Способ определения температуры максимальной работоспособности твердосплавных режущих пластин

Авторы патента:

B23B1/00 - Токарная обработка; сверление (устройства для копирования или управления B23Q)

Владельцы патента RU 2567938:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет" (ТюмГНГУ) (RU)

Способ включает построение графика температурной зависимости структурно-чувствительной характеристики пластин по результатам кратковременных испытаний в диапазоне от 400 до 1000°С и определение на нем характерного участка, соответствующего интервалу температур максимальной работоспособности. Для снижения погрешности измерений при определении температуры максимальной работоспособности в качестве структурно-чувствительной характеристики используют электрическую проводимость твердосплавной режущей пластины, а в качестве характерного участка на выявленной температурной зависимости принимают интервал температур, в котором электрическая проводимость минимальна. 1 ил.

Изобретение относится к обработке металлов резанием, а именно к способам определения температуры максимальной работоспособности твердосплавных режущих пластин, которая позволяет определять оптимальную скорость резания, обеспечивающую минимальную интенсивность износа инструмента.

Известны способы определения температуры максимальной работоспособности Θ_мр твердосплавных режущих пластин по характерным участкам графиков зависимостей различных структурно-чувствительных характеристик инструментов от температуры, например: по перегибу температурной зависимости ударной вязкости твердосплавных режущих пластин, который соответствует их переходу из квазихрупкого в вязкое состояние [Патент РФ №2215615, В23В 1/00, опубл. 10.11.2003].

Недостатком известного способа является необходимость изготовления специальных образцов, которые впоследствии разрушают. Кроме того, необходимо перегревать испытываемые пластины с учетом их остывания при переносе от печи к копру.

Наиболее близким по технический сущности, принятым в качестве прототипа, является способ определения температуры максимальной работоспособности твердосплавных режущих пластин по характерному участку зависимости критерия вязкости разрушения (трещиностойкости) твердосплавных режущих пластин от температуры [Патент РФ №2373029, В23В 1/00, опубл. 20.07.2009].

Недостатком указанного способа является необходимость проводить расчеты критерия вязкости разрушения (трещиностойкости) K_1c твердосплавных режущих пластин на основании определения диагоналей отпечатков, полученных при нанесении отпечатка индентора микротвердомера, и величины сопротивления развитию трещины. Расчет K_1c усложняет процедуру определения температуры максимальной работоспособности твердосплавных режущих пластин и повышает погрешность измерений.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является разработка способа определения температуры максимальной работоспособности твердосплавных режущих пластин за счет повышения качества результатов определения температуры максимальной работоспособности твердосплавных режущих пластин.

При осуществлении предлагаемого способа поставленная задача решается за счет достижения технического результата, который заключается в снижении погрешности измерений структурно-чувствительной характеристики твердосплавных режущих пластин в результате снижения трудоемкости ее определения и упрощения расчетов.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе определения температуры максимальной работоспособности твердосплавных режущих пластин, включающем построение графика температурной зависимости структурно-чувствительной характеристики пластин по результатам кратковременных испытаний в диапазоне от 400 до 1000°С и определение на нем характерного участка, соответствующего интервалу температур максимальной работоспособности, особенностью является то, что в качестве структурно-чувствительной характеристики используют электрическую проводимость твердосплавной режущей пластины, а в качестве характерного участка на выявленной температурной зависимости принимают интервал температур, в котором электрическая проводимость твердосплавной режущей пластины минимальна.

В отличие от прототипа величину температуры максимальной работоспособности твердосплавных режущих пластин определяют без трудоемких расчетов по электрической проводимости твердосплавной режущей пластины, что снижает погрешность измерений.

Предлагаемый способ иллюстрирует пример.

На рисунке представлена экспериментально полученная зависимость электрической проводимости G (10^-2 См) твердого сплава ВК8 от температуры испытаний Θ(°С). Измерения G (10^-2 См) выполнены при температурах от 400 до 1000°С. Погрешность измерений электрической проводимости в эксперименте не превышала 0,9% при доверительной вероятности 0,95, в то время как в прототипе погрешность определения критерия вязкости разрушения (трещиностойкости) изменялась от 1,0 до 3,3% при доверительной вероятности 0,90. Минимальные значения G (10^-2 См) наблюдаются в интервале температур 625-750°С (1). Следовательно, температура максимальной работоспособности режущего твердосплавного инструмента для ВК8 составляет 625-750°С. Причем величины Θ_мр (°С) установлены без дополнительных расчетов, что уменьшило погрешность измерений и повысило качество определения температуры максимальной работоспособности твердосплавных режущих пластин.

Способ определения температуры максимальной работоспособности твердосплавных режущих пластин заключается в следующем.

Берут образец твердосплавной режущей пластины, устанавливаемой в корпус устройства для испытаний между токоподводами на керамическую подложку и зажимаемой винтами, через металлическую пластину и керамические изоляторы. При нагреве образца приборы будут фиксировать изменение силы тока и напряжения в зависимости от температуры.

По результатам кратковременных испытаний нескольких стандартных твердосплавных пластин определяют электрическую проводимость G (10^-2 См) при различных температурах Θ (°С). Для наглядности строят график G=f(Θ) температурной зависимости структурно-чувствительной характеристики пластин по результатам кратковременных испытаний в диапазоне от 400 до 1000°С. В частном случае можно полученные результаты свести в таблицу. Анализируя данные графика или таблицы, выявляют характерный участок, в котором значения электрической проводимости твердосплавных режущих пластин минимальны (допускается изменение электрической проводимости в пределах 5%). Принятая величина соответствует пятипроцентной погрешности измерений, приемлемой для инженерных расчетов. Затем на графике через ординату, соответствующую рассчитанной величине G*(10^-2 См), проводят прямую параллельную оси абсцисс до пересечения с линиями графика. Определяют абсциссы точек пересечения и принимают их за границы искомого интервала температур. При использовании таблиц искомый интервал температур определяют по рассчитанной величине G*(10^-2 См) известным методом интерполяции табличных значений. Выявленный интервал температур принимают как температуру максимальной работоспособности данного твердого сплава Θмр (°С).

Способ определения температуры максимальной работоспособности твердосплавных режущих пластин из сплава ВК8, включающий построение графика температурной зависимости структурно-чувствительной характеристики пластин по результатам кратковременных испытаний в диапазоне от 400 до 1000°С и определение на нем характерного участка, соответствующего интервалу температур максимальной работоспособности, отличающийся тем, что в качестве структурно-чувствительной характеристики используют электрическую проводимость, а в качестве характерного участка на выявленной температурной зависимости принимают участок минимальных значений, соответствующий 5% отклонению температуры, в котором электрическая проводимость минимальна.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к способам поверхностного упрочнения с получением закалочных структур. Для повышения износостойкости деталей машин из закаливаемых металлов, преимущественно из железоуглеродистых сплавов, и создания на поверхности детали полностью или частично закаленного поверхностного слоя с однородными свойствами по его толщине инструментом в виде резца, имеющим режущую и деформирующую кромки послойно подрезают поверхностный слой детали с сохранением его механической связи с деталью по своей узкой стороне, при этом пластически деформируют подрезанные слои рабочими поверхностями инструмента, после чего подрезанные слои укладывают на деталь деформирующей кромкой инструмента.

Способ резания // 2555694

Изобретение относится к области металлообработки и может быть использовано при обработке пластичных материалов по схеме несвободного резания. Осуществляют обработку пластичных материалов лезвийным инструментом с принудительным отводом стружки путем приложения тянущего усилия к стружке.

Способ механической обработки глубокого отверстия в трубной заготовке // 2552616

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при обработке глубоких отверстий в трубных заготовках. Обработку осуществляют устройством, содержащим борштангу с режущим инструментом, расположенную на эксцентричных подшипниках в пиноли с режущими и дорнующими зубьями, которую базируют перед подачей рабочей среды в исходном положении во входном люнете.

Способ токарной обработки детали // 2549818

Способ включает механическое воздействие на деталь резца в процессе их взаимного перемещения и подачу в зону резания озонированного воздуха под давлением посредством сопла, размещенного на расстоянии 10 мм от передней поверхности резца.

Способ точения поверхностей // 2547684

Способ точения поверхностей, при котором изделию сообщают вращение и обрабатывают перемещающимся в осевом направлении лезвийным инструментом с режущей пластиной, закрепленной в инструментодержателе, при выбранных параметрах режима точения, отличающийся тем, что предварительно устанавливают численные значения постоянных зависимости стойкости режущей кромки пластины от скорости съёма материала, с учетом которых определяют значение оптимальной скорости съема материала и выбирают сочетание управляемых параметров режима точения, обеспечивающих найденное значение оптимальной скорости съема материала.

Способ вибрационного резания с образованием элементной стружки и вибрационный резец // 2541331

Способ включает вращение обрабатываемой детали, поступательное перемещение резца, выполненного с подвижной режущей частью, упругими элементами и неподвижной частью, с обеспечением колебательного синусоидального перемещения подвижной режущей части резца под действием сил резания, воздействующих на колебательный контур, образованный подвижной частью резца, упругими элементами и неподвижной частью с использованием элементов качения.

Способ определения оптимальной скорости резания в процессе металлообработки // 2538750

Изобретение относится к области обработки металлов резанием и может быть использовано для определения оптимальной скорости резания при работе на выбранном технологическом оборудовании.

Способ определения оптимальной скорости резания // 2535839

Изобретение относится к области обработки металлов резанием, в частности к способу определения оптимальной скорости резания при обработке жаропрочных сплавов на никелевой основе для твердосплавного инструмента.

Способ определения критической температуры резания // 2535250

Способ заключается в том, что проводят сокращенные испытания стойкости инструмента на различных скоростях резания, при которых не доводят инструмент до полного затупления, и строят графики зависимостей h3=ƒ(l), где h3 - величина износа инструмента по задней поверхности; f(l) - функция от пути резания.

Способ и режущий интрумент для механической обработки металлов и полупроводников резанием с одновременным пропусканием электрического тока // 2530245

Способ включает подвод импульсного электрического тока при плотности тока в диапазоне от 10 до 700000 А/см2 и длительности его импульсов от 10 до 7000 мкс. Режущий инструмент содержит режущую часть, изолированную от прохождения через нее электрического тока посредством диэлектрических прокладок, имеющих механические свойства при высоких температурах до 1500 градусов.

Способ механической обработки с дроблением стружки // 2578875

Способ включает нагрев обрабатываемой поверхности заготовки пламенем газовой горелки перед обработкой по винтовой линии с последующим охлаждением и срезанием припуска. Для повышения надежности стружкодробления нагрев осуществляют до достижения в срезаемом слое температур, превышающих температуру полного фазового перехода Ас3 для обрабатываемой стали, с образованием неравновесной структуры при ее охлаждении. При этом ось факела пламени горелки располагают по касательной к обрабатываемой поверхности и параллельно углу наклона и главному углу в плане главной режущей кромки в плоскости передней поверхности режущего инструмента. 4 ил.

Способ механической обработки резанием осесимметричных деталей // 2600608

Способ предназначен для механической обработки осесимметричных деталей и включает воздействие под усилием режущего инструмента на вращающуюся деталь. Предельную скорость резания определяют по приведенной формуле в зависимости от критического значения разности температуры поверхностного и центрального слоев обрабатываемой детали, приводящей к появлению термопластических деформаций в поверхностных слоях детали и образованию остаточных напряжений, подачи резца за один оборот изделия и глубины резания. Достигается определение предельных режимов механической обработки резанием из условий предотвращения образования остаточных напряжений, определяющих точность и качество поверхностного слоя обрабатываемых деталей.

Способ обработки поверхностей вращения // 2603417

Способ включает обработку поверхности вращения формообразующим токарным резцом и непрерывно вращающимся вокруг своей оси многозубым инструментом при сообщении заготовке вращения, а резцу и многозубому инструменту - движений равных осевых подач. При этом осуществляют опережающее врезание токарного резца, а многозубый инструмент настраивают так, что его зубья зависают в торцовой канавке, вытачиваемой резцом. Многозубый инструмент может быть выполнен в виде концевой фрезы, ось которой расположена перпендикулярно оси вращения заготовки. Достигается повышение производительности лезвийной обработки при требуемом качестве обработанной поверхности за счет улучшения дроблении я стружки. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Способ уменьшения эксцентричности между внутренней поверхностью и наружной поверхностью полой детали, зажатой с возможностью вращения в станке // 2605042

Изобретение относится к области металлообработки и может быть использовано для уменьшения эксцентричности внутренней поверхности (7) полой детали (1), в частности полого вала, относительно ее наружной поверхности (9). Способ включает зажатие детали (1) с помощью зажимного устройства с возможностью вращения в станке (2), измерение контура ее внутренней поверхности (7), который используют для расчета заданной поверхности (13) по меньшей мере одной части наружной поверхности (9), имеющей уменьшенную эксцентричность относительно внутренней поверхности (7) и обрабатывание резанием наружной поверхности (9) детали (1) в соответствии с расчетной заданной поверхностью (13). При этом обрабатывают резанием только по меньшей мере одну часть (14, 15) наружной поверхности детали (1), после чего деталь (1) переустанавливают в зажимном устройстве (3, 4) с зажатием по меньшей мере одной из обработанных частей (14, 15) наружной поверхности и обрабатывают резанием по меньшей мере частично оставшуюся необработанную наружную поверхность (9) детали для по меньшей мере частичного уменьшения эксцентричности внутренней поверхности (7) относительно наружной поверхности (9). 12 з.п. ф-лы, 5 ил.

Способ токарной обработки // 2606367

Способ включает относительное перемещение обрабатываемой детали и режущего инструмента с одновременной подачей в зону резания смазочно-охлаждающей технологической среды, подвергаемой вибрационному воздействию в диапазоне частот от 1 до 40 кГц. Смазочно-охлаждающая технологическая среда подается на необработанную поверхность детали в зону начала пластических деформаций при стружкообразовании по нормали к вектору скорости резания под напором, обеспечивающим давление смазочно-охлаждающей технологической среды на поверхность обрабатываемой детали в пределах упругой деформации материала обрабатываемой детали. Целесообразно со стороны, противоположной зоне резания, на обрабатываемую деталь осуществлять противодавление с параметрами давления смазочно-охлаждающей технологической среды на обрабатываемую деталь. Достигается повышение качества обработки за счет снижения образования хрупких трещин в процессе обработки хрупких материалов. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Способ применения устройства маятникового скрайбирования для получения корней стружек при резании // 2613569

Изобретение относится к области способов исследования материалов путем получения корней стружек при резании с последующим их изучением. Сущность: осуществляют установку и закрепление образца на столе устройства, задание маятнику начальной энергии путем оснащения грузом некоторой массы и поворота маятника вокруг оси качания в исходное положение, позиционирование образца смещением предметного стола относительно траектории качательного движения маятника. На маятнике закрепляют режущий элемент, а останов лезвия режущего элемента в материале образца обеспечивают варьированием массы груза и угла поворота маятника. Технический результат: расширение области применения устройства маятникового скрайбирования. 3 ил.

Способ выбора инструментального материала // 2629577

Способ выбора инструментального материала заключается в поочередном силовом воздействии индентора из предназначенного для обработки материала на поверхность образцов инструментальных материалов при их взаимном перемещении. При этом силу воздействия монотонно увеличивают до момента появления на образце следов схватывания с материалом индентора, а в качестве приемлемого выбирают материал образца, появление следов схватывания на котором соответствует наибольшей силе воздействия. Достигается упрощение процесса выбора инструментального материала. 1 табл., 2 ил.

Способ сверления глубокого отверстия в заготовке на универсальном токарном станке // 2630732

Изобретение относится к способам сверления глубокого отверстия в заготовке на универсальном токарном станке. Заготовку закрепляют одним концом в патроне станка, а вторым - в люнете, сверлят наметочное отверстие, затем растачивают его с использованием оправки. На место резцедержателя на суппорте устанавливают стебледержатель с открытым зажимным устройством. Один из стеблевых люнетов устанавливают на станину станка посередине между суппортом и заготовкой, а второй - зеркально за суппортом. Используют стебель коаксиальной конструкции. В задней части стебля выполняют ввод во внешнюю трубу и вывод из внутренней трубы, которые присоединяют к соответствующим патрубкам системы СОЖ. Стебель с патрубками перемещают в просверленное отверстие. После включения системы СОЖ посредством вращения патрона станка и подачи суппорта производят сверление. Обеспечивается сверление глубокого отверстия любой формы на токарном станке без использования специального оборудования в условиях единичного производства. 4 ил.

Способ металлообработки по схеме несвободного резания // 2632506

Способ включает взаимодействие режущей поверхности резца с обрабатываемой поверхностью. В зоне контакта стружки с передней поверхностью резца осуществляют приложение прижимного усилия стружки к передней поверхности резца. Достигается увеличение периода стойкости инструмента при прерывистом резании. 1 табл.

Способ обработки винтовых поверхностей резанием с ударом // 2633815

Способ обработки включает обеспечение контактного взаимодействия более прочной областью передней поверхности режущего элемента с прерывистой обрабатываемой поверхностью. Обработку производят одиночным резцом, передняя поверхность которого установлена под углом γ к основной плоскости резания, определяемым по приведенной зависимости. Достигается повышение прочности инструмента за счет перераспределения контактной нагрузки. 1 ил.