ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕРМО-ЭДС В ЗОНЕ РЕЗАНИЯ ПРИ ТОЧЕНИИ ТРУДНООБРАБАТЫВАЕМЫХ СТАЛЕЙ РЕЖУЩЕЙ КЕРАМИКОЙ
Пучкин В.Н. (АМТИ, г.Армавир, РФ), Кононенко Т.В. (ОАО «Элтеза», г.Армавир, РФ), Викульев В.О., Ерёменко А.С., Калиновский А.А. (АМТИ, г.Армавир, РФ)
Increasing resistance of cutters equipped with cutting ceramics FOC-60, we-re subjected to hot-nitriding, by reducing the thermo-emf with the use of optimum cutting.
В целях объяснения противоречия данным работы 
проведено исследование
термо-ЭДС при скоростях более 170,4м/мин. обрабатывали сталь 40Х13 режущей
керамикой ВОК-60 подвергнутой азотированию под давлением, а также твёрдым
сплавом Т15К6. Согласно исследования и 
показано, что термоэлектрические
процессы не оказывают влияния на процесс стружкообразования и в то же время
интенсифицируют износ РИ. Кроме того, большее значение термо-ЭДС ведёт к
большему износу РИ. В результате исследования получены частные зависимости
термо-ЭДС от режимов резания при точении стали 40Х13 ВОК-60 и твёрдым сплавом
Т15К6 (в данном случае резцы использовались с положительным и отрицательным
передним углом 
; 
), которые представлены на (рис.
1, 2, 3).
Оптимальными режимами резания приняты скорость V = 170,4м/мин, подача S = 0,097мм/об, глубина резания t = 0,25мм.
Рисунок 1 – Зависимости термо-ЭДС от скорости резания.
1 – ВОК-60; предварительно подвергнутая горячему азотированию под давлением; 2
– ВОК-60; в состоянии поставки; 3 – Т15К6 ()
Рисунок 2 – Зависимости термо-ЭДС от подачи. 1 –
ВОК-60; предварительно подвергнутая горячему азотированию под давлением; 2 –
ВОК-60; в состоянии поставки; 3 – Т15К6 ()
Рисунок 3 – Зависимости термо-ЭДС от глубины резания.
1 – ВОК-60; предварительно подвергнутая горячему азотированию под давлением; 2
– ВОК-60; в состоянии поставки; 3 – Т15К6 ()
Если сравнить приведённые зависимости, то режущие
керамики обладают большей стойкостью, чем резцы, оснащённые твёрдым сплавом
Т15К6. Из приведённых зависимостей можно сделать вывод, что по износостойкости
ВОК-60 выше стойкости резцов, оснащённых твёрдым сплавом во всем диапазоне
режимов резания, что согласуется с работой .
Для проверки выдвинутых предположений проведены
стойкостные испытания токарных резцов, оснащённых режущей керамикой ВОК-60 в состоянии
поставки и ВОК-60, подвергнутых азотированию под давлением 
и температуре,
создаваемой в муфельной герметичной печи Ө=250
С, а также твёрдым
сплавом Т15К6 (рис. 4, 5).
Испытания проводились при резании стали 40Х13 на
токарно-винторезном станке 1К62. Испытывалась заготовка Ø110мм и L=200мм
снимали припуск 20мм при подаче S=0,097мм/об и глубине резания t=0,25мм.
Средняя скорость резания V=170,4м/мин передний угол резцов (рис. 4). Пластины из
РК ВОК-60 имели твёрдость 94HRA, а пластины из РК ВОК-60 подвергнутых азотированию
имели твёрдость 95…97HRА, пластины твёрдого сплава Т15К6 - 90HRА. В
результате стойкостных испытаний найдены отклонения случайных величин, которые
представляем в виде таблицы 1.
Рисунок 4 – Зависимости «износ – стойкость»,
полученные при точении стали 40Х13: 
1 – ВОК-60 подвергнутая
азотированию при Ө = 250
, 
2 – Т15К6; 3 – ВОК-60 в
состоянии поставки
В итоге получено:
Для ВОК-60 в состоянии поставки среднее квадратическое отклонение является стандартным отклонением n значений случайных величин
вариационного
ряда Т
…Т
и
определяется по формуле (1)
; (1)
где
Т
-стойкость РИ
случайных величин вариационного ряда в мин.
; (2)
стойкость РИ
среднее арифметическое значение вариационного ряда в мин.
среднее
квадратичное отклонение.
; (3)
где
число повторяющихся случайных величин 
.
Коэффициент вариации, являющийся величиной относительного рассеивания случайных величин.
; (4)
Действительное
отношение 
определяется
по формуле (5)
=
; (5)
Cреднее значение стойкости РК определится по формуле (6)
; (6)
Таблица 1 – Результаты отклонений значений случайных величин стойкости РИ (вариационного ряда)
|
№ п/п |
Наименование пластин и их состояние |
Среднее арифметическое значение стойкости вариационного ряда |
среднее квадратическое отклонение |
|
Т |
Коэффициент вариации |
Тср, мин Cреднее значение стойкости |
|
1 |
ВОК-60 в состоянии поставки. |
3,5375 |
3,37558 |
0,0623 |
3,5998 |
95 |
3,5375 |
|
2 |
ВОК-60
подвергнутый азотированию под давлением |
20,875 |
19,948 |
0,394 |
21,269 |
95,6 |
20,875 0,394 |
|
3 |
Твёрдый сплав Т15К6. |
16,5 |
15,723 |
0,171 |
16,671 |
95,28 |
16,5 0,171 |
мин
мин
, %
0,0623
и температуре 
.
Это объясняется упрочнением пластин из режущей керамики ВОК-60 азотированием под давлением.
Рисунок 5 - Зависимости «износ – стойкость»,
полученные при точении стали 40Х13: 
. 1 – ВОК-60 подвергнутая
азотированию при Ө = 250, 2 – Т15К6; 3 – ВОК-60 в
состоянии поставки
Оценка результатов с помощью критерия Стьюдента показала, что разница в стойкостях для трёх образцов режущих инструментальных пластин существенна.
Таким образом, выдвинутое предположение подтверждено
результатами стойкостных испытаний и рекомендациями 
, что при меньших
значениях термо-ЭДС стойкость резцов выше. Так для РК ВОК-60 подвергнутой азотированию
при резании стали 40Х13 наблюдается интенсивная приработка (1 - 4мин) в
результате которой, износ достигает 0,05…0,1мм, а для ВОК-60 в состоянии
поставки износ достигает 0,8…1,0мм, пластинки твёрдого сплава Т15К6 за это же
время имели износ 0,4…0,6мм.
На (рис. 4, 5) приведены характерные зависимости «износ – стойкость», полученные при точении стали 40Х13. Кроме того за счёт изоляции резцов от термо-ЭДС стойкость РИ повысилась в 1,3 раза.
Литература
1. Ронталь Г.Д. Режущие свойства и области применения нового керамического инструментального материала силинита-Р: Автореф. дис…канд. техн. наук. – Киев, 1982. - 16 с.
2 Солоненко В.Г. Применение новых инструментальных материалов и методов повышения стойкости металлорежущих инструментов. – Краснодар: ВСНТО. 1985. - 33 с.
3. Солоненко В.Г. Повышение работоспособности режущих инстру-ментов. - Краснодар, Ростов н/д., 1997. - 223 с.