Способ выбора оптимального износостойкого покрытия для цельного сложнопрофильного режущего инструмента Советский патент 1983 года по МПК B23D43/00 

СО

1 со

Изобретение относится к металлообработке, в частности к исследованию режущих свойств инструментов с износостойкими покрытиями, и может быть использовано при выборе оптимального вида покрытия для сложнопрофильного цельного инструмента, например протяжек, фрез и др.

Известен способ выбора оптимального износостойкого покрытия для сборного режущего инструмента, например фрезы с механическим креплением неперетачиваемых пластин, согласно которому различные варианты покрытия наносят отдельно на режущие пластины и проводят их сравнительные испытания на работоспособность 1.

Однако этот способ не является целесообразным при выборе оптимального покрытия для цельного сложнопрофильного инструмента, поскольку он приводит к больщому расходу дорогостоящего инструмента и неэкономичен.

Наиболее близким к предлагаемому является способ выбора оптимального износостойкого покрытия для цельного сложнопрофильного инструмента, согласно которому на режущие инструменты наносят различные варианты износостойкого покрытия и проводят сравнительные испытания их на работоспособность (стойкость) 2.

К недостаткам известного способа относятся:

1.Высокая трудоемкость способа, поскольку он предусматривает расход дорогостоящего цельного сложнопрофильного инструмента с разными вариантами покрытия, связанными с больщим количеством параметров, подлежащих исследованию при выборе оптимального покрытия.

2.Больщой расход дефицитного инструментального материала, так как испытаниям подвергается металлоемкий цельный инструмент, тогда как изнащивается лиШь небольшая часть его (зубья инструмента).

3.Использование цельного инструмента при испытаниях не позволяет применить моделирующие средства исследования стойкости инструментов (применение менее трудоемкого процесса резания, испытания разных вариантов покрытия режущих элементов одновременно в одном корпусе инструмента и т. п.), обеспечивающих снижение трудоемкости и других показателей испытаний.

Целью изобретения является снижеиие трудоемкости и сокращение расхода инструментального материала.

Поставленная цель достигается тем, что для нанесения покрытий используют инструмент-модель, представляющую собой корпус с комплектами режущих элементов, количество которых выбирают равным количеству вариантов исследуемых покрытий, а материал и конструктивные параметры которых соответствуют цельному сложнопрофильному инструменту, причем каждый комплект

режущих элементов поочередно вставляют в корпус инструмента-модели и наносят определенный вариант покрытия, затем проводят сравнительные испытания комплектов режущих элементов с различными вариантами нанесенных покрытий на работоспособность в условиях, характерных для износа режущих лезвий цельного сложнопрофильного инструмента, и на основе полученных результатов выбирают покрытие,

показавщее наибольщую износостойкость, после чего выбранный вариант покрытия наносят на цельный сложнопрофильный инструмент.

Способ выбора оптимального износостойкого покрытия может быть проиллюстрирован на следующем примере.

Пример. Проводился выбор оптимального износостойкого покрытия для цельной плоской протяжки с фасонным профилем из быстрорежущей стали марки Р65М. В качестве исследуемого покрытия использовался нитрид титана (TiN) с различной толщиной покрытия 5,7 и 10 мкм и микротвердостью HV ЮОО, 1750 и 2500 КГС/ММ2.

Изготовлялся инструмент-модель, состояЩий из корпуса и комплектов сменных режущих элементов, конструктивные и геометрические параметры которых соответствовали цельной протяжке. Комплекты режущих элементов поочередно устанавливались в корпусе инструмента-модели, который

помещался в установку для нанесения износостойких покрытий. Покрытие наносилось с учетом теплофизических параметров модели-инструмента.

Всего испытывалось 6 комплектов режущих элементов с различными вариантами

покрытий.

Проводились сравнительные испытания комплектов режущих элементов с различными вариантами нанесенных покрытий на работоспособность в условиях, характерных для процесса протягивания (условия протягивания моделировались на токарном станке по схеме резания, толщине среза, скорости резания и др. параметрам, свойственным процессу протягивания).

На основе полученных результатов наиболее работоспособным оказался комплект

режущих элементов с покрытием TiN, толщиной 10 мкм и Ну 2500 кгс/мм, которое затем наносилось на цельную протяжку. Контроль правильности выбора оптимального износостойкого покрытия осуществлялся

при испытании цельной протяжки с покрытием в реальных условиях резания на протяжном станке.

Использование предлагаемого способа испытания сложнопрофильного инструмента обеспечивает, по сравнению с известным

способом, следующие преимущества:

- снижение трудоемкости процесса испытаний за счет применения вместо большого количества трудоемких цельных конст3 1013143.4

рукций (по количеству исследуемых пара-большая часть инструмента в виде уподобметров) одной сборной конструкции, корпусленных рабочей части режущих элементов;

которой может быть использован много-- сокращение количества экспериментов

кратно, с различными вариантами покрытийза счет более эффективного применения сосменных режущих элементов,кращенных методик моделирования и пла- уменьщение дефицитного инструмен-нирования, так как для моделирования истального материала за счет того, что изна-арль: уются сменные режущие элементы,

щиванию и расходу подвергается лишь не-а не дорогостоящие цельные инструменты.

СПОСОБ ВЫБОРА ОПТИМАЛЬНОГО ИЗНОСОСТОЙКОГО ПОКРЫТИЯ ДЛЯ ЦЕЛЬНОГО СЛОЖНОПРОФИЛЬНОГО РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА, согласно которому на режущие инструменты наносят различные варианты износостойкого покрытия и проводят сравнительные испытания их на работоспособность, отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости и сокращения расхода инструментального материала, для нанесения покрытий используют инструмент-модель, представ ляющую собой корпус с комплектами режущих элементов, количество которых выбирают равным количеству вариантов исследуемых покрытий, а материал и конструктивные параметры которых соответствуют цельному сложнопрофильному инструменту, причем каждый комплект режущих элементов поочередно вставляют в корпус инструмента-модели и наносят определенный вариант покрытия, затем проводят сравнительные испытания комплектов режущих элементов с различными вариантами нанесенных покрытий на работоспособность в условиях, характерных для износа режущих лезвий цельного сложнопрофильного инструмента, и на основе полученных результатов выбирают покрытие, показавшее наибольшую износостойкость, после чего выбранный вариант покрытия наносят ifa цельный сложнопрофильный инструмент.