Остання редакція: 2018-05-06
Тези доповіді
В умовах лезової обробки матеріал різальної кромки зазнає комплексного впливу високих стискаючих напружень, сил різання та температур. Підвищення швидкості різання індукує зростання температури в контактній зоні інструмент-оброблюваний матеріал до 1000…1100 °С, що призводить до хімічного зносу інструменту [1]. Інструмент для високошвидкісного точіння на основі cBN групи BL згідно з ISO 1832:2017 [2] представляє собою композит з 40…65 об.% cBN добавками у вигляді тугоплавких сполук TiC, TiN, TiCN. Карбід ванадію за своїми властивостями подібний до комерційної зв’язки TiC і може стати перспективним кандидатом для його заміни.
Різальний інструмент на основі сBN зі зв’язкою VC-AL одержано методом НРНТ спікання в діапазоні температур Тсп. = 1450…2450 °C, Р = 7,7 ГПа, τ = 45 с. Випробовування різальної здатності композитів проведено в умовах поздовжнього безперервного високошвидкісного точіння загартованої сталі AISI 316L на токарному верстаті Torshälla CNC з використанням масляного охолоджувача. Умови різання відповідали умовам фінішної обробки: швидкість різання vc = 300 м/хв та vc = 500 м/хв, швидкість подачі f = 0,15 мм/об. та глибина різу ap = 0,3 мм залишались постійними.
Експерименти по точінню загартованої сталі AISI 316L виявили, що всі зразки системи сBN-VC-Al (50:45:5 об.%) чутливі до швидкості різання (рис. 1, а, б). При швидкості точіння vc = 300 м/хв середній знос по задній поверхні зразків варіюється в рамках від мінімального значення VB = 88 мкм (Тсп. = 2300 °C) до максимальногоVB = 300 мкм (Тсп. = 1850 °C). На різальних кромках зразків, отриманих при температурах спікання Тсп. = 1850 °C та Тсп. = 2300 °C окрім нормального зносу по задній поверхні виявлено появу локального канавкового зносу поперек ріжучої кромки (рис. 1, в). Підвищення швидкості різання до 500 м/хв призводить до підвищення зносу різальної кромки до значень 600…1200 мкм. Найнижчий знос різальної кромки виявлено в зразках Тсп. = 1600 °C – 558 мкм та Тсп.= 2300 °C – 546 мкм.
Таким чином, проведене в роботі порівняння двох швидкостей різання показало, що при застосування vc = 300 м/хв деградація різальних кромок в композитів проходить в меншій мірі, що пов’язано з нижчою температурою в зоні різання та менш інтенсивним проходженням процесів хімічного зносу.
Рис. 1. Середній знос різальної кромки композитів системи cBN-VC-Al (50:45:5 об. %) в умовах точіння нержавіючої сталі AISI 316L: (а) – vc = 300 м/хв; (б) – vc = 500 м/хв; (в) – оптичні зображення різальних кромок
Література:
1. Abukhshim N.A., Mativenga P.T., Sheikh M.A. Heat generation and temperature prediction in metal cutting: A review and implications for high speed machining // International Journal of Machine Tools and Manufacture. – 2006. – Т. 46. – №. 7-8. – С. 782-800.
2. ISO 1832:2017 Indexableinsertsforcuttingtools. – Designation, vol. 2017, 2017.