Дослідження зносу твердосплавних пластинок

При проведенні досліджень, випробовувались практично всі марки твердого сплаву, що випускались вітчизняною промисловістю. Випробування пластинок групи ВК виконувалось при точінні сірого чавуна СЧ 20. Ріжучі пластини форми 0201 закріплювались механічно в різцетримачі. Інструмент мав наступні геометричні параметри:

а) головний кут в пані ц = 60о;

б) допоміжний кут в плані ц = 15о;

в) головний задній кут б = 10о;

г) допоміжний задній кут б = 8о;

д) передній кут г = 10о;

е) кут фаски на передній поверхні гф = 5о;

ж) ширина фаски f = 0,2 мм;

з) кут нахилу головки ріжучої кромки л = 0о;

і) радіус при вершині R = 0,5 мм.

Заточені пластини активувались в розсіяному потоці теплових нейтронів. Продукти зносу інструментального матеріалу регіструвались по г випромінюванню W187 однолічильниковим приладом.

Вигідність оцінки коливання ріжучих властивостей інструментального матеріалу взагалі і по загальноприйнятому показнику – питомому ваговому зносу ? в деякій мірі залежить від постійності умов випробувань окремих інструмтів, в цьому відношенні висока чутливість методу радіоактивних індикаторів дозволяє не тільки зменшити до мінімума вплив оброблюваного матеріалу, так як всі досліди можна виконувати на одній заготовці, але й уникнути вплив самого процесу зношування по мірі затуплення інструменту.

Для визначення моменту, починаючи з якого можна проводити атестацію ріжучих властивостей інструмента питоме вагове зменшення активних пластинок твердого сплаву фіксується з перших хвилин різання. За ходом зміни питомого вагового зношування можна прослідкувати на приладі зношування пластинок із сплаву ВК 2(рисунок 2 графічної частини).

Зміна величини питомого вагового зношування показали, що при вибраних параметрах режиму різання припрацювання пластинок із сплаву ВК 2 завершується в основному за 5 хвилин. Таким чином менше ніж за 5 хвилин різання процес зменшування стає відносно стабільним. Атестація ріжучих властивостей в цей період дозволяє при малих витратах оброблюваного матеріалу і скороченні часу проведення випробувань виявити дійсні співвідношення питомих величин зношування окремих пластинок. Щоб виявити, які з показників по стабільності ріжучих властивостей найбільш характерні для твердого сплаву, була зроблена спроба вивчити характер статичного розподілу величин питомого вагового зношування.

Огляд окремих графіків, показав що розподіл величин питомого вагового зношування твердосплавних пластинок асиметричний, причому мода(найбільша ордината) зміщена відносно середнього арифметичного значення в сторону менших значень питомого вагового зменшення. Кожна з приведених гістограм і полігонів відносних частот визначалась для пластинок, взятих з одної виробничої партії.

Видно, що при відносній стабільності протікання зносу стирання, походження котрого може бути різноманітним, окремі зерна карбідів або блоки зерен викришуються в окремі моменти різання, що в результаті приводить до збільшення середнього значення питомого зношування. Не виключено, що зменшення середньоарифметичного значення від моди сприяє і наявність в виробничій партії таких пластинок, котрі внаслідок технологічних відхилень зробились недостатньо якісними. Подібні пластинки інтенсивно зношуються не тільки від викришування, але й від стирання. При наближенні розподілу величин питомого зношування до симетричного можна очікувати більш стійкого процесу зношування твердих сплавів і відповідно більшу надійність їх ріжучих властивостей. Разом з тим характер отриманих графіків показав, що асиметричний розподіл є для твердих сплавів типовим. Тому доцільно ввести обґрунтоване обмеження на величину зміщення середньоарифметичного значення відносно моди.

Мода, як характеристика най вірогіднішої інтенсивності зношування інструмента може бути використана для оцінки його якості.

Треба, наприклад, відзначити що мода “Ж” на відміну від середньоарифметичного значення закономірніше підлягає відомій залежності: вміст кобальту – зношування(рисунок 3). Однак при всій значимості моди, основним параметром, що комплексно характеризує фактичну зносостійкість пластинок, повинно бути середньоарифметичне значення величин питомого зношування л.

Для дослідження зносостійкості твердих сплавів в залежності від скорості різання і подачі були використані пластинки, попередньо атестовані за їх ріжучими властивостями і властивостей в період після закінчення припрацювання. Це з однієї сторони, дозволяє повґязати отримані дані по виробничих можливостях з атестаційними даними, а з другої сторони – скоротити загальну кількість оброблюваних пластинок. Кожною з пластинок приводилось короткочасне точіння заготовки на різних швидкостях різання чи подачах в границях вибраних діапазонів. Отримані при допомозі індикаторних вимірювань величини питомих вагових зношувань усереднювались для кожного параметра режиму різання. Отримані дані дозволили зробити деякі висновки з характеру зношуваності пластинок різних марок при швидкісних, температурних і силових напругах, що виникають в умовах експлуатації твердосплавного інструменту. Перш за все можна відмітити , що при точінні зношуваність пластинок з більшим процентом вмісту кобальту на всіх швидкостях різання, що використовуються на виробництві зберігається підвищеною(рисунок 4).

Причому зі збільшенням швидкості різання в діапазоні 75 – 100 м/хв. при обробці чавуну це перевищення зростає не тільки абсолютно, але й відносно. Так відношення питомих вагових зношувань сплавів ВК і ВК2 змінюється з 2,4 при V = 75 м/хв. до 3,2 при V = 150 м/хв. Ці цифри ще раз наголошують на вплив наявності кобальту та карбідів титану на зношуваність твердого сплаву.

Результати вимірювань питомого вагового зношування твердосплавних пластинок при різних швидкостях різання, починаючи зі швидкості мінімального зношування вказали про можливість математичного опису впливу швидкості обробки(в діапазоні великих швидкостей) на зношуваність інструментального матеріалу в вигляді емпіричної функціональної залежності:

, мг\г

де ? питома вагова, зношуваність твердосплавної пластинки, мг;
b, c – постійні коефіцієнти;

х – швидкість різання, м\хв.

При наявності певної закономірності контроль якості партії пластинок за їх опірністю зношуванню при різних швидкостях різання значно спрощується. Недостатня кількість представленого статистичного матеріалу не дозволяє з певністю визначити,