Регистрация / Вход
Прислать материал

МОДЕЛИРОВАНИЕ ИЗНОСА РЕЖУЩЕЙ КРОМКИ ЛЕЗВИЙ ИНСТРУМЕНТА

Сведения об участнике
ФИО
Николашина Анастасия Юрьевна
Вуз
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Брянский государственный инженерно-технологический университет"
Тезисы (информация о проекте)
Область наук
Машиностроение. Энергетика
Раздел области наук
Тяжелое и среднее машиностроение
Тема
МОДЕЛИРОВАНИЕ ИЗНОСА РЕЖУЩЕЙ КРОМКИ ЛЕЗВИЙ ИНСТРУМЕНТА
Резюме
Стендовые исследования абразивного износа лезвий резцов из различных инструментальных материалов путем шлифования лепестковым абразивным кругом.
Сокращение работ при резании абразивных обрабатываемых материалов; моделирование изнашивания, что позволит значительно сократить время при выборе инструментальных материалов.
Область применения: стендовые испытания и выбор инструментальных материалов, работающих в зоне абразивного изнашивания.
Сокращение сроков испытаний при выборе инструментальных материалов для лезвийного инструмента, работающего в зоне абразивного изнашивания.
Разработана методика испытаний и инструментарий для проведения опытов.
Ключевые слова
стенд, моделирование, лезвие, инструмент, испытания, износ.
Цели и задачи
Целью работы является создание стенда, моделирование, стендовые исследования абразивного износа режущей кромки лезвий резцов из инструментальных материалов лепестковым абразивным кругом.
Введение

Актуальным вопросом в исследованиях обработки резанием материалов является изыскание и применение более эффективных инструментальных материалов, методов их совершенствования с целью повышения стойкости лезвий режущих инструментов. 

Эффект от улучшения режущих свойств инструментальных материалов достигается значительно быстрее, чем от многих других мероприятий по изысканию, разработке новых инструментальных материалов.

Исследования стойкости режущих инструментов достаточно затратные по времени и ресурсам. Поэтому разработка и создание стендов для моделирования процессов изнашивания режущих инструментов из инструментальных материалов, что имеет безусловные перспективы.

Методы и материалы

Моделировали износ лезвийного инструмента, что заключалось в изнашивании режущей кромки лезвия ножей с пластинами твердого сплава, вращающимися лепестковым абразивным кругом. Рассматривали процесс взаимодействия упруго-пластичного тела абразивного инструмента на упругое тело резца. Для абразивного изнашивания режущей кромки резцов использовали лепестковый круг с параметрами: шлифовальная шкурка по ГОСТ5009, номер зернистости Р240, длина лепестка 60 мм, величина деформации 0,5 мм при диаметре круга 180 мм. Моделировали процесс резания абразивных древесных материалов как взаимодействие абразивного круга и режущей кромки резца, что позволяет уменьшить время испытания режущего инструмента на износостойкость. 

Силовое влияние лепесткового круга на лезвие регулировали и контролировали при помощи измерительного блока. Коэффициент износостойкости по параметру - линейного укорочения режущей кромки определяли как отношение последовательно получаемых величин износа режущей кромки резцов (в каждой партии не менее девяти штук), соответственно неупрочнённых и упрочнённых. 

За оценку изнашивания резцов из инструментальных материалов взяли величину линейного износа Aμ. Величину Aμ определяли по шкале микрометра часового типа (с точностью измерения ± 0,001 мм), который был установлен на станине станка.

Описание и обсуждение результатов

Основная цель экспериментальных исследований заключается в изучении режущих свойств (износостойкости) лезвий инструментов и эффективности их применения при обработке древесных плит и древесины.

Данные, полученные в результате испытания, представлены в таблице 4.  Самыми стойкими к абразивному истиранию оказались безвольфрамовые твердые сплавы КНТ20. Этот сплав содержат меньшее количество цементирующей фазы, чем сплав КНТ30. На режущую кромку выходит большое количество твердых зерен карбидов, которые обладают высокой сопротивляемостью к абразивному износу.

Покрытие TiN на передней поверхности резца препятствует изнашиванию абразивными зернами шкурки лепесткового круга режущую кромку лезвия.

Это вытекает из положения, что глубина внедренных абразивных зерен и их количество уменьшается с ростом твердости передней поверхности резца из упрочненного инструментального материала. В данном случае упрочнение в виде покрытия превосходит по твердости (~ 10 раз)  инструментальный материал основы резца.

Наибольшее снижение интенсивности изнашивания наблюдали у упрочненных твердых сплавов ВК15, ТС40ХН.

Переточки по задней поверхности упрочненных по передней поверхности резцов также незначительно изменяет износостойкость в сторону снижения.

Испытание упрочнения по задней поверхности резца незначительно повышает износостойкость режущей части, в пределах погрешности.

Для установления характера и механизма изнашивания фрезерного инструмента с покрытием и без покрытия проведен анализ и сопоставление результатов, полученных при данных экспериментах и испытаниях на стойкость фрезерованием кромок древесностружечных плит (ДСтП) средней плотности. Так при К = 0,6, таблица 1, стойкость инструмента при фрезеровании ДСтП возрастает в 1,4…1,6 раза.

 

Используемые источники
1 Зотов, Г.А. Станочный дереворежущий инструмент. Практические рекомендации/Г.А. Зотов. – М.:ООО«РИА Пресс», 2005.–312 с.
2 Любченко, В.И. Резание древесины и древесных материалов / В.И. Любченко. – М.: МГУЛ, 2002. – 230 с.
3 Николашина, А.Ю. Моделирование износа режущей кромки лезвий инструмента: тез. докл. заочной научно-практической конференции «Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика». Международная молодежная научно-практическая конференция «Моделирование в автоматизированном управлении лесным комплексом» 2015 г. № 5 часть 4 (16-4).- Воронеж, 2015.- 128-130.
4 Коняшкин, В.И. Режущие инструменты и напряженное состояние лезвия: Монография/ В.И. Коняшкин, А.Ю. Николашина, Г.П. Карлов – Брянск: БГИТУ, 2015.- 225 с.: ил.
Information about the project
Surname Name
Anastasia Nikolashina
Project title
MODELING OF WEAR OF THE CUTTING EDGE TOOL BLADES
Summary of the project
The object of study of blades of cutting tools made of various tool materials.
The aim of the work: modeling of abrasive wear of the blades of the cutters.
Method: a bench study of abrasive wear of the blades of the cutters from various tool materials by sanding flap abrasive wheel.
The results and their novelty: reduction of the work when machining abrasive workpiece materials; modeling of the wear, which will greatly reduce the time when you select the tool materials.
Applications: bench testing and selection of tool materials, working in the area of abrasive wear.
Economic efficiency: reducing the time of testing in the selection of tool materials for cutting tool operating in the zone of abrasive wear.
Developed the test procedure and specified equipment and instrumentation for conducting experiments.
Keywords
Stand, modeling, blade, tool, test, wear.