📄Работа №100042
Тема: Исследование износа и стойкости токарных резцов с алмазоподобным покрытием
Тип работы
Дипломные работы, ВКР
Предмет
технология машиностроения
Объем:
95 листов
Год:
2021
Просмотров:
355
4275
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
РЕФЕРАТ 2
ВВЕДЕНИЕ 6
1. ИЗНОС ТОКАРНЫХ РЕЗЦОВ И МЕТОДЫ ЕГО СНИЖЕНИЯ 9
1.1 Износ по задней поверхности 9
1.2 Лункообразование 10
1.3 Наростообразование 11
1.4 Образование проточин 12
1.5 Пластическая деформация 13
1.6 Термические трещины 14
1.7 Выкрашивание/поломка режущей кромки 15
2. ИЗНОСОСТОЙКИЕ ПОКРЫТИЯ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ДЛЯ ТОКАРНЫХ
РЕЗЦОВ И ТЕХНОЛОГИИ ИХ НАНЕСЕНИЯ 17
2.1 Химическое осаждение покрытий из газовой фазы - Chemical Vapour
Deposition (CVD) 20
2.2 Физическое осаждение покрытий в вакууме - Physical Vapour
Deposition (PVD) 22
3. ПОНЯТИЕ ОБ АПП И СРАВНЕНИЕ ТОКАРНЫХ РЕЗЦОВ С
РАЗНЫМИ ПОКРЫТИЯМИ 26
4. ТЕХНОЛОГИЯ НАНЕСЕНИЯ АПП НА ТОКАРНЫЕ РЕЗЦЫ 31
5. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА 35
6. ПРОВЕДЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТА 39
7. ОБРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ С ПОМОЩЬЮ
СИСТЕМЫ СТАТ ГРАФИК 43
8. РЕЗУЛЬТАТЫ ОБРАБОТКИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ 48
8.1 Математическая обработка экспериментальных данных 48
8.2 Графическое исследование математических моделей 48
9. АНАЛИЗ ВОЗМОЖНЫХ ПРИЧИН НЕЭФФЕКТИВНОЙ РАБОТЫ
ТОКАРНЫХ РЕЗЦОВ С АПП 80
9.1 Методика исследования 86
9.2 Результаты исследования 87
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 91
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 92
Приложения должны быть в работе, но в данный момент отсутствуют
ВВЕДЕНИЕ 6
1. ИЗНОС ТОКАРНЫХ РЕЗЦОВ И МЕТОДЫ ЕГО СНИЖЕНИЯ 9
1.1 Износ по задней поверхности 9
1.2 Лункообразование 10
1.3 Наростообразование 11
1.4 Образование проточин 12
1.5 Пластическая деформация 13
1.6 Термические трещины 14
1.7 Выкрашивание/поломка режущей кромки 15
2. ИЗНОСОСТОЙКИЕ ПОКРЫТИЯ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ДЛЯ ТОКАРНЫХ
РЕЗЦОВ И ТЕХНОЛОГИИ ИХ НАНЕСЕНИЯ 17
2.1 Химическое осаждение покрытий из газовой фазы - Chemical Vapour
Deposition (CVD) 20
2.2 Физическое осаждение покрытий в вакууме - Physical Vapour
Deposition (PVD) 22
3. ПОНЯТИЕ ОБ АПП И СРАВНЕНИЕ ТОКАРНЫХ РЕЗЦОВ С
РАЗНЫМИ ПОКРЫТИЯМИ 26
4. ТЕХНОЛОГИЯ НАНЕСЕНИЯ АПП НА ТОКАРНЫЕ РЕЗЦЫ 31
5. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА 35
6. ПРОВЕДЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТА 39
7. ОБРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ С ПОМОЩЬЮ
СИСТЕМЫ СТАТ ГРАФИК 43
8. РЕЗУЛЬТАТЫ ОБРАБОТКИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ 48
8.1 Математическая обработка экспериментальных данных 48
8.2 Графическое исследование математических моделей 48
9. АНАЛИЗ ВОЗМОЖНЫХ ПРИЧИН НЕЭФФЕКТИВНОЙ РАБОТЫ
ТОКАРНЫХ РЕЗЦОВ С АПП 80
9.1 Методика исследования 86
9.2 Результаты исследования 87
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 91
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 92
Приложения должны быть в работе, но в данный момент отсутствуют
📖 Введение
В процессе резания металлов на токарных станках происходит износ режущего инструмента. Окислительные процессы, трение режущей части о заготовку, диффузия и другие виды разрушения чаще всего являются основными причинами износа. При износе режущей части инструмента происходит снижение качества обрабатываемых изделий, а также увеличение погрешностей размеров.
Существуют различные способы повышения стойкости инструмента. Одним из наиболее традиционных является метод сложного легирования. Такой метод упрочнения инструмента давно устарел и в связи с этим разработаны новые способы повышения износостойкости инструмента. Данные способы позволяют образовывать на рабочих поверхностях инструмента тонкие упрочняющие пленки с необходимыми параметрами. Самыми распространенными среди них стали химико-термическая обработка и нанесение износостойких покрытий [1].
Для сохранения свойств металлической подложки и создания необходимых новых свойств на ее поверхности появилось нанесение покрытий на инструмент. Самая наибольшая стойкость достигается при применении алмазоподобных покрытий (АПП). Этот вид повышения стойкости инструмента в настоящее время является наиболее перспективным. Изучение и создание материалов с новыми свойствами являются актуальными задачами в науке и технике, поэтому данное покрытие вызывает особый интерес и его необходимо исследовать.
Алмазоподобные покрытия содержат в себе редчайшие свойства и характеристики. Это происходит из-за высокого содержания атомов углерода с алмазными связями в присутствии графитоподобных атомов. В связи с этим, АПП обладают высокой твердостью, которая приблизительно равна значению твердости чистого алмаза (рис. 1). Также в этих покрытиях присутствуют свойства биосовместимости с живыми тканями, эти покрытия имеют низкий коэффициент трения (табл. 1), а также высокую износоустойчивость, что позволяет изделиям с покрытием служить дольше.
При этом из всего массива ныне применяемых упрочняющих покрытий алмазоподобные покрытия имеют наибольшую микротвердость (рис. 1) и наименьший коэффициент трения. Наиболее распространенные покрытия имеют микротвердость по Виккерсу от 10 до 45 ГПа. Существуют покрытия, которые имеют микротвердость от 50 до 100 ГПа. Они называются ВЬС покрытиями и получаются методом плазменного импульсного распыления графита в вакууме. Такие значения очень близки значениям твердости чистого алмаза. По этому критерию покрытия ВЬС (1аС) не имеет аналогов [2].
По данным таблицы видно, что благодаря высокой микротвердости, сравнимой с чистым алмазом (50-100 ГПа), коэффициента сухого трения (0,15 - 0,08), и плотности (3,4 - 3,6 г/см3), срок службы инструмента возрастает от 2 до 20 раз. Данные значения зависят от типа обрабатываемого материала, инструмента, режимов резания [2].
Объектом исследования являются токарные резцы с алмазоподобным покрытием.
Предметом исследования являются износ и стойкость алмазоподобных покрытий.
Целью данной работы является определение наиболее благоприятных условий работы токарных резцов с алмазоподобным покрытием и исследование предлагаемой гипотезы о способе повышения износостойкости покрытия.
Для достижения поставленной цели должны быть решены следующие задачи:
1) Экспериментально определить условия износа и стойкости токарного резца с алмазоподобным покрытием;
2) Проанализировать причины износа ЛИЛ и предложить новый способ решения проблемы;
3) Исследовать предлагаемую гипотезу;
4) Подтвердить/опровергнуть предлагаемую гипотезу;
5) Оценить технико-экономические показатели.
Существуют различные способы повышения стойкости инструмента. Одним из наиболее традиционных является метод сложного легирования. Такой метод упрочнения инструмента давно устарел и в связи с этим разработаны новые способы повышения износостойкости инструмента. Данные способы позволяют образовывать на рабочих поверхностях инструмента тонкие упрочняющие пленки с необходимыми параметрами. Самыми распространенными среди них стали химико-термическая обработка и нанесение износостойких покрытий [1].
Для сохранения свойств металлической подложки и создания необходимых новых свойств на ее поверхности появилось нанесение покрытий на инструмент. Самая наибольшая стойкость достигается при применении алмазоподобных покрытий (АПП). Этот вид повышения стойкости инструмента в настоящее время является наиболее перспективным. Изучение и создание материалов с новыми свойствами являются актуальными задачами в науке и технике, поэтому данное покрытие вызывает особый интерес и его необходимо исследовать.
Алмазоподобные покрытия содержат в себе редчайшие свойства и характеристики. Это происходит из-за высокого содержания атомов углерода с алмазными связями в присутствии графитоподобных атомов. В связи с этим, АПП обладают высокой твердостью, которая приблизительно равна значению твердости чистого алмаза (рис. 1). Также в этих покрытиях присутствуют свойства биосовместимости с живыми тканями, эти покрытия имеют низкий коэффициент трения (табл. 1), а также высокую износоустойчивость, что позволяет изделиям с покрытием служить дольше.
При этом из всего массива ныне применяемых упрочняющих покрытий алмазоподобные покрытия имеют наибольшую микротвердость (рис. 1) и наименьший коэффициент трения. Наиболее распространенные покрытия имеют микротвердость по Виккерсу от 10 до 45 ГПа. Существуют покрытия, которые имеют микротвердость от 50 до 100 ГПа. Они называются ВЬС покрытиями и получаются методом плазменного импульсного распыления графита в вакууме. Такие значения очень близки значениям твердости чистого алмаза. По этому критерию покрытия ВЬС (1аС) не имеет аналогов [2].
По данным таблицы видно, что благодаря высокой микротвердости, сравнимой с чистым алмазом (50-100 ГПа), коэффициента сухого трения (0,15 - 0,08), и плотности (3,4 - 3,6 г/см3), срок службы инструмента возрастает от 2 до 20 раз. Данные значения зависят от типа обрабатываемого материала, инструмента, режимов резания [2].
Объектом исследования являются токарные резцы с алмазоподобным покрытием.
Предметом исследования являются износ и стойкость алмазоподобных покрытий.
Целью данной работы является определение наиболее благоприятных условий работы токарных резцов с алмазоподобным покрытием и исследование предлагаемой гипотезы о способе повышения износостойкости покрытия.
Для достижения поставленной цели должны быть решены следующие задачи:
1) Экспериментально определить условия износа и стойкости токарного резца с алмазоподобным покрытием;
2) Проанализировать причины износа ЛИЛ и предложить новый способ решения проблемы;
3) Исследовать предлагаемую гипотезу;
4) Подтвердить/опровергнуть предлагаемую гипотезу;
5) Оценить технико-экономические показатели.
✅ Заключение
Магистерская диссертация выполнена на тему: «Исследование износа и стойкости токарных резцов с алмазоподобным покрытием».
В рамках работы описаны и проанализированы существующие виды износа инструмента и способы повышения износостойкости.
Были рассмотрены варианты повышения износостойкости и выбран наиболее перспективный способ.
Далее были проведены исследования выбранного покрытия, выведены уравнения, построены графики. По полученным результатам и анализу патентных работ была выдвинута предполагаемая гипотеза.
В результате выполненных работ был предложен вариант решения проблемы, а именно использование АПП с высокопрочным инварным сплавом.
Чтобы подтвердить или опровергнуть предположенную гипотезу были сконструированы модели токарных резцов и проведены исследования.
Предполагаемая гипотеза была доказана.
Цель работы, а именно определение наиболее благоприятных условий работы токарных резцов с алмазоподобным покрытием и исследование предполагаемой гипотезы о способе повышения износостойкости покрытия была достигнута.
В рамках работы описаны и проанализированы существующие виды износа инструмента и способы повышения износостойкости.
Были рассмотрены варианты повышения износостойкости и выбран наиболее перспективный способ.
Далее были проведены исследования выбранного покрытия, выведены уравнения, построены графики. По полученным результатам и анализу патентных работ была выдвинута предполагаемая гипотеза.
В результате выполненных работ был предложен вариант решения проблемы, а именно использование АПП с высокопрочным инварным сплавом.
Чтобы подтвердить или опровергнуть предположенную гипотезу были сконструированы модели токарных резцов и проведены исследования.
Предполагаемая гипотеза была доказана.
Цель работы, а именно определение наиболее благоприятных условий работы токарных резцов с алмазоподобным покрытием и исследование предполагаемой гипотезы о способе повышения износостойкости покрытия была достигнута.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.