Способ определения температуры максимальной работоспособности твердосплавных режущих пластин

Авторы патента:

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

Владельцы патента RU 2468894:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального 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 трудоемкости за счет снижения погрешности измерений в качестве структурно-чувствительной характеристики используют среднюю длину трещин, возникающих в твердосплавной режущей пластине в процессе испытаний, а в качестве характерного участка на выявленной температурной зависимости принимают интервал температур, в котором средняя длина трещин 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 структурночувствительных 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) К_1с твердосплавных режущих пластин на основании определения диагоналей отпечатков, полученных при нанесении отпечатка индентора микротвердомера, и величины сопротивления развитию трещины. Расчет К_1с усложняет процедуру определения температуры максимальной работоспособности твердосплавных режущих пластин и повышает погрешность измерений.

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 среднюю длину трещин, возникающих в твердосплавной режущей пластине в процессе испытаний, а в качестве характерного участка на выявленной температурной зависимости принимают интервал температур, в котором средняя длина трещин минимальна.

В отличие от прототипа величину температуры максимальной работоспособности твердосплавных режущих пластин определяют без трудоемких расчетов по средней длине трещин, что снижает погрешность измерений.

Предлагаемый способ иллюстрирует пример.

На чертеже представлена экспериментально полученная зависимость средних длин трещин l_ср(мкм) твердого сплава ВК8 от температуры испытаний Θ(°С). Измерения l_ср(мкм) выполнены при температурах от 400 до 1000°С. Погрешность измерений средних длин трещин 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 l_ср(мкм) наблюдаются в интервале температур 550-750°С (1). Следовательно, температура максимальной работоспособности режущего твердосплавного инструмента для ВК8 составляет 550-750°С. Причем величины Θ_мр(°С) установлены без дополнительных расчетов, что уменьшило погрешность измерений и повысило качество определения температуры максимальной работоспособности твердосплавных режущих пластин.

Известно, что с изменением температуры, свойства инструментального твердого сплава меняются. С увеличением температуры он переходит из хрупкого в хрупко-пластическое состояние, при этом склонность к развитию трещин снижается, а прочностные характеристики соответственно увеличиваются. Исходя из этого, средняя длина трещины может быть принята в качестве характеристики для определения диапазона температур максимальной работоспособности твердосплавных режущих пластин.

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

Образец твердосплавной режущей пластины закрепляют в резцедержателе с токоподводами и устанавливают горизонтально на изолирующую прокладку на предметный столик микротвердомера ПМТ-3. Включают установку для автоматического поддержания температуры [Патент РФ на полезную модель №43483, В23В 27/16, опубл. 27.01.2005], доводят температуру пластины до требуемой при испытаниях, температуру фиксируют (с помощью, например, инфракрасного термометра «Термикс 600/1300 ЛЦМ») и определяют среднюю длину трещин l_ср(мкм). Предварительно передвинув предметный столик ПМТ-3 на 2-3 мм, нагревают пластину до более высокой температуры и вновь определяют l_ср(мкм) в другом месте образца. Выполнив необходимое количество измерений, установку выключают.

По результатам кратковременных испытаний нескольких стандартных твердосплавных пластин определяют средние длины трещин при различных температурах Θ(°С). Для наглядности строят график l_ср=f(Θ) температурной зависимости структурночувствительной 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 средних длин трещин твердосплавных режущих пластин минимальны. Выявленный интервал температур принимают как температуру максимальной работоспособности данного твердого сплава Θ_мр(°С), которую в дальнейшем используют для определения оптимальной скорости резания.

Способ определения температуры максимальной работоспособности твердосплавных режущих пластин, 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 среднюю длину трещин, возникающих в твердосплавной режущей пластине в процессе испытаний, а в качестве характерного участка на выявленной температурной зависимости принимают интервал температур, в котором средняя длина трещин минимальна.

Устройство автоматической балансировки шпиндельных узлов // 2467836

Изобретение относится к металлообрабатывающей промышленности, в частности к токарным станкам, и может быть использовано для автоматической балансировки шпиндельных узлов.

Шпиндельный узел // 2465986

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к шпиндельным узлам. .

Способ определения оптимальной скорости резания // 2465985

Изобретение относится к области обработки сталей и сплавов резанием и может быть использовано для определения рабочего параметра твердосплавных режущих инструментов - оптимальной скорости резания при непосредственном их использования на металлорежущем оборудовании, а также при аттестации и сертификации этой твердосплавной продукции.

Способ определения оптимальной скорости резания // 2465984

Шпиндельное устройство для металлообработки изделий // 2464129

Изобретение относится к области станкостроения, в частности к элементам металлообрабатывающих станков. .

Способ механической обработки внутренней поверхности длинномерной трубы // 2457081

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к способам механической обработки внутренней поверхности длинномерной трубы. .

Способ обработки резанием токопроводящим режущим инструментом изделий из металлов и токопроводящих материалов // 2456125

Изобретение относится к машиностроению в части механической обработки и может использоваться для повышения стойкости токопроводящего режущего инструмента при обработке резанием металлов и токопроводящих материалов.

Способ обработки изделий строганием // 2456124

Изобретение относится к области машиностроения и может быть преимущественно использовано при обработке на станке с ЧПУ сложных по форме поверхностей деталей, например поверхностей лопаток компрессоров.

Ручная машина, прежде всего электропила // 2450896

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в ручных машинах, в частности электропилах. .

Высокоскоростной шпиндель // 2468895

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к шпинделям высокоскоростных обрабатывающих станков

Механизм подачи и зажима прутка // 2483842

Изобретение относится к области металлообработки и может быть использовано для подачи прутка в автоматизированных станках

Способ и устройство охлаждения режущего инструмента для повышения точности при обработке деталей на оборудовании с чпу // 2486992

Изобретение относится к области высокоскоростной обработки деталей на оборудовании с ЧПУ, в частности к системам повышения точности при механической обработке изделий за счет охлаждения режущего инструмента без использования смазочно-охлаждающей жидкости с целью компенсации температурных деформаций, возникающих в зоне резания

Способ обработки тел вращения // 2492030

Изобретение относится к области металлообработки маложестких деталей типа вал и может быть использовано на универсальных станках в механообрабатывающих цехах машиностроительных предприятий

Способ определения оптимальной скорости резания // 2494839

Способ относится к обработке твердосплавными режущими инструментами группы применяемости К в виде режущих пластин и заключается в том, что сначала проводят измерение температуры в зоне рабочего контакта твердый сплав - обрабатываемый материал при различных скоростях резания с построением графической зависимости, а затем по построенной графической зависимости устанавливают в качестве оптимальной скорости резания скорость, при которой температура нагрева в зоне рабочего контакта твердый сплав - обрабатываемый материал соответствует температуре образования на фаске износа, формируемой в процессе резания на задней поверхности режущего клина режущей пластины, шероховатости с наибольшей фрактальной размерностью, соответствующей наибольшей износостойкости режущего инструмента. Технический результат: повышение точности определения оптимальной скорости резания. 3 ил.

Способ повышения маслоемкости шарикоподшипника // 2495287

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к конструкциям и способам изготовления подшипников качения, в частности радиальных и упорных шарикоподшипников. Способ повышения маслоемкости радиального или упорного шарикоподшипника заключается в том, что на тороидальных дорожках его колец создают регулярный микрорельеф, полученный виброобкатыванием или виброрезанием, при котором инструменту сообщают движения подачи и осцилляции по криволинейной поверхности тора. Регулярный микрорельеф создают в виде дискретных серповидных микролунок при вращении кольца и осцилляции инструмента вдоль оси у радиального шарикоподшипника или перпендикулярно оси у упорного шарикоподшипника при отсутствии движения подачи, при этом инструмент устанавливают в среднем положении его осцилляции до соприкосновения с поверхностью беговой тороидальной дорожки кольца. При создании полностью регулярного микрорельефа инструмент углубляют в поверхность тороидальной дорожки кольца в среднем положении его осцилляции, а при обработке выполняют условие i ≥ π d / 2 2 r h , где i - число циклов осцилляции резца за один оборот кольца, d - диаметр беговой тороидальной дорожки кольца в среднем сечении, r - радиус вершины резца или деформирующего наконечника, h - величина углубления инструмента. Технический результат: упрощение технологии изготовления маслоемких радиальных и упорных шарикоподшипников и повышение их эксплуатационных свойств. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ обработки материала резанием // 2496903

Изобретение относится к обработке материалов резанием, в частности к способу выбора твердого сплава для твердосплавного режущего инструмента. Сплав выбирают из группы твердых сплавов. Рассчитывают значение энтропии для каждого из упомянутых сплавов. Путем сравнения рассчитанных энтропии с энтропией сплава, базового для обрабатываемого материала, выбирают в качестве материала для режущего инструмента твердый сплав со значением энтропии, превосходящей энтропию базового сплава Обеспечивается упрощение выбора твердого сплава, при обеспечении максимальной работоспособности режущего инструмента. 2 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

Способ прорезания канавок в сверхпрочных сплавах и режущая пластина для его осуществления // 2500503

Способ включает прорезание канавок в заготовке с использованием режущей пластины, покрытой по передней поверхности КНБ, со скоростью резания, составляющей от 200 до 500 м/мин, и направление одного или более потоков охлаждающей текучей среды на обратную поверхность стружек, причем один или более потоков охлаждающей текучей среды направляют через внутренние каналы режущей пластины вверх и наружу к области взаимодействия между режущей кромкой режущей пластины и заготовкой под давлением не менее 200 бар для ограничения длины стружек. Режущая пластина имеет один или более внутренних каналов, продолжающихся вверх и наружу от основного нижнего участка режущей пластины и открывающихся в передней поверхности через слой КНБ с образованием в передней поверхности одного или более соответствующих отверстий. При этом расстояние соответствующих центров отверстий от режущей кромки составляет 0,5 мм - 3 мм. Технический результат: повышение эффективности обработки сверхпрочных сплавов. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 9 ил.

Способ определения оптимальной скорости резания // 2500504

Способ относится к твердосплавным режущим инструментам группы применяемости Р в виде режущих пластин и заключается в том, что проводят измерения температуры в зоне рабочего контакта твердый сплав - обрабатываемый материал при различных скоростях резания с построением графической зависимости. Затем по построенной графической зависимости устанавливают в качестве оптимальной скорости резания скорость, при которой температура нагрева в зоне рабочего контакта твердый сплав - обрабатываемый материал соответствует температуре образования на фаске износа, формируемой в процессе резания на задней поверхности режущей пластины, шероховатости с наименьшей фрактальной размерностью, соответствующей наибольшей износостойкости режущего инструмента. Технический результат: повышение точности и снижение трудоемкости определения оптимальных режимов резания. 3 ил.

Способ управления высокоскоростным мотор-шпинделем металлорежущего станка // 2509627

Способ включает установку шпинделя внутри корпуса шпиндельного узла станка и закрепление посредством фланца с возможностью вращения в передних и задних подшипниковых опорах. При этом в корпусе и во фланце выполняют каналы для охлаждения элементов шпиндельного узла. Для повышения ресурса работы дополнительно осуществляют контроль температуры с помощью датчиков температуры, которые устанавливают вблизи наружных колец подшипников, контроль уровня вибраций с помощью вибродатчика, который устанавливают в корпусе вблизи передней опоры шпинделя, и контроль осевого смещения шпинделя с помощью датчика, установленного на его переднем конце, по совокупности показаний которых осуществляют своевременное отключение электродвигателя при превышении допустимой нагрузки. 4 ил., 1 табл.