Page 16 - Станочный парк

МЕТАЛЛООБРАБАТЫВАЮЩЕЕ ОБОРУДОВАНИЕ И ИНСТРУМЕНТ МЕТАЛЛООБРАБАТЫВАЮЩЕЕ ОБОРУДОВАНИЕ И ИНСТРУМЕНТ

НАДЁЖНОСТЬ ИНСТРУМЕНТОВ С ТВЁРДОСПЛАВНЫМИ Недостаточность оценки работоспо-
собности инструмента только по среднему
КОМПОЗИЦИОННЫМИ ПОКРЫТИЯМИ значению приводит к завышению значе-

Применяемость в промышленных условиях инструментов, выпол- ний средней стойкости. Рекомендуемые
ненных по новым технологиям, определяется стабильностью условий их диапазоны скоростей резания были опре-
эксплуатации, то есть надёжностью проведения технологической опера- делены из условия, что нормативная стой-
ции. Исследования свойств твёрдосплавных покрытий с проме- кость при обработке сталей равна средней
жуточными медно-никелиевыми плёнками, выполненными по стойкости инструментов при работе на вы-
электроимпульсным технологиям, показывают, что, на- бранном технологическом режиме. В этом
ряду с высокой износостойкостью, им присущи повы- случае коэффициенты вариации стойкости
шенная хрупкость и большая чувствительность к рез- инструментов с покрытиями хотя и имеют
ким циклическим изменениям температуры и нагрузки. низкие значения, но довольно ощутимо
Практически стабильность эксплуатационных свойств влияют на реальную среднестатистиче-
инструментов с покрытиями можно характеризовать сред- скую стойкость, и при большой производ-
ним квадратичным отклонением σ или коэффициентом ственной программе данное положение
вариации Kvar стойкости. Стойкость инструмента в этом необходимо учитывать.
случае рассматривается как время безотказной работы с Суммарная статистическая стой-
заданной вероятностью Р, которая для металлообраба- кость Т0,9 ниже средней стойкости Т. При
тывающего инструмента должна быть не ниже 0,9. обработке нержавеющих сталей реальная
Промышленные испытания быстрорежущих перо- стойкость снижается на 25...35 %. Если
вых свёрл и дисковых отрезных инструментов с по- при выборе режимов обработки необходи-
крытием показывают, что стабильность стойкости мо гарантировать стойкость инструмента с
заданным уровнем вероятности (Тр/Тн), то
инструмента, у которого Kvar ≤ 0,2, можно признать скорость резания можно определить из зависимости, где
хорошей. При Kvar 0,2...0,35 стабильность стойко- Tн – нормативный период стойкости;
сти можно считать удовлетворительной. Когда ко- U – нормативная скорость резания;
эффициент вариации выходит за пределы 0,5, тех- m – показатель относительной стойкости: для стали 0,2...0,35, для мрамора 0,1...0,15.
нологический процесс можно считать нестабильным, Оценка работоспособности инструментов с покрытиями по времени безотходной ра-
и необходимо принять меры к улучшению показате- боты имеет существенный недостаток в том, что этот метод не позволяет оценить влияние
лей стойкости применяемых инструментов. отдельно каждого технологического фактора или механических характеристик применяе-
В значительной мере коэффициент вариации мых материалов. Следовательно, с точки зрения возможности влияния на процесс обра-
стойкости связан с качеством изготовления твёрдосплав- ботки этот метод недостаточно работоспособен.
ного покрытия. В этом случае стабильность механических Относительное изменение значений входных технологических параметров невелико,
свойств многослойных покрытий в основном укладывается в за- что позволяет при нахождении исходной методики использовать принципы линеаризации
кономерности электрического потенциала материалов. Создание функций случайных величин. Анализ различных методик определения средней наработ-
многослойных промежуточных покрытий в значительной мере улучшает ки на отказ показывает, что в плане выявления доминирующих факторов, влияющих на
припекаемость твёрдосплавного порошка к стальной подложке из тра- технологическую операцию, достаточно удобно пользоваться для экспресс-оценки графи-
диционных инструментальных сталей за счёт создания обширной диф- ческими методами оценки по диаграммам Парето. Для партии из 64 перовых свёрл и 28
фузионной зоны, более выносливой к ударным и изгибающим нагрузкам. дисковых пил при обработке мрамора, гранита, титанового сплава и нержавеющих сталей
Статистическая проверка работоспособности многослойных покрытий по- при построении кривой Лоренца выявлено, что 80 % отказов можно связать с изменениями
казала, что эти инструменты имеют не только большую стойкость, но и деформационных характеристик покрытия.
меньший коэффициент вариации. Последнее обусловлено в суще- Исследование деформационных характеристик покрытий, которые при прочих рав-
ственно большем различии в значениях времени безотходной работы ных условиях характеризуют долговечность материала, проводилось по оценке сопротив-
(Тр) с заданной вероятностью (0,9) относительно значений средней ления твёрдых сплавов пластическому деформированию в области развитой пластической
стойкости (Т). Эксперименты показали, что при увеличении Т в деформации. Изменение остаточных напряжений первого рода в твёрдых сплавах опреде-
2,5...3 раза Т0,9 увеличилось в 5,4 раза. Оценка проводилась по ляли методом послойного стравливания по стандартным методикам.
зависимости
Т р = Т (1 - Uр •Кvar), Таблица 1.1.
где Uр − квантиль нормального распре- Физико-механические свойства твёрдосплавных покрытий.
деления, для р = 0,9 Uр = 1,28.
Реально на практике для таких Марка покрытия Предел прочности при Предел прочности при Твердость HV, Мпа
инструментов, как свёрла и разрезные сплава изгибе σизг МПа сжатии σсж МПа
пилы, которые предназначены для раз-
мерной обработки в пределах 12...14 ВК6 1250/1600 4800/5500 11600/14300
квалитетов точности, это означает
5...6-кратную экономию инструментов с ВК15 1370/1800 3200/3625 9010/11280
одновременным снижением их стоимости ТН20 1230/1875 3470/3640 8730/9120
по инструментальным сталям.
В знаменателе – данные для сплавов с промежуточными покрытиями.

16 Станочный парк Станочный парк 17