Главная страница ДонНТУ   Страница магистров ДонНТУ   Поисковая система ДонНТУ  

Ткач Марина Александровна


Тема магистерской работы:

  «Исследование обрабатываемости резанием нержавеющих и жаропрочных сталей и сплавов»


Научный руководитель:  доцент Богуславский Вадим Александрович


Автореферат выпускной работы магистра

Содержание


            1. Актуальность работы
            2. Обзор существующих исследований и разработок
            3. Цели и задачи работы
            4. Исследование обрабатываемости нержавеющих и жаропрочных сталей и сплавов
            5. Выводы
            6. Литература

1. Актуальность работы


    Рабочие процессы в современных машинах характеризуются высокими значениями температур, нагрузок, давлений, скоростей. Часто детали машин из обычных конструкционных материалов в таких условиях оказываются неработоспособными. В связи с этим все большее в машиностроении получают конструкционные материалы, обладающие специфическими свойствами и характеризующиеся высокими значениями твердости, прочности, красностойкости, стойкости против коррозии в различных агрессивных средах. Для обеспечения этих свойств материалы легируются различными элементами. К ним относятся и нержавеющие и жаропрочные стали и сплавы, которые характеризуются низкими показателями обрабатываемости резанием. Проблемы, связанные с обработкой нержавеющих и жаропрочных сталей и сплавов, определяются, прежде всего, физико-химическими и механическими свойствами этих материалов. Поиск путей и методов определения и улучшения обрабатываемости резанием указанных материалов – задача актуальная и имеет большое народнохозяйственное значение.

2. Обзор существующих исследований и разработок


    На данный момент основные вопросы, касающиеся обработки труднообрабатываемых материалов, довольно хорошо изучены. Наиболее подробно изучением этого вопроса занимались в Куйбышевском авиационном институте и Волжском политехническом институте. Существуют целые сборники их работ, посвященные этой теме. Издано довольно большое количество литературы по обработке резанием нержавеющих, жаропрочных и других труднообрабатываемых материалов, однако почти вся эта литература довольно старая, выпущенная в основном в 60-70-х гг. И это является еще одной причиной продолжения проведения исследований в данной области. Наиболее информативные из литературных источников [1]… [11]. Они рассматривают следующие вопросы: определение и классификация труднообрабатываемых материалов, критерии, которые оказывают влияние на их обрабатываемость, тепловые явления при резании, процесс стружкообразования, выбор инструментального материала и режимов резания, применение смазывающе-охлаждающих технологических сред при обработке труднообрабатываемых материалов, методы повышения производительности обработки этих материалов, особенности осуществления отдельных видов обработки (точения, сверления, фрезерования, шлифования). В Internet на сегодняшний день содержится еще довольно мало хороших научных работ, касающихся вопросов обрабатываемости нержавеющих и жаропрочных сталей и сплавов. В основном здесь можно найти рекламную информацию различных предприятий, предлагающих свои услуги и продукцию – новые и эффективные виды инструментальных материалов, смазочно-охлаждающих жидкостей, конструкций режущего инструмента, станков и т. п. Из материалов найденных в Internet наиболее ценными для моей выпускной работы магистра оказались статьи [12], [13], рассматривающие само понятие обрабатываемости материалов, влияющие на нее факторы и некоторые методы определения.

3. Цели и задачи работы


     Целью данной магистерской работы является исследование и разработка методов повышения обрабатываемости резанием нержавеющих и жаропрочных сталей и сплавов.
     Задачи:
    1. Ознакомиться с существующими на данное время исследованиями и разработками, касающимися обрабатываемости нержавеющих и жаропрочных сталей и сплавов.
    2. Рассмотреть классификацию, физико-химические и механические свойства и область применения труднообрабатываемых материалов.
    3. Выявить критерии, оказывающие влияние на обрабатываемость нержавеющих и жаропрочных сталей и сплавов.
    4. Изучить характер протекания тепловых явлений при механической обработке исследуемых материалов.
    5. Исследовать процесс деформации металла в срезаемом слое.
    6. Исследовать силы резания, возникающие при обработке нержавеющих и жаропрочных сталей и сплавов.
    7. Исследовать влияние на обрабатываемость металлических материалов износа и стойкости режущего инструмента.
    8. Рассмотреть вопрос выбора наиболее рациональных режимов резания нержавеющих и жаропрочных сталей и сплавов.
    9. Исследовать существующие методы улучшения обрабатываемости нержавеющих и жаропрочных сталей и сплавов и оценить возможность их примения на практике.
    10. Разработать технологический процесс изготовления детали корпус усилителя из нержавеющей стали 12Х13 с учетом особенностей обработки данного материала.
     Научная новизна проводимой работы будет состоять в том, что будут систематизированы все имеющиеся данные по обрабатываемости нержавеющих и жаропрочных сталей и сплавов, а кроме того будет спроектирован специальный режущий инструмент для обработки нержавеющей стали на примере стали 12Х13.
     Практическая ценность работы заключается в том, что будет разработан технологический процесс изготовления детали корпус усилителя основного редуктора АР-050 из стали 12Х13 с учетом всех специфических особенностей обработки этого материала.

Токарная обработка детали корпус усилителя
Рисунок 1. - Токарная обработка детали корпус усилителя
(Рисунок анимирован. Оживает при подведении курсора мыши)

4. Исследование обрабатываемости нержавеющих и жаропрочных сталей и сплавов


    Обрабатываемость резанием является технологической характеристикой материала, которая определяется комплексом его физико-механических свойств. При механической обработке обрабатываемость определяют следующими критериями: интенсивностью износа инструмента, характеризуемого допускаемой скоростью резания, величинами возникшей силы резания и температуры, а также получающимся при обработке качеством поверхности. Эти количественные значения обрабатываемости зависят от вида материала, химического состава, способа получения заготовки, режима ее термообработки, определяющих структуру и механические свойства. Обрабатываемость данного материала определяется также применяемым способом резания.
    Обрабатываемость резанием типовых труднообрабатываемых материалов представлена в табл. 1 [8]. Она определяется химическим составом, структурой и физико-механическими характеристиками. Повышение содержания легирующих элементов ухудшает обрабатывамость их резанием. Интенсивность влияния отдельных легирующих элементов на обрабатываемость жаропрочных и нержавеющих сплавов представлена в табл. 2 [1].
    На основе данных, приведенных в таблице, поправочный коэффициент Кv э, учитывающий влияние изменениясодержания одного из легирующих элементов на величину скорости резания, может быть определен по формуле

  ,
где iэ – интенсивность влияния легирующего элемента на скорость резания; – разность между процентным содержанием легирующего элемента в исследуемом сплаве по сравнению с исходной. Из формулы видно, что если >0, то Кv э>1, наоборот, если <0, то Кv э<1.
Примечание. Приведенные скорости резания соответствуют стойкости инструмента Т=45…60 мин.


Таблица 2. – Значения коэффициента iэ, определяющего влияние легирующих элементов на обрабатываемость резанием

Элемент
C
Al
Ti
Si
Mo
Co
Mn
Cr
W
Ni
Nb
B
iэ
150
120
40
25
5
3.5
3
2
1.5
0
0
0

    Жаропрочные и нержавеющие стали и сплавы относятся к категории труднообрабатываемых материалов. Они значительно хуже поддаются обработке резанием по сравнению с обычными конструкционными сталями.
    Жаропрочным называется материал, способный работать в напряженном состоянии при высоких температурах в течение определенного времени и обладающий при этом достаточной жаростойкостью, т. е. стойкостью против химического разрушения поверхности в газовых средах при высоких температурах. Другим важным свойством жаропрочных сталей и сплавов является их высокая коррозионная стойкость в агрессивных средах.
    Нержавеющим называется материал, обладающий высоким сопротивлением коррозии в агрессивных средах, прежде всего в атмосфере воздуха, паров воды и кислот. Обычно к такого рода материалам предъявляют требования обеспечения коррозионной стойкости при рабочей температуре детали. Большинство жаропрочных сплавов, как правило обладает повышенной коррозионной стойкостью при высоких температурах в различных средах. Поэтому, несмотря на то, что понятия жаропрочных и нержавеющих материалов по определению отличаются друг от друга, они обладают целым рядом общих физико-механических свойств, обуславливающих их общие технологические свойства по обрабатываемости резанием.
    Основная структура большинства жаропрочных и нержавеющих сталей и сплавов представляет собой обычно твердый раствор аустенитного класса с гранецентрированной кубической решеткой. При этом большая часть деформируемых жаропрочных сплавов принадлежит к типу дисперсионно твердеющих, т. е. в этих сплавах происходит выделение из твердого раствора структурной составляющей – второй фазы, отличной от его основы и рассеянной по всему объему сплава в тонкодисперсной форме.
    Высокая дисперсность структуры препятствует возникновению и развитию процессов скольжения, при этом сопротивление ползучести сплава повышается.
    Сравнение значений механических характеристик жаропрочных сталей и сплавов и стали 45 показывает, что значения истинного предела прочности при растяжении Sк, предела прочности в и твердости НВ при обычной температуре и отсутствии деформации (упрочнения), примерно равны. Поэтому худшая обрабатываемость жаропрочных и нержавеющих сталей и сплавов определяется другими физико-механическими и химическими свойствами и, прежде всего, структурой, механическими характеристиками, определяющими их свойства не только в исходном, но и в упрочненном состоянии и при нагреве, а также теплофизическими показателями (температура плавления, энергия активации, теплопроводность), определяющими свойства материала при повышенных температурах.
    Основные особенности резания жаропрочных и нержавеющих сталей и сплавов, затрудняющие их механическую обработку, следующие:
    1. Высокое упрочнение материала в процессе деформации резанием. Повышенная упрочняемость жаропрочных и нержавеющих сталей и сплавов объясняется специфическими особенностями строения кристаллической решетки этих материалов. Характеристикой, определяющей пластичность или способность материала к упрочнению, является отношение условного предела текучести, соответствующего 0.2-процентной остаточной деформации, к пределу прочности 0.2/в. Чем меньше это отношение, тем более пластичен материал и тем большей работы и сил резания требует он для снятия одного и того же объема металла. Величина этого отношения для жаропрочных сплавов составляет до 0.4…0.45, в то время как для обычных конструкционных сталей эта величина составляет 0.6…0.65 и более.
    Вследствие повышенной способности к упрочнению при пластической деформации жаропрочных сплавов значения в могут возрасти в 2 раза (с 60 до 120 кгс/мм), т – в 3…4 раза (с 25-30 до 100 кгс/мм), при этом относительное удлинение уменьшается с 40-65 до 5-10%.
    2. Малая теплопроводность обрабатываемого материала, приводящая к повышенной температуре в зоне контакта, а следовательно, к активации явлений адгезии и диффузии, интенсивному схватыванию контактных поверхностей и разрушению режущей части инструмента. Эти явления не позволяют в ряде случаев использовать при обработке жаропрочных материалов недостаточно прочные инструментальные материалы, в первую очередь, твердые сплавы. Вместе с тем при использовании быстрорежущего инструмента по тем же причинам приходится принимать весьма малые скорости резания. Учитывая плохой теплоотвод при обработке жаропрочных и нержавеющих сталей и сплавов, основное значение приобретают охлаждающие свойства СОЖ.
    3. Способность сохранять исходную прочность и твердость при повышенных температурах, что приводит к высоким удельным нагрузкам на контактные поверхности инструмента в процессе резания. Усугубляет действие этого фактора низкая теплопроводность этих материалов, благодаря чему высокая температура на контактных поверхностях не позволяет заметно снизить механические свойства по всему сечению срезаемого слоя.
    4. Большая истирающая способность жаропрочных и нержавеющих сталей и сплавов, обусловленная наличием в них кроме фазы твердого раствора еще так называемой второй фазы, образующей интерметаллидные или карбидные включения. Эти частицы действуют на рабочие поверхности инструмента подобно абразиву, приводя к увеличенному износу. Большое значение имеют также структурные превращения, происходящие в этих материалах в процессе пластической деформации и сопровождающиеся выпадением карбидов. Все описанные выше твердые включения совместно с высокими температурами на контактных поверхностях приводят к интенсивному абразивному и диффузионному износу режущей части инструмента, к явлениям адгезии (схватывания). Поэтому коэффициенты трения жаропрочных и нержавеющих сталей по твердым сплавам во много раз больше, чем при трении обычной стали 20.
    5. Пониженная виброустойчивость движения резания, обусловленная высокой упрочняемостью жаропрочных и нержавеющих материалов при неравномерности протекания процесса их пластического деформирования. Возникновение вибраций приводит к переменным силовым и тепловым нагрузкам на рабочие поверхности инструмента, следовательно, к микро- и макровыкрашиваниям режущих кромок. При наличии вибраций особенно неблагоприятное влияние на износ инструмента оказывают явления схватывания стружки с передней поверхностью инструмента.
    Учитывая рассмотренные особенности, процесс резания жаропрочных и нержавеющих сталей и сплавов протекает таким образом: вначале рабочие поверхности инструмента соприкасаются с относительно мягким, неупрочненным металлом и под их воздействием происходит пластическая деформация срезаемого слоя, сопровождаемая значительным поглощением прикладываемой извне (инструментом) энергии. При этом срезаемый слой получает большое упрочнение и приобретает свойства наклепанного металла, т. е. становится хрупким. Запас пластичности при этом в значительной мере исчерпывается и происходит сдвиг – разрушение, образование элемента стружки. Малая теплопроводность этих материалов приводит к резкому снижению отвода тепла в стружку и обрабатываемую заготовку, а следовательно, повышению температуры в зоне контакта режущей части инструмента и заготовки с активизацией процессов адгезии и диффузии. В результате этого значительно увеличиваются износ инструмента и явления налипания (схватывания), вызывающие разрушение режущих кромок. Интенсификации этих процессов способствуют повышенные механические характеристики обрабатываемого материала при высокой температуре, большая истирающая способность материалов, а также переменное воздействие этих факторов, обусловленное вибрациями.
    В настоящее время существует много способов облегчения обработки резанием труднообрабатываемых материалов, в том числе жаропрочных и нержавеющих сталей и сплавов. Самыми очевидными из них являются способы, направленные на повышение стойкости применяемых режущих инструментов. Это, прежде всего, правильный выбор марки инструментального материала и геометрии режущей части инструмента, а также обязательное применение охлаждения в зоне резания с использованием различных охлаждающих сред.
    При обработке жаропрочных и нержавеющих сталей и сплавов необходимо и целесообразно применение инструментов, изготовленных из инструментальных материалов, обладающих более высокими режущими свойствами: более высокой красностойкостью, хорошей сопротивляемостью абразивному износу и стабильностью режущих свойств. Согласно исследованиям, проведенным в этой области целесообразно предварительную обработку труднообрабатываемых материалов производить твердосплавными резцами, а чистовую – твердосплавными и быстрорежущими. Из быстрорежущих сталей при обработке жаропрочных сплавов наилучшие результаты дают применение кобальтовых и ванадиевых быстрорежущих сталей (Р14Ф4, Р10К5Ф5, Р9Ф5, Р9К9). Их применение приводит к значительному сокращению расхода режущего инструмента, снижению себестоимости выпускаемой продукции и повышению производительности.
    Из применяемых твердых сплавов выделяют 3 вида. Первый вид, называемый “износостойким” – Т30К4, Т15К6, ВК3 и др. – сравнительно твердый и обладает высокой сопротивляемостью износу. Второй вид сплавов – Т5К7, Т5К10 и др. – обладает большей вязкостью, но меньшей износостойкостью. Третий вид – ВК6А, ВК8 – имеет наименьшее сопротивление износу, но большую вязкость и нечувствительность к удару. Кроме того при чистовой и отделочной обработке жаропрочных и нержавеющих сталей и сплавов в качестве инструментальных материалов применяют минералокерамику, а также естественные и синтетические сверхтвердые материалы.
    Существенное влияние на повышение стойкости инструментов при резании труднообрабатываемых материалов оказывают специальные методы упрочнения их рабочих поверхностей: хромирование, цианирование, электроискровое упрочнение, радиоактивное облучение и др. для быстрорежущих сталей. А на твердосплавные пластины из прочного (вязкого) твердого сплава наносят тонкий слой (~5мкм) другого твердого сплава (TiC), обладающего высокой износоустойчивостью. Для повышения износоустойчивости минералокерамики применяют плакирование – покрытие защитными пленками.
    Применение смазывающе-охлаждающих жидкостей при резании металлов увеличивает стойкость режущего инструмента, улучшает качество обработанной поверхности и снижает силу резания. В настоящее время применение технологических сред считают одним из основных способов улучшения процессов резания труднообрабатываемых материалов. Следует отметить, что эффективность применения технологических сред определяется их физико-химическим составом и способом подачи в зону резания.
    Применение СОТС при обработке труднообрабатываемых материалов позволяет значительно повысить их обрабатываемость. Применяемые в настоящее время в машиностроении смазывающе-охлаждающие жидкости (СОЖ), газовые среды и твердые смазки обладают рядом характерных воздействий на обрабатываемый материал и обрабатывающий его инструмент, определяющих их эффективность и область применения. Среди основных выделяют следующие воздействия:
    1. Охлаждающее действие. Как уже говорилось, нержавеющие и жаропрочные материалы обладают низкой теплопроводностью и большая часть тепла, образующегося в зоне резания, передается инструменту, снижая его стойкость. Подводимая в зону резания СОТС забирает на себя значительную часть образующегося тепла, сокращая тем самым отвод тепла в инструмент и повышая его стойкость в несколько раз.
    2. Смазывающее действие. Это действие проявляется в том, что СОТС, попадая в зону контакта, образует на контактных поверхностях адсорбционный смазочный слой. Этот слой приводит к снижению интенсивности схватывания трущихся поверхностей (т. е. к снижению коэффициента трения), вследствие их разъединения, обусловленного расклинивающим давлением жидкости, и износа контактирующих поверхностей.
    3. Смывающее действие. Это действие определяется способностью применяемой СОТС ускорить процесс удаления образующейся стружки из зоны резания. Эффективность этого воздействия определяется видом СОТС, величиной ее расхода и давления, а также размерами и формой стружки.
    4. Диспергирующее (разрушающее) действие. Оно проявляется в том, что применение при обработке некоторых СОТС облегчает процесс разрушения обрабатываемого материала в месте контакта его с режущими кромками инструмента, а, следовательно, способствует уменьшению работы и сил резания по сравнению с обработкой всухую.
    5. Защитное и упрочняющее действие. Кроме всего выше перечисленного, применение в процессе обработки СОТС позволяет некоторой мерой повысить эксплуатационные характеристики обработанного материала. Защитное действие СОТС наиболее четко наблюдается в процессе обработки заготовок в газообразной среде (прежде всего в среде инертных газов). Чистая обработанная поверхность заготовки быстро окисляется в атмосфере воздуха, что значительно снижает прочность обработанного материала. При обработке в среде инертных газов это явление можно избежать и повысить эксплуатационные характеристики обработанных деталей. Кроме того, подбором специальных сред можно получить упрочнение поверхностного слоя в результате тонкого внутреннего диспергирования кристаллической решетки поверхности в поверхностно-активной среде.
    Как уже было сказано выше, труднообрабатываемые нержавеющие и жаропрочные материалы нуждаются при обработке резанием в применении смазывающе-охлаждающих технологических сред. Эффективность применения каждой из этих сред определяется, прежде всего, видом выполняемой обработки, комплексом физико-химических свойств как обрабатываемого материала и режущей части инструмента, так и применяемой специальной среды, а также способом ее подачи в зону резания. Только с учетом всей совокупности этих факторов можно правильно подобрать необходимую СОТС для осуществления обработки конкретного материала в конкретных условиях. Зная физико-химические свойства обрабатываемого материала и специальной среды и учитывая вид обработки и применяемый режущий инструмент, можно предварительно оценить насколько эффективным будет ее применение на практике. Однако, чтобы достоверно определить, какая из рассматриваемых видов СОТС будет давать наилучшие результаты при обработке конкретной детали, необходимо провести целый ряд испытаний и сделать вывод на основании сравнения полученных результатов.
    Эффективность обработки материалов с применением различных видов СОТС по сравнению с обработкой всухую часто определяют на основании следующих коэффициентов (при условии, что стойкость инструмента одинакова в обоих случаях Т=const) [1].

Кvохл=Vохл/Vсух ;
КРzохл=Pzохл/Pzсух ; Кохл=охл/сух ,

где Vохл, Vсух – допускаемые скорости резания при работе с охлаждением и резании всухую соответственно; Pzохл, Pzсух – тангенциальная составляющая силы резания при работе с охлаждением и резании всухую соответственно; охл, сух – температура в зоне резания при работе с охлаждением и всухую соответственно.
    Величины приведенных коэффициентов определяются свойствами обрабатываемого материала, а также скоростью резания и сечением снимаемого слоя. Эти значения тем больше, чем больше пластичность обрабатываемого материала и чем ниже скорость обработки. Согласно этому эффективность применения СОТС при обработке таких вязких и сильно упрочняющихся материалов как нержавеющие и жаропрочные стали и сплавы достаточно высокая.
    Достаточно большое влияние на эффективность применения СОТС оказывает способ подачи ее в зону резания. На сегодняшний день довольно хорошо исследованы различные способы подвода смазывающе-охлаждающих жидкостей в контактную зону и выявлены наиболее эффективные из них. При обработке нержавеющих и жаропрочных сталей и сплавов охлаждение простым поливом СОЖ является малоэффективным. Здесь наиболее целесообразным является применение следующих способов подачи жидкости:
    1. Высоконапорное охлаждение тонкой струей жидкости со стороны задней поверхности инструмента. В этом случае жидкость подается через насадку с отверстием диаметром 2…3 мм под давлением 15…20 атм, распыляется и, соприкасаясь с нагретым металлом, испаряется, поглощая большое количество тепла. Большая скорость подачи СОЖ способствует быстрому разрушению паровой рубашки, образующейся возле зоны контакта. Этот способ позволяет повысить стойкость инструмента в 3…6 раз по сравнению с обработкой всухую. Однако он имеет и недостатки, связанные с разбрызгиванием и большим расходом СОЖ.
    2. Высоконапорное охлаждение с подачей жидкости под давлением одновременно со стороны задней поверхности инструмента и сверху на стружку. Этот способ относится к комбинированным способам подачи жидкости в зону резания и позволяет добиться еще лучших результатов по сравнению с предыдущим способом.
    3. Недостатки высоконапорного охлаждения устраняются при использовании способа охлаждения распыленной сжатым воздухом охлаждающей жидкостью. Эта жидкость в виде тумана легко проникает во все мельчайшие зазоры на контактных поверхностях инструмента со стружкой и обрабатываемой заготовкой и интенсивно испаряется, отбирая большое количество тепла. Этот способ позволяет увеличить стойкость режущего инструмента в 2…3 раза по сравнению с сухим резанием.
    4. Охлаждение пенистой жидкостью. Этот способ заключается в том, что через подаваемую жидкость пропускают тонкие струйки воздуха под давлением 0.6…0.7 атм и образуется пена. Пенистая жидкость очень хорошо сцепляется с контактирующими поверхностями инструмента и заготовки, снижая при этом трение и повышая стойкость режущей части инструмента.
    5. Охлаждение углекислотой. Этот способ охлаждения является наиболее эффективным, однако и наиболее дорогим из-за высокой стоимости самой углекислоты. Охлаждение здесь происходит следующим образом. Подаваемая в зону резания жидкая углекислота содержит в себе до 50% твердых частиц снегообразной формы с температурой -79°С. Эти частицы оседают в виде инея на поверхность горячего металла и вскипают, поглощая 158 ккал тепла на 1 кг углекислоты.
    Кроме того, эффективность охлаждения контактирующих поверхностей инструмента и заготовки с использованием СОТС можно повысить, если перед подачей ее предварительно охладить до температуры ниже 0°С. Однако в этом случае необходимо будет снабжать станки дополнительными охладительными установками, что требует определенных денежных затрат.
    Методика назначения режимов резания при обработке деталей из жаропрочных и нержавеющих сталей и сплавов в основном такая же, как и при резании обычных конструкционных материалов. Необходимо только учитывать специфические особенности их резания.
    При конструировании станков, инструментов и приспособлений для обработки деталей из труднообрабатываемых материалов необходимо обеспечивать:
    1) повышенную жесткость механизмов для восприятия больших сил резания с минимальными деформациями;
    2) высокую виброустойчивость системы станок-приспособление-инструмент-деталь в условиях резания со значительными ударными нагрузками;
    3) незначительные зазоры в механизме подачи станка для равномерного резания упрочняющегося обрабатываемого материала;
    4) достаточный запас мощности электродвигателя станка, так как при резании жаропрочных сплавов силы резания больше, чем при обработке обычных конструкционных материалов;
    5) приспособления для обработки деталей должны быть прочными и жесткими, в них необходимо предусмотреть каналы для отвода стружки;
    6) инструменты должны быть короткими и жесткими.
    Кроме всего выше перечисленного добиться улучшения обрабатываемости жаропрочных и нержавеющих сталей и сплавов можно за счет:
    1) воздействия на структуру и механические показатели материалов с помощью специальной термической обработки;
    2) введения в зону резания ультразвуковых колебаний, облегчающих пластические деформации, снижающих коэффициент трения и повышающих температуру;
    3) подогрева обрабатываемого материала в печах или с помощью газовых горелок на станках или путем электроиндуктивного или электроконтактного нагрева;
    4) введения в зону резания слабых токов, что позволяет управлять механизмами электродиффузионного и окислительного износа режущего инструмента.

5. Выводы


    Обработка конструкционных материалов резанием является одним из важнейших технологических процессов, в значительной степени определяющих технический и экономический уровень машиностроительного производства. Для успешного решения задачи нахождения путей и методов определения и улучшения обрабатываемости резанием труднообрабатываемых материалов необходимо иметь ясное представление о физических явлениях, возникающих в зоне резания, и прежде всего о тепловых явлениях, процессе деформирования и разрушения при стружкообразовании и формировании поверхностного слоя. Результаты исследований показывают, что на эффективность процесса обработки оказывают влияние их физико-механические свойства и режимы термической обработки, материал режущего инструмента, геометрические параметры инструмента, элементы режима резания, условия обработки.
    Труднообрабатываемые материалы обладают хорошими эксплуатационными характеристиками и являются незаменимыми в машиностроении. Но их обработка остается проблемой и на сегодняшний день. Поэтому существуют перспективы продолжения исследования их обрабатываемости. Особое внимание следует уделять поиску новых и совершенствованию существующих путей и методов повышения производительности обработки этих материалов.

6. Литература


    1. В. Н. Подураев. Обработка резанием жаропрочных и нержавеющих материалов. – М.: Высшая школа, 1965. – 520 с.
    2. Н. И. Резников, И. Г. Жарков и др. Производительная обработка нержавеющих и жаропрочных материалов. – М.: Машгиз, 1960. – 200 с.
    3. Обработка резанием высокопрочных, коррозионностойких и жаропрочных сталей / Под ред. П. Г. Петрухи – М.: Машиностроение, 1980. – 167 с.
    4. В. А. Кривоухов. Обрабатываемость резанием жаропрочных и титановых сплавов. – М.: Машиностроение, 1961. – 239 с.
    5. Н. И. Ташлицкий. Влияние механических свойств и теплопроводности сталей на их обрабатываемость. – М.: Машгиз, 1952. – 84 с.
    6. Шифрин А. Ш., Резницкий Л. М. Обработка резанием коррозионностойких, жаропрочных и титановых сталей и сплавов. – М.-Л.: Машиностроение, 1964. – 448с.
    7. Гуревич Я. Л. Обработка резанием жаропрочных сталей и сплавов. – М.: Машиностроение, 1960. – 30 с.
    8. А. М. Даниелян, П. И. Бобрик и др. Обработка резанием жаропрочных сталей, сплавов и тугоплавких металлов. – М.: Машиностроение, 1965. – 308 с.
    9. Яковенко Г. А. Скоростная обработка нержавеющих сталей. – М.-К.: , 1963. – 75 с.
    10. Высокоэффективные методы обработки резанием жаропрочных и титановых сплавов: Межвузовский сборник / Куйбышевский авиац. ин-т им. С. П. Королева. – Куйбышев: Б. И., 1982. – 179 с.
    11. Подураев В. Н. Резание труднообрабатываемых материалов. – М.: Высшая школа, 1974. – 590 с.
    12. Уткин Е.Ф. Влияние неоднородности структуры сталей и сплавов на их обрабатываемость резанием.
    13. Виноградов Д.В. К вопросу определения обрабатываемости материалов.

ВВЕРХ