Способ выбора оптимального износостойкого покрытия для цельного сложнопрофильного режущего инструмента

Способ выбора оптимального износостойкого покрытия для цельного сложнопрофильного режущего инструмента

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ВЫБОРА ОПТИМАЛЬНОГО ИЗНОСОСТОЙКОГО ПОКРЫТИЯ ДЛЯ ЦЕЛЬНОГО СЛОЖНОПРОФИЛЬНОГО РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА, согласно которому на режущие инструменты наносят различные варианты износостойкого покрытия и проводят сравнительные испытания их на работоспособность, отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости и сокращения расхода инструментального материала, для нанесения покрытий используют инструмент-модель, представ ляющую собой корпус с комплектами режущих элементов, количество которых выбирают равным количеству вариантов исследуемых покрытий, а материал и конструктивные параметры которых соответствуют цельному сложнопрофильному инструменту, причем каждый комплект режущих элементов поочередно вставляют в корпус инструмента-модели и наносят определенный вариант покрытия, затем проводят сравнительные испытания комплектов режущих элементов с различными вариантами нанесенных покрытий на работоспособность в условиях, характерных для износа режущих лезвий цельного сложнопрофильного инструмента, и на основе полученных результатов выбирают покрытие, показавшее наибольшую износостойкость, после чего выбранный вариант покрытия наносят ifa цельный сложнопрофильный инструмент.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК з(я) В 23 D 43

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ .СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3379175/25-08 (22) 11.01.82

{46) 23.04.83. Бюл. № 15 (72) Ю. И. Дворов и В. Т. Черемисин (53) 621.919.2 (088.8) (56) 1. Перспективы развития режущего инструмента и повышение эффективности его применения в машиностроении. Тезисы докладов НТО Машпром, ГКНТ. Под ред проф. Г. И. Грановского. М., 1978, с. 105—

110.

2. Разработка конструкций твердосплавных протяжек и исследование процесса протягивания сталей на непрерывно-протяжном станке койструкции ОКБ. Отчет ВНИИ по теме 55-74/126. М., 1977, с. 54. (54) (57) СПОСОБ ВЫБОРА ОПТИМАЛЬНОГО ИЗНОСОСТОЙ КОГО ПОКРЫТИЯ

ДЛЯ ЦЕЛЬНОГО СЛОЖНОПРОФИЛЬНОГО РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА, согласно которому на режущие инструменты наносят различные варианты износостойкого покрытия и проводят сравнительные испы„„SU„„ 1013143 A тания их на работоспособность, отличающийся тем, что, с целью снижения трудо- емкости и сокращения расхода инструментального материала, для нанесения покрытий используют инструмент-модель, представ ляющую собой корпус с комплектами режущих элементов, количество которых выбирают равным количеству вариантов исследуемых покрытий, а материал и конструктивные параметры которых соответствуют цельному сложнопрофильному инструменту, причем каждый комплект режущих элементов поочередно вставляют в корпус инструмента-модели и наносят определенный вариант покрытия, затем проводят сравнительные испытания комплектов режущих элементов с различными вариантами нанесенных покрытий на работоспособность в условиях, д характерных для износа режущих лезвий цельного сложнопрофильного инструмента, и на основе полученных результатов выбирают покрытие, показавшее наибольшую у износостойкость, после чего выбранный вариант покрытия наносят на цельный сложнопрофильный инструмент.!

013143

Изобретение относится к металлообработке, в частности к исследованию режущих свойств инструментов с износостойкими покрытиями, и может быть использовано при выборе оптимального вида покрытия для сложнопрофильного цельного инструмента, например протяжек, фрез и др.

Известен способ выбора оптимального износостойкого покрытия для сборного режущего инструмента, например фрезы с механическим креплением неперетачиваемых пластин, согласно которому различные варианты покрытия наносят отдельно на режущие пластины и проводят их сравнительные испытания на работоспособность (1) .

Однако этот способ не является целесообразным при выборе оптимального покрытия для цельного сложнопрофильного инструмента, поскольку он приводит к большому расходу дорогостоящего инструмента и неэкономичен.

Наиболее близким к предлагаемому является способ выбора оптимального износостойкого покрытия для цельного сложнопрофильного инструмента, согласно которому на режущие инструменты наносят различные варианты износостойкого покрытия и проводят сравнительные испытания их на работоспособность (стойкость) (2).

К недостаткам известного способа относятся:

1. Высокая трудоемкость способа, поскольку он предусматривает расход дорогостоящего цельного сложнопрофильного инструмента с разными вариантами покрытия, связанными с большим количеством параметров, подлежащих исследованию при выборе оптимального покрытия.

2. Большой расход дефицитного инструментального материала, так как испытаниям подвергается металлоемкий цельный инструмент, тогда как изнашивается лишь небольшая часть его (зубья инструмента) .

3. Использование цельного инструмента при испытаниях не позволяет применить моделирующие средства исследования стойкости инструментов (применение менее трудоемкого процесса резания, испытания разных вариантов покрытия режущих элементов одновременно в одном корпусе инструмента и т. п.), обеспечивающих снижение трудоемкости и других показателей испытаний.

Целью изобретения является снижение трудоемкости и сокращение расхода инструментального материала.

Поставленная цель достигается тем, что для нанесения покрытий используют инстру= мент-модель, представляющую собой корпус с комплектами режущих элементов, количество которых выбирают равным количеству вариантов исследуемых покрытий, а материал и конструктивные параметры которых соответствуют цельному сложнопрофильному инструменту, причем каждый комплект

55 режущих элементов поочередно вставляют в корпус инструмента-модели и наносят определенный вариант покрытия, затем проводят сравнительные испытания комплектов режущих элементов с различными вариантами нанесенных покрытий на работоспособность в условиях, характерных для износа режущих лезвий цельного сложнопрофильного инструмента, и на основе полученных результатов выбирают покрытие, показавшее наибольшую износостойкость, после чего выбранный вариант покрытия наносят на цельный сложнопрофильный инструмент.

Способ выбора оптимального износостойкого покрытия может быть проиллюстрирован на следующем примере.

Пример. Проводился выбор оптимального износостойкого покрытия для цельной плоской протяжки с фасонным профилем из быстрорежущей стали марки Р65М.

В качестве исследуемого покрытия использовался нитрид титана (TiN) с различной толщиной покрытия 5,7 и 10 мкм и микротвердостью Н = 1000, 1750 и

2500 кгс/мм .

Изготовлялся инструмент--модель, состоящий из корпуса и комплектов сменных режущих элементов, конструктивные и геометрические параметры которых соответствовали цельной протяжке. Комплекты режущих элементов поочередно устанавливались в корпусе инструмента-модели, который помещался в установку для нанесения износостойких покрытий. Покрытие наносилось с учетом теплофизических параметров модели-инструмента.

Всего испытывалось 6 комплектов режущих элементов с различными вариантами покрытий.

Проводились сравнительные испытания комплектов режущих элементов с различными вариантами нанесенных покрытий на работоспособность в условиях, характерных для процесса протягивания (условия протягивания моделировались на токарном станке по схеме резания, толщине среза, скорости резания и др. параметрам, свойственным процессу протягивания).

На основе полученных результатов наиболее работоспособным оказался комплект режущих элементов с покрытием TiN, толщиной 10 мкм и Н,=2500 кгс/мм, которое затем наносилось на . цельную протяжку.

Контроль правильности выбора оптимального износостойкого покрытия осуществлялся при испытании цельной протяжки с покрытием в реальных условиях резания на протяжномм станке.

Использование предлагаемого способа испытания сложнопрофильного инструмента обеспечивает, по сравнению с известным способом, следующие преимущества: — снижение трудоемкости процесса испытаний за счет применения вместо большого количества трудоемких цельных конст1013143

Составитель Т. Герасимова

Редактор В. Иванова Текред И. Верес Корректор Ю. Макаренко

Заказ 2881/17 Тираж 1104 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 рукций (по количеству исследуемых параметров) одной сборной конструкции, корпус которой может быть использован многократно, с различными вариантами покрытий сменных режущих элементов, — уменьшение дефицитного инструментального материала за счет того, что изнашиванию и расходу подвергается лишь небольшая часть инструмента в виде уподобленных рабочей части режущих элементов; — сокращение количества экспериментов за счет более эффективного применения сокращенных методик моделирования и планирования, так как для моделирования используются сменные режущие элементы, а не дорогостоящие цельные инструменты.