Введение 3
1 Модернизация конструкции концевых фрез 4
2 Экспериментальные исследования методов нанесения
износостойких покрытий на режущий инструмент 9
3 Анализ химических составов покрытий 34
4 Структуры твердых сплавов 36
5 Подготовка поверхностей к нанесению износостойких покрытий... 48
6 Измерение сил резания при использовании инструмента с
износостойкими покрытиями 52
Заключение 60
Список используемой литературы 61
Приложение А Публикации
Концевые фрезы являются многоцелевым режущим инструментом. Эти инструменты используют для обработки различных бобышек, узких пазов, карманов небольших размеров. На сегодняшний день для увеличения износостойкости режущего инструмента и увеличения его жизненного цикла применяют различные износостойкие покрытия. Причем покрытия наносят на различные виды инструментального материала, будь то инструментальные стали или твердые сплавы.
С экономической точки зрения нанесение износостойких покрытий выгодно, ведь одной из весомых статей затрат при определении себестоимости технологической операции является расход на режущий инструмент. Также нанесение износостойкого покрытия на инструмент увеличивает возможности самого инструмента, в том что открывает возможность увеличения режимов обработки, а это приводит к повышению производительности операций и снижению машинного и операционного времени.
Еще одним преимуществом использования инструмента с износостойким покрытием является то, что таким инструментом можно обрабатывать с малым расходом смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) или вообще ее не использовать. Это тоже отражается на себестоимости операции, а также делает технологические операции более экологичными. Ведь испарение СОЖ сильно загрязняет рабочее место оператора станка, особенно, если рабочая зона станка не герметизирована.
Целью работы является выбор оптимального метода нанесения износостойких покрытий на цельные концевые фрезы малого диаметра.
В работе выполнен литературный обзор последних лет по изменению конструкций твердосплавных концевых фрез в связи с характером их износа. Здесь представлены результаты ведущих производителей режущего инструмента, таких как Sandik Coromant, Mitsubishi и так далее. Также в работе выполнен литературный обзор экспериментальных различных методов нанесения износостойких покрытий на режущий инструмент. Выполнена градация различных методов формирования покрытий на группы. Приводятся преимущества и недостатки различных методов нанесения на те или иные материалы основы.
Далее были рассмотрены вопросы о химическом составе износостойких покрытий режущих инструментов из различных твердых сплавов. После этого проанализированы структуры твердых сплавов, на которые наносятся износостойкие покрытия. Здесь же приводятся экспериментальные исследования по характеристикам износостойких покрытий.
В работе рассмотрен вопрос о подготовке поверхности инструмента к нанесению покрытия. Приводятся причины данных мероприятий и механизм реализации.
Таким образом, при производстве монолитных твердосплавных концевых фрез нами предлагается производить твердые сплавы с зернистостью 0,2...0,5 мкм, так как в этом случае она будет оптимальна. На инструмент наносить двух или трехслойное износостойкое покрытие , например, (Ti,Si)N/MoS2или TiCN-Al2O3-TiNметодами физического осаждения из газовой фазы, например, методом ионной бомбардировки. После работой предлагается полировка покрытия, предложения технологией LSC фирмы Sandvik Coromant.
