. Сединкин Л.М. "0 природе защитного слоя при резании лег-кообрабатывающихся сталей". Шурнал "Заводская лаборатория " N 7. 1980, с.5

27.Сединкин Л.М., Иваний В.С., Гелвх О.Н. особенности дислокационного механизма резания сталей с добавками. Сумы, 1988, с.24. Рукопись депонирована в УкрНИИНТИ 15.06.88, N 392 - Ук 92.

28. Сединкин Л.М. Расчет пластического пограничного слоя при резании материалов. Сумы, 1987. Рукопись депонирована в УкрНИИНТИ 12.01.87, К 342 - Ук 87. Страниц 135, таблиц 22, рисунков 18.

29. Сединкин Л.М. Расчет сопротивления при резании. "Известия высиих учебных заведений", Машиностроение, .4 12, 1988, с.107,

30. Сединкин Л.М. Приспособляемость контактных площадок ревущих инструментов. Сборник научных трудов СФТИ "Химическое машиностроение: расчет, конструирование, технология". Киев, УМК, 1992, с.185-193.

31. Сединкин Л.М. К вопросу о расчете контактных напряжений в зоне контакта стружки с передней поверхностью резца. "Известия Вузов " Машиностроение. 1991. N 9. с.32-34

32. Сединкин Л.М. Исследование режущих свойств твердосплава-ного инструмента микролегировонного селеном. "Вестник машиностроения", 1992, N 5, с.27-29.

33. Сединкин Л.М, Исследование тонкого слоя прирезцовой зоны стружки рентгеноструктурным методом. Рукопись депонирована в Укр-ниити 17,06.90г. N 782.УК 125.Страниц 98, таблиц 10, рисунков 32.

34. Сединкин Л.М, Приспособляемость контактных площадок режущих инструментов. Сборнтк научных трудов СФТИ "Химическое маши-ностроение:расчет.конструкция, технология". Киев, УМК, 1992 , с. 102-108,

35. Сединкин Л.М.Исследование обрабатываемости сталей с присадками селена и свинца. Сборник тезисов. 2-й Международный симпозиум украинских инженеров-механиков. Львов, 1995, с.85.

АННОТОЦИЯ

Сединкин Л.М. Разработка научно-прикладных основ повышения зрабатываемости резанием сталей микролегированых специальными зисадками.

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических зук по специальности 05,03.01 "Процессы мехнической обработки, ганки и инструменты", Национальный технический университет КПП", Киев, 1997г.

В диссертации решена научно-прикладная проблема повышения брабатываемости резанием сталей за счет микролегирования их се-еном, теллуром и свинцом. На основе теории дислокаций, терноди-амики сплошных сред и теории пограничного пластического слоя редложена и обоснована теоретическая модель влияния добавок в таль на контактные процессы на передней и задней поверхности ежущего инструмента. Более чем на 100 образцах различных видов талей от инструментальных до нержавеющих изучено влияние доба-ок селена, свинца и теллура на характеристики обрабатываемости езанием при различных видах лезвиной обработки металлов.

Проведен экономический анализ и установлено оптимальное со-;ержание включений в стали. Установлено отсутствие влияния доба-IOK на физико-механические свойства сталей,

SUMMARY

Sedinkin L.M. The development of scientific and applied basis for increasing cutting nachinabi "litv of Steel microalloyed with special additives.

This dissertation is for the academic degree of Doctor of Technical Sciences on speciality 05.03.01. "Processes of aechanical treatment, machines and tools", National Technical University, "KPI", Kiev, 199?.

The dissertation deals with the problem of increasing citting, machinability of steel due to microallaying then with selenina, tellurina and lead. On the basis of dislocation theory, thermodynamics of continuous medium and the theory of boundary plastie layer there has been proposed and proved a theoretical model of the way the additives to steel influence the contuct processes on the flank and lead surfaces of the cutting tool. More than 100 samples of different grades of Steel, from tool steel to stainless steel, were used to study how selenin®, tellurium and lead additives infuence the characteristics of cutting nachinability for different kinds of metall machining.

Economic analysis was carried out fo find an optimal content of additives in steel. It was found that the additives did not influence the physical and chemical properties of steel.

Клшчов1 слова: обробляемость, сталь, селен, телур, сви-нець.протизадирность, пластичний, механ1чн! властивост1.