Изменение микропрофиля обработанной поверхности вследствие износа резца из композита кубического нитрида бора при чистовом точении закаленной стали

Изменение микропрофиля обработанной поверхности вследствие износа резца из композита кубического нитрида бора при чистовом точении закаленной стали

Экспериментально исследовано влияние износа круглой режущей пластины из композита cBN/Si₃N₄ на микропрофиль обработанной поверхности при чистовом точении закаленной стали ХВГ. Установлено, что при глубине резания t = 0,1 мм, скорости резания V = 2 м/c, подаче S > 0,24 мм/об и различном износе рез...

Повний опис

Збережено в:
Бібліографічні деталі
Дата:2017
Автор: Стахнив, Н.Е.
Формат: Стаття
Мова:Russian
Опубліковано: Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України 2017
Назва видання:Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения
Теми:
Разработка и внедрение оборудования и инструмента, оснащенного твердыми сплавами, в различных отраслях промышленности
Онлайн доступ:http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/135047
Теги: Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:Изменение микропрофиля обработанной поверхности вследствие износа резца из композита кубического нитрида бора при чистовом точении закаленной стали / Н.Е. Стахнив // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения: Сб. науч. тр. — К.: ІНМ ім. В.М. Бакуля НАН України, 2017. — Вип. 20. — С. 523-528. — Бібліогр.: 7 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id irk-123456789-135047
record_format dspace
spelling irk-123456789-1350472018-06-15T03:07:42Z Изменение микропрофиля обработанной поверхности вследствие износа резца из композита кубического нитрида бора при чистовом точении закаленной стали Стахнив, Н.Е. Разработка и внедрение оборудования и инструмента, оснащенного твердыми сплавами, в различных отраслях промышленности Экспериментально исследовано влияние износа круглой режущей пластины из композита cBN/Si₃N₄ на микропрофиль обработанной поверхности при чистовом точении закаленной стали ХВГ. Установлено, что при глубине резания t = 0,1 мм, скорости резания V = 2 м/c, подаче S > 0,24 мм/об и различном износе резца шероховатость обработанной поверхности изменяется регулярно с постоянным периодом, численно равным подаче на оборот. Установлено, что стохастическая составляющая шероховатости обработанной поверхности возрастает по мере увеличения износа инструмента. Експериментально досліджено вплив зносу круглої ріжучої пластини з композиту cBN/Si₃N₄ на мікропрофіль обробленої поверхні при чистовому точінні загартованої сталі ХВГ. Встановлено, що при глибині різання t = 0,1 мм, швидкості різання V = 2 м/c, подачі S> 0,24 мм/об і різному зносі різця шорсткість обробленої поверхні змінюється регулярно з постійним періодом, чисельно рівним подачі на оборот. Встановлено, що стохастична складова шорсткості обробленої поверхні зростає в міру збільшення зносу інструменту. The effect of wear of a round cutting insert made from cBN/Si₃N₄ composite on the micro profile of the machined surface during the finish turning of hardened steel is studied experimentally. It was found that at a cutting depth of t = 0,1 mm, a cutting speed of V = 2 m/s, a feed rate S> 0,24 mm/rev, and a different wear of the tool, the roughness of the machined surface changes regularly with a constant period numerically equal to the feed per revolution. It is established that the stochastic component of the roughness of the machined surface increases as the wear of the tool increases. 2017 Article Изменение микропрофиля обработанной поверхности вследствие износа резца из композита кубического нитрида бора при чистовом точении закаленной стали / Н.Е. Стахнив // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения: Сб. науч. тр. — К.: ІНМ ім. В.М. Бакуля НАН України, 2017. — Вип. 20. — С. 523-528. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. 2223-3938 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/135047 621.941 ru Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
language Russian
topic Разработка и внедрение оборудования и инструмента, оснащенного твердыми сплавами, в различных отраслях промышленности
Разработка и внедрение оборудования и инструмента, оснащенного твердыми сплавами, в различных отраслях промышленности
spellingShingle Разработка и внедрение оборудования и инструмента, оснащенного твердыми сплавами, в различных отраслях промышленности
Разработка и внедрение оборудования и инструмента, оснащенного твердыми сплавами, в различных отраслях промышленности
Стахнив, Н.Е.
Изменение микропрофиля обработанной поверхности вследствие износа резца из композита кубического нитрида бора при чистовом точении закаленной стали
Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения
description Экспериментально исследовано влияние износа круглой режущей пластины из композита cBN/Si₃N₄ на микропрофиль обработанной поверхности при чистовом точении закаленной стали ХВГ. Установлено, что при глубине резания t = 0,1 мм, скорости резания V = 2 м/c, подаче S > 0,24 мм/об и различном износе резца шероховатость обработанной поверхности изменяется регулярно с постоянным периодом, численно равным подаче на оборот. Установлено, что стохастическая составляющая шероховатости обработанной поверхности возрастает по мере увеличения износа инструмента.
format Article
author Стахнив, Н.Е.
author_facet Стахнив, Н.Е.
author_sort Стахнив, Н.Е.
title Изменение микропрофиля обработанной поверхности вследствие износа резца из композита кубического нитрида бора при чистовом точении закаленной стали
title_short Изменение микропрофиля обработанной поверхности вследствие износа резца из композита кубического нитрида бора при чистовом точении закаленной стали
title_full Изменение микропрофиля обработанной поверхности вследствие износа резца из композита кубического нитрида бора при чистовом точении закаленной стали
title_fullStr Изменение микропрофиля обработанной поверхности вследствие износа резца из композита кубического нитрида бора при чистовом точении закаленной стали
title_full_unstemmed Изменение микропрофиля обработанной поверхности вследствие износа резца из композита кубического нитрида бора при чистовом точении закаленной стали
title_sort изменение микропрофиля обработанной поверхности вследствие износа резца из композита кубического нитрида бора при чистовом точении закаленной стали
publisher Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України
publishDate 2017
topic_facet Разработка и внедрение оборудования и инструмента, оснащенного твердыми сплавами, в различных отраслях промышленности
url http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/135047
citation_txt Изменение микропрофиля обработанной поверхности вследствие износа резца из композита кубического нитрида бора при чистовом точении закаленной стали / Н.Е. Стахнив // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения: Сб. науч. тр. — К.: ІНМ ім. В.М. Бакуля НАН України, 2017. — Вип. 20. — С. 523-528. — Бібліогр.: 7 назв. — рос.
series Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения
work_keys_str_mv AT stahnivne izmeneniemikroprofilâobrabotannojpoverhnostivsledstvieiznosarezcaizkompozitakubičeskogonitridaborapričistovomtočeniizakalennojstali
first_indexed 2025-07-09T22:35:48Z
last_indexed 2025-07-09T22:35:48Z
_version_ 1837210764425822208
fulltext РАЗДЕЛ 3. РАЗРАБОТКА И ВНЕДРЕНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ И ИНСТРУМЕНТА, ОСНАЩЕННОГО ТВЕРДЫМИ СПЛАВАМИ, В РАЗЛИЧНЫХ ОТРАСЛЯХ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 523 УДК 621.941 Н. Е. Стахнив, канд. техн. наук Институт сверхтвердых материалов им. В. Н. Бакуля НАН Украины, г. Киев ИЗМЕНЕНИЕ МИКРОПРОФИЛЯ ОБРАБОТАННОЙ ПОВЕРХНОСТИ ВСЛЕДСТВИЕ ИЗНОСА РЕЗЦА ИЗ КОМПОЗИТА КУБИЧЕСКОГО НИТРИДА БОРА ПРИ ЧИСТОВОМ ТОЧЕНИИ ЗАКАЛЕННОЙ СТАЛИ Экспериментально исследовано влияние износа круглой режущей пластины из композита cBN/Si3N4 на микропрофиль обработанной поверхности при чистовом точении закаленной стали ХВГ. Установлено, что при глубине резания t = 0,1 мм, скорости резания V = 2 м/c, подаче S > 0,24 мм/об и различном износе резца шероховатость обработанной поверхности изменяется регулярно с постоянным периодом, численно равным подаче на оборот. Установлено, что стохастическая составляющая шероховатости обработанной поверхности возрастает по мере увеличения износа инструмента. Ключевые слова: точение закаленных сталей, шероховатость поверхности, круглая режущая пластина, композит на основе КНБ. Для улучшения работоспособности лезвийных инструментов в Институте сверхтвердых материалов им. В. Н. Бакуля НАН Украины (ИСМ) разработан режущий композиционный материал на основе кубического нитрида бора (КНБ), содержащий низкомодульную химически инактивную к нитриду бора добавку нитрида кремния cNB/Si3N4 [1]. Дальнейшие исследования, выполненные в Институте, показали его перспективность при чистовом точении закаленных сталей [2–4]. Известно, что движение формообразования, контактное взаимодействие инструмента и детали, схватывание материалов инструмента и детали, появление и исчезновение нароста, износ инструмента, вибрации элементов технологической системы, автоколебания и другие явления влияют на микропрофиль обработанной поверхности [5;6]. Для различных видов обработки шероховатость обработанной поверхности представляют в виде двух составляющих: детерминированной, описываемой некоторой периодической функцией со случайной фазой, и случайной, которая описывается нормально распределенной случайной функцией [6]. Такой подход позволяет количественно охарактеризовать величину детерминированной и случайной составляющих. Детерминированная составляющая, как правило, обусловлена движением формообразования и формой режущей кромки инструмента, ее возможно теоретически рассчитать. Однако теоретически прогнозировать случайную составляющую проблематично, хотя именно она содержит информацию о неучтенных колебаниях, износе инструмента, взаимодействии режущей кромки и обрабатываемой детали при резании. В настоящей статье аналитически исследуется шероховатость обработанной поверхности путем построения и анализа автокорреляционных функций. При точении закаленных сталей резцами из композита КНБ по мере увеличения износа режущей кромки изменяются шероховатость и волнистость обрабатываемой поверхности. Цель настоящей работы – установить влияние износа режущей кромки на шероховатость обрабатываемой поверхности при точении закаленной стали резцами с круглыми режущими пластинами из композита на основе КНБ. Выпуск 20. ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ И МЕТАЛООБРАБАТЫВАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ – ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ 524 В ИСМ аналоговый прибор для измерения шероховатости «Surtronіc» соединили АЦП с компьютером и разработали программное обеспечение для анализа измеряемой поверхности, что позволило выполнять корреляционный анализ шероховатости измеряемой поверхности. Экспериментальные исследования выполняли при точении заготовки из закаленной стали ХВГ твердостью 59–60HRC на автоматизированной установке [7]. Резец с механическим креплением круглой режущей пластины керамического композита диаметром 7+0,025 мм имел следующие геометрические параметры: передний угол  = – 10°, задний  = 10°. Рассмотрим характерные профилограммы обработанной поверхности (кривая 1 на рис. 1), полученные при чистовом точении закаленных сталей резцом с круглой режущей пластиной из композита cBN/Si3N4 при скорости резания v = 2,0 м/c и глубине резания t = 0,1 мм, но с различной подачей на оборот S. 1000 2000 3000 4000 -3 -2 -1 0 1 2 3 2 1 x, мкм y, мкм 0 1000 2000 3000 4000 -10 -5 0 5 10 15 y, мкм x, мкм 2 1 а б 0 1000 2000 3000 4000 -10 -5 0 5 10 15 2 1 y, мкм x, мкм 0 1000 2000 3000 4000 -3 -2 -1 0 1 2 3 1 2 x, мкм y, мкм в г Рис. 1 Микропрофиль поверхности, обработанной при подаче S: а – 0,02 мм/об.; б – 0,08 мм/об.; в – 0,13 мм/об.; г – 0,24 мм/об. Анализируя полученные микропрофили поверхности (рис. 1) и соответствующие им нормированные автокорреляционные функции шероховатости (рис. 2), установили, что при S = 0,24 мм/об. период колебаний шероховатости обработанной поверхности численно совпал с величиной подачи на оборот (рис. 2, г), что соответствовало вибрационной устойчивости резания. При подаче S = 0,08–0,24 мм/об. Наблюдались автоколебания при точении, о чем свидетельствует несовпадение периодов колебаний шероховатости обработанных поверхностей с подачей на оборот (рис. 2, а–в). РАЗДЕЛ 3. РАЗРАБОТКА И ВНЕДРЕНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ И ИНСТРУМЕНТА, ОСНАЩЕННОГО ТВЕРДЫМИ СПЛАВАМИ, В РАЗЛИЧНЫХ ОТРАСЛЯХ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 525 Выпуск 20. ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ И МЕТАЛООБРАБАТЫВАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ – ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ 526 Влияние износа режущей кромки на шероховатость обработанной поверхности исследовали при вибрационном устойчивом резании: глубина резания t = 0,1 мм, скорость резания v = 2,0 м/c, подача S = 0,25 мм/об. Профилограммы шероховатостей обработанных поверхностей, полученные при различном износе резца (h – ширина площадки износа на задней поверхности режущей кромки) показаны на рис. 3. Следует заметить, что профиль шероховатости обрабатываемой поверхности по мере износа существенно изменился (рис. 3). График изменения шероховатости Ra обрабатываемой поверхности в зависимости от изменения величины износа h показан на рис. 4. Измеряли по краям Ra1, Ra3 и посредине обрабатываемой заготовки Ra2. На основании полученных результатов рассчитывали среднее значение Raср. Как следует из данных (рис. 4), с увеличением износа h шероховатость Ra незначительно уменьшалась. При этом параметр Ra не отражал изменений микропрофиля обрабатываемой поверхности при износе резца. Для устранения этого недостатка использовали аппарат корреляционного анализа, в соответствии с которым для каждой профилограммы шероховатости обработанной поверхности определяли нормированную корреляционную функцию (рис. 5). Как свидетельствуют результаты анализа нормированных корреляционных функций (рис. 5), шероховатость обработанной поверхности при различном износе резца изменяется регулярно с постоянным периодом, численно равным подаче на оборот. Вид нормированных корреляционных функций по мере износа инструмента вследствие стохастических возмущений изменяется. При этом стохастические возмущения возрастают по мере увеличения износа инструмента. Выводы Установлено, что при подаче S > 0,24 мм/об., глубине резания t = 0,1 мм и скорости резания v = 2 м/c и различном износе резца шероховатость обрабатываемой поверхности изменяется регулярно с постоянным периодом, численно равным подаче на оборот. Установлено, что стохастическая составляющая шероховатости обработанной поверхности возрастает по мере увеличения износа инструмента. Рис. 4. График изменения шероховатости Ra обрабатываемой поверхности в зависимости от величины изменения износа h РАЗДЕЛ 3. РАЗРАБОТКА И ВНЕДРЕНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ И ИНСТРУМЕНТА, ОСНАЩЕННОГО ТВЕРДЫМИ СПЛАВАМИ, В РАЗЛИЧНЫХ ОТРАСЛЯХ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 527 0 1000 2000 -1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0  L, мкм 250 мкм 0 1000 2000 -1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0  L, мкм 250 мкм а б 0 1000 2000 -1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0  L, мкм 250 мкм 0 1000 2000 -1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0  L, мкм 250 мкм в г Рис. 5. Нормированные корреляционные функции, соответствующие различному износу h: а – 0,05мм; б – 0,15мм; в – 0,25 мм; г – 0,35 мм Експериментально досліджено вплив зносу круглої ріжучої пластини з композиту cBN/Si3Nхждзлщ на мікропрофіль обробленої поверхні при чистовому точінні загартованої сталі ХВГ. Встановлено, що при глибині різання t = 0,1 мм, швидкості різання V = 2 м/c, подачі S> 0,24 мм/об і різному зносі різця шорсткість обробленої поверхні змінюється регулярно з постійним періодом, чисельно рівним подачі на оборот. Встановлено, що стохастична складова шорсткості обробленої поверхні зростає в міру збільшення зносу інструменту. Ключові слова: точіння загартованих сталей, шорсткість поверхні, кругла ріжучий пластина, композит на основі КНБ. CHANGES OF THE MICRO PROFILE OF THE MACHINED SURFACE DUE TO THE SIZE WEAR OF THE CUTTER FROM THE COMPOSIT E CBN AT THE FINISH TURNING OF HARDENED STEEL The effect of wear of a round cutting insert made from cBN/Si3N4 composite on the micro profile of the machined surface during the finish turning of hardened steel is studied experimentally. It was found that at a cutting depth of t = 0,1 mm, a cutting speed of V = 2 m/s, a feed rate S> 0,24 mm/rev, and a different wear of the tool, the roughness of the machined surface changes regularly with a constant period numerically equal to the feed per revolution. It is established that the stochastic component of the roughness of the machined surface increases as the wear of the tool increases. Выпуск 20. ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ И МЕТАЛООБРАБАТЫВАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ – ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ 528 Key words: turning of hardened steels, surface roughness, round cutting insert, composite on the basis of cBN. Литература 1. Різальний композит кубічного нітриду бору з низькомодульною добавкою жароміцного нітриду кремнію / І. А. Петруша, О. С. Осіпов, Т. І. Смирнова та ін. // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления: Сб. науч. тр. – К.: ИСМ им. В. Н. Бакуля НАН Украины, 2008. – Вып. 11. – С. 206–212. 2. Динамические явления при чистовом точении закаленных сталей инструментом из композита на основе КНБ / Н. Е. Стахнив, Л. Н. Девин, И. А Петруша, О. С. Осипов // Сверхтвердые матер. – 2009. – № 3. – С. 75–83. 3. Стахнив Н. Е., Девин Л. Н. Исследование износа круглы режущих пластин из композита на основе КНБ и его влияния на силы резания при чистовом точении закаленных сталей // Сверхтвердые матер. – 2011. – № 2. С. 77–85. 4. Стахнив Н. Е., Девин Л. Н. Исследование влияния износа инструмента с композитом на основе КНБ на вибрации при чистовом точении закаленных сталей // Сверхтвердые матер. – 2012 . – № 3. – С. 62–69. 5. Технологическое обеспечение эксплуатационных свойств деталей машин / Э. В. Рыжов, А. Г. Суслов, В. П. Федоров и др. – М.: Машиностроение, 1979. – 176 с. 6. Хусу А. П., Витенберг Ю. Р., Пальмов В. А. Шероховатость поверхности. – М.: Наука, 1975. – 344 с. 7. Девин Л. Н. Прогнозирование работоспособности металлорежущего инструмента. – К.: Наук. думка, 1992. – 131 с. Поступила 06.04.17 УДК 621.941:534.647 Л. Н. Девин; д-р техн. наук, С. В. Рычев1; А. В. Смерчинский 2 1Институт сверхтвердых материалов им. В. Н. Бакуля НАН Украины, г. Киев 2Национальный технический университет «Киевский политехнический институт», Украина СРАВНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЙ НА ГРАНЯХ РЕЗЦА ИЗ МОНОКРИСТАЛЛОВ АЛМАЗА АНАЛИТИЧЕСКИМ 2-D И 3-D МЕТОДОМ КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ Проведено сравнение результатов определения вероятности разрушения резцов из монокристаллов алмаза с учетом их анизотропии при использовании аналитического 2 –D метода по формулам А.В. Бетанелли, а также 3-D методом конечных элементов. Для сравнения использовали значения силы резания, полученые экспериментально при торцевом точении алюминиевых сплавов с различной глубиной и скоростью резания. Ключевые слова: метод конечных элементов, алмазный резец, вероятность разрушения, силы резания, алюминиевые сплавы.

Схожі ресурси