Поиск по сайту

КОНЦЕПЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЭФФЕКТИВНОГО ПОКРЫТИЯ ПУТЕМ МОДЕЛИРОВАНИЯ РАЦИОНАЛЬНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ В РЕЖУЩЕМ ИНСТРУМЕНТЕ ПОД ЗАДАННЫЕ УСЛОВИЯ ЕГО ЭКСПЛУАТАЦИИ

Верещагин Владислав Юрьевич , Мокрицкий Борис Яковлевич , Верещагина Александра Сергеевна

2018 / Том 22, №9 (140) 2018 [ Машиностроение и машиноведение ]

ЦЕЛЬ. Спроектировать инструментальный материал под заданные условия эксплуатации с требуемым периодом износостойкости затруднительно из-за отсутствия соответствующих методик. Авторами настоящей статьи разработана такая методика для концевого фрезерования твердосплавными фрезами. В качестве параметра, имеющего необходимый уровень влияния на работоспособность инструмента, принята величина внутренних напряжений в режущем клине инструмента и характер распределения этих напряжений. В качестве средства, влияющего на величину и характер распределения напряжений, приняты покрытия на инструменте. Многообразие существующих архитектур (конструкция, состав, толщина общая и толщина каждого из слоев и т.д.) покрытий затрудняет выбор рационального из них. Перебор покрытий при экспериментальной апробации длителен и дорог. Поэтому возникла потребность в компьютерном моделировании. МЕТОДЫ. Для моделирования использован пакет программ ANSYS. На его основе смоделированы напряжения в режущем клине зубьев концевой твердосплавной фрезы без покрытия и с несколькими различными покрытиями. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ. Экспериментально установлены наиболее рациональные инструментальные материалы по периоду их износостойкости. Они сопоставлены с моделированными напряжениями при заданных условиях эксплуатации. Установлено, что меньшие величины напряжений соответствуют большим периодам износостойкости инструмента. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Изменением архитектуры покрытий при компьютерном моделировании напряжений подобраны такие покрытия, которые обеспечивают требуемый запас периода износостойкости инструмента. Им принято 10%-е превышение заданного периода износостойкости, а именно - 40 мин. Из числа таких покрытий выбрано технологически наиболее удобное. Оно нанесено на твердосплавный инструмент, испытанный в реальных условиях эксплуатации. Превышение заданного периода износостойкости составило 8-15%, что принимается допустимым.

Ключевые слова:

режущий инструмент, процесс резания, период износостойкости, покрытия, напряжения, моделирование

Библиографический список:

Табаков В.П. Формирование износостойких ионно-плазменных покрытий режущего инструмента. М.: Машиностроение, 2008. 312 с.
Верещака А.С., Григорьев С.Н., Табаков В.П. Методологические принципы создания функциональных покрытий для режущего инструмента // Упрочняющие технологии и покрытия. 2013. № 2 (98). С. 18–32.
Мокрицкий Б.Я., Верещагин В.Ю., Мокрицкая Е.Б., Пячин С.А., Белых С.В., Верещагина А.С. Составные твердосплавные концевые фрезы как альтернатива цельным и сборным твердосплавным концевым фрезам // СТИН. 2016. № 6. С. 7–10.
Vereschaka A.A., Vereschaka A.S., Batako A.D.L., Mokritskii B.J., Aksenenko A.Y., Sitnikov N.N. Improvement of structure and quality of nanoscale multilayered composite coatings, deposited by filtered cathodic vacuum arc deposition method // Nanomaterials and Nanotechnology. 2017. Vol. 7. Р. 1–13. DOI: 10.1177/1847980416680805

Файлы: