Металлорежущий инструмент и технологическая оснастка для металлообработки

Баширов, Р. Д. Выбор материала и геометрических параметров расточного резца для обработки покрытий на основе никеля / Р. Дж. Баширов, Ф. Г. Амиров // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. – 2023. – № 8. – С. 78–86. – (Машиностроение и машиноведение). – Библиография: 29 назв.

Рассмотрены особенности механической обработки втулок после восстановления изношенной внутренней поверхности, состоящей из черного, чистового и тонкого растачивания, а также операции хонингования. Одним из важных вопросов при обработке покрытий, нанесенных центробежным индукционным методом с последующим раскатыванием, является выбор материала и геометрических параметров режущего инструмента для чернового и чистового растачивания. При правильном выборе материала и геометрических параметров расточного резца можно значительно уменьшить износ режущего инструмента, что позволит увеличить его стойкость и производительность обработки, следовательно, снизить себестоимость изготовления детали.

Белашова, И. С. Количественная оценка эффективности лазерных технологий поверхностного модифицирования / И. С. Белашова, Е. А. Маринин, В. А. Лисовский // Черные металлы. – 2023. – № 7. – С. 47–51. – Библиография: 18 назв.

Представлены результаты испытаний износостойкости и твердости сталей, поверхностно модифицированных путем легирования с применением лазерного излучения. Описан механизм массопереноса для лазерного легирования, проводимого непосредственно в жидкую фазу с конвективным перемешиванием. Установлено, что различная травимость и скачкообразные изменения микротвердости связаны с изменением концентрации легирующих элементов по объему ванны плавления. Такие скачки микротвердости характерны для механизма перемешивания при лазерном легировании и не зависят от вида легирующего элемента. Для оценки эффективности технологий поверхностного модифицирования предложены два новых параметра: приведенный износ и приведенная интегральная микротвердость модифицированного поверхностного слоя. Приведенный износ определяется отношением износа модифицированного поверхностного слоя к износу инструмента при отсутствии упрочнения в одинаковых условиях эксплуатации (испытаний). Отмечено, что это безразмерная величина, характеризующая уменьшение износа (повышение износостойкости) модифицированного поверхностного слоя. Приведенная интегральная микротвердость модифицированного поверхностного слоя Y’ является безразмерной величиной и характеризует изменение микротвердости всего модифицированного слоя по отношению к микротвердости однородного слоя основного металла такой же толщины. На основе анализа экспериментальных данных износа резца из сталей ХВГ и У10, обработанного лазером с обмазками в режиме оплавления, показано существование корреляционной связи между введенными параметрами и получено уравнение регрессии.

Горелова, А. Ю. Устройство для вырезки отверстий в цилиндрических корпусных заготовках / А. Ю. Горелова, М. Ю. Полянчикова // Сборка в машиностроении, приборостроении. – 2023. – № 3. – С. 99–104. – (Технологическая оснастка для сборки). – Библиография: 4 назв.

Разработано устройство для вырезки отверстий в цилиндрических крупногабаритных заготовках. Представлены конструкция разработанного устройства и математическая модель формообразования на примере обработки отверстия под патрубки в корпусе теплообменного аппарата. Приведены элементы автоматизации предложенного решения на базе программно-логического контроллера в среде TIA PORTAL.

Динамика станочно-инструментальной оснастки для высокоэффективной токарной обработки : [монография / Ю. Н. Кузнецов и др.]. – Старый Оскол : ТНТ, 2023. – 431 с.

Сформулированы и намечены пути решения проблем повышения производительности, точности, виброустойчивости и динамического качества токарных станков. Приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований станочно-инструментальной оснастки и зажимных механизмов, влияющих на показатели динамического качества токарных станков. Основное внимание уделено математическому моделированию и исследованию инструментальной оснастки с упругими направляющими и ориентированной жесткостью, станочно-инструментальной оснастки для многолезвийной обработки с межинструментальными связями, высокоскоростных зажимных механизмов с кулачковыми и цанговыми патронами, в том числе широкодиапазонными.

Износостойкость инновационных многослойных композиционных покрытий на инструменте при фрезеровании жаропрочных сплавов / С. Н. Григорьев [и др.] // Упрочняющие технологии и покрытия. – 2023. – № 6. – С. 277–281. – (Упрочняющие нанотехнологии). – Библиография: 12 назв.

Представлены результаты теоретико-экспериментальных исследований триботехнических характеристик (износ инструмента по задней поверхности, период стойкости инструмента, критическая длина пути резания до затупления) инновационных наноструктурированных многослойных композиционных покрытий на инструменте для фрезерования жаропрочных сплавов.

Либерман, Я. Л. Новые виброгасящие устройства для токарных резцов / Я. Л. Либерман, О. Д. Татаркина, Л. Н. Горбунова // Справочник. Инженерный журнал. – 2023. – № 9. – С. 44–48. – (Станки, оснастка, инструменты). – Библиография: 6 назв.

Приведена классификация виброгасящих устройств, применяемых при обработке деталей на металлорежущих станках. Рассмотрена структурная схема адаптивного виброгасителя. Описаны новые конструкции адаптивного и регулируемого пружинно-гидравлического виброгасителя, предназначенного для установки на токарные резцы. Предложен новый вид виброгасителей с постоянными магнитами взамен пружин и с программируемой частотой собственных колебаний, ориентированных на использование в станках с ЧПУ.

Малеронок, В. В. Технология упрочнения осевого режущего инструмента из быстрорежущей стали магнитно-импульсной обработкой : автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук : специальность 05.02.07 Технология и оборудование механической и физико-технической обработки / Малеронок Владимир Владимирович ; Государственное научное учреждение «Физико-технический институт Национальной академии наук Беларуси». – Минск, 2023. – 25 с.

Разработана технология упрочнения осевого режущего инструмента из быстрорежущей стали магнитно-импульсной обработкой (МИО). Приведена математическая модель распределения температуры в осевом режущем инструменте при проведении МИО с учетом формы, размера режущего инструмента и процесса теплопередачи в нем, позволяющую рассчитывать локальную температуру нагрева, необходимую для структурно-фазовых превращений в упрочняемом слое. Выполнено имитационное моделирование процесса МИО с целью установления распределения напряженности и давления магнитного поля в индукторе, вихревых индукционных токов и температуры по профилю рабочей части режущего инструмента в зависимости от режима обработки и определены оптимальные варианты загрузки инструмента в зависимости от его типа. Установлена зависимость структурно-фазовых превращений, микронапряжений, электросопротивления поверхностного слоя образцов из быстрорежущей стали от параметров МИО Описан способ неразрушающего контроля для исследования электрофизических свойств и структуры упрочненных слоев режущего инструмента. Изучено влияние структуры быстрорежущей стали после МИО на эксплуатационные характеристики осевого режущего инструмента.

Мокрицкий, Б. Я. Концептуальные проблемы разработки и упрочнения лезвийного металлорежущего инструмента : монография / Б. Я. Мокрицкий, Э. С. Ситамов. – Москва : Русайнс, 2023. – 164 с.

Изложены результаты исследований по робастному проектированию рациональных инструментальных материалов с помощью имитационного моделирования параметров процесса резания применительно к токарной обработке коррозионностойкой специализированной нержавеющей стали марки 09Х17Н7Ю. Приведены методы проектирования конструкции составных концевых твердосплавных фрез, тангенциальных твердосплавных пластин. Рассмотрены способы обеспечения качества сменных твердосплавных пластин, используемых в составе концевых фрез.

Мокрицкий, Б. Я. Маятниковое скрайбирование с регистрацией акустической эмиссии / Б. Я. Мокрицкий, А. А. Скрипилёв // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. – 2023. – № 2. – С. 21–29. – (Машиностроение и машиноведение). – Библиография: 10 назв.

Приведены отдельные результаты применения маятникового скрайбирования (царапания) для оценки и прогнозирования работоспособности инструмента с покрытиями. В качестве исследуемого параметра выступала трещиностойкость (сопротивляемость образованию и росту трещин) инструментального материала. Процесс маятникового скрайбирования сопровождался регистрацией сигналов акустической эмиссии. Акустическая эмиссия задействована как процесс, физически отражающий изменение напряженно-деформированного состояния материала инструмента.

Повышение износостойкости сложнопрофильного быстрорежущего инструмента за счет дискретного диффузионного оксидного слоя / Р.-Х. Матамбала [и др.] // Упрочняющие технологии и покрытия. – 2023. – № 6. – С. 266–269. – (Химическая, химико-термическая и электрохимическая обработка). – Библиография: 7 назв.

Проведены сравнительные исследования износостойкости модульных фрез из быстрорежущей стали Р18 с последующим диффузионным дискретным оксидированием. Рассмотрены физико-химические закономерности дискретного диффузионного оксидирования, направленного на упрочнение и повышение износостойкости быстрорежущего инструмента. Представлены результаты исследования структуры и свойств конструкционных легированных сталей после формирования дискретного диффузионного оксидированного слоя. Установлено, что технология дискретного оксидирования позволяет повысить износостойкость сложнопрофильного режущего инструмента на 80…85 % по сравнению с традиционной технологией.

Попок, Н. Н. Технология проектирования блочно-модульных режущих инструментов с использованием 3D-печати моделей из пластиковых материалов / Н. Н. Попок, С. А. Портянко, Е. М. Тихон // Вестник Полоцкого государственного университета. Серия В, Промышленность. Прикладные науки. – 2023. – № 1. – С. 2–10. – (Машиноведение и машиностроение). – Библиография: 8 назв.

Изучено формирование конструкций модульных режущих инструментов с использованием унифицированного резцового блока. Приведены математические зависимости для определения геометрических параметров стружко- и потокоотводящих канавок инструментов, результаты компьютерного и физического моделирования работы торцовых фрез и расточных головок в жидкосыпучих средах. Рассмотрены преимущества технологий проектирования и изготовления режущих инструментов с использованием 3D-печати моделей по сравнению с традиционными технологиями.

Практика внедрения эффективного метчика для резьбонарезания в изделиях из дюралюминия Д16Т на предприятии ООО «Терразит Плюс» / Г. Я. Мусафирова [и др.] // Веснік Гродзенскага дзяржаўнага ўніверсітэта імя Я. Купалы. Серыя 6, Тэхніка. – 2023. – Т. 13, № 2. – С. 97–106. – (Тэхналогія і абсталяванне механічнай і фізіка-тэхнічнай апрацоўкі). – Библиография: 14 назв.

Представлен анализ напряженно-деформированного состояния разработанной конструкции метчика в системе автоматизированного проектирования SolidWorks. С помощью модельных испытаний напряженно-деформированного состояния выявлены наиболее уязвимые места в конструкции метчика, которые совпадают с местами поломок метчика на практике. Показано, что предположительным механизмом выхода метчика из строя является образование деформаций вследствие затупления метчика и смещения просверленного отверстия относительно места подвода метчика для нарезания резьбы на поверхностях с наименьшим диаметром; также наиболее часто поломки метчиков происходят в начале обратного хода. Исследована микротвердость и триботехнические характеристики поверхности образцов до и после нанесения покрытия методом ионно-плазменного азотирования. Установлено, что при ионно-плазменном азотировании твердость поверхности исследуемых образцов увеличивается в 2 раза, коэффициент трения уменьшается также в 2 раза.

Триботехнические свойства высокоэнтропийных покрытий для металлорежущего инструмента / М. Ш. Мигранов [и др.] // Упрочняющие технологии и покрытия. – 2023. – № 12. – С. 568–572. – (Упрочняющие нанотехнологии). – Библиография: 10 назв.

Представлены результаты экспериментальных исследований триботехнических свойств высокоэнтропийных износостойких покрытий на режущем инструменте для последующего их применения при высокоскоростном точении жаропрочных и жаростойких сталей и сплавов. Высокоэнтропийные сплавы и покрытия представляют собой отдельную группу материалов, обладающих уникальными свойствами, применение которых в условиях высокотемпературной нагруженности и действия знакопеременных напряжений на режущий клин позволяет существенно повысить эффективность лезвийной обработки резанием.

Федотов, В. В. К вопросу об определении количества режущих абразивных зерен на рабочей поверхности шлифовального круга / В. В. Федотов, А. П. Осипов, Е. С. Киселев // СТИН. – 2023. – № 1. – С. 15–18. – (Технология обработки). – Библиография: 10 назв.

Рассмотрена методика экспериментального определения количества режущих абразивных зерен на рабочей поверхности шлифовального круга. Проведена экспериментальная оценка значения доли режущих зерен от общего количества абразивных зерен на рабочей поверхности шлифовального круга. Установлены зависимости этого параметра от марки абразивного материала, его зернистости, технологии изготовления на предприятии-изготовителе. Проведенные экспериментальные исследования показали, что количество режущих зерен на 10–15% больше, чем полагают большинство исследователей.

Шматов, А. А. Низкотемпературные методы упрочнения поверхности металлообрабатывающих инструментов путем раздельного химического и термического воздействий / А. А. Шматов, Мэй Шун Чи // Упрочняющие технологии и покрытия. – 2023. – № 11. – С. 516–525. – (Химическая, химико-термическая и электрохимическая обработка). – Библиография: 40 назв.

Рассмотрены научные и технологические особенности низкотемпературных термохимических методов поверхностного упрочнения металлообрабатывающих инструментов. Анализ показал, что среди этих методов наиболее простым, технологичным и эффективным является способ термогидрохимической обработки, при котором создается двойной эффект упрочнения инструментов: за счет осаждения твердосмазочных покрытий и формирования в подслое высоких напряжений сжатия, сравнимых с уровнем напряжений, получаемых при поверхностной пластической деформации. Процесс термогидрохимической обработки включает в себя гидрохимическую обработку инструментов в кипящих керамических гидрозолях и термообработку. Эта технология предназначена для нанесения твердосмазочных покрытий на готовые стальные, твердосплавные и алмазные инструменты, чтобы повысить их сопротивление адгезионному и адгезионно-усталостному изнашиванию.

A comparative study on the wear mechanisms of uncoated and tialtan-coated tools used in machining AMPCO^® alloy [Электронный ресурс] / F. R. Nogueira [et al.] // Coatings. – 2024. – Vol. 14, iss. 1. – Article number: 4. – DOI: 10.3390/coatings14010004. – URL: https://www.mdpi.com/2079-6412/14/1/4 (дата обращения: 2024-04-01).

Переведенное заглавие: Сравнительное исследование механизмов износа инструментов без покрытия и с титановым покрытием, используемых при механической обработке сплава AMPCO^®.

Совершенствование режущего инструмента за счет нанесения современных покрытий оказалось очень эффективным, это позволило увеличить срок службы инструмента при одновременном обеспечении лучшего качества поверхности. Покрытие TiAlTaN повышает износостойкость и качество поверхности в процессах механической обработки. Методом физического осаждения из паровой фазы (PVD), проведена оценка, идентификация и количественное определение механизмов износа инструмента (TW) при обработке AMPCO^® инструментами без покрытия WC-Co и инструментами с покрытием TiAlTaN. Исследована производительность инструмента при варьировании длины резания (L_cut) и скорости подачи (f) на трех различных уровнях, а также анализ шероховатости обрабатываемой поверхности (SR). Результаты, полученные от инструментов с покрытием, отличались от результатов, полученных от инструментов без покрытия. В то время как инструменты без покрытия страдали от истирания основы и адгезии, инструменты с покрытием страдали в основном от расслаивания с последующим образованием сколов. Кроме того, f и L_cut существенно влияют на качество обрабатываемой поверхности. Инструменты с покрытием из тиалтана показали худшие результаты, чем инструменты без покрытия, что еще раз подчеркивает необходимость значительного улучшения покрытия, чтобы рассматривать его в качестве альтернативного материала при фрезеровании сплавов Cu–Be.

Adin, M. Ş. Performances of cryo-treated and untreated cutting tools in machining of AA7075 aerospace aluminium alloy [Электронный ресурс] / M. Ş. Adin // European mechanical science. – 2024. – Vol. 7, iss. 2. – P. 70–81. – DOI: 10.26701/ems.1270937. – URL: https://dergipark.org.tr/en/download/article-file/3035248 (дата обращения: 2024-04-01).

Переведенное заглавие: Характеристики криообработанных и необработанных режущих инструментов при обработке аэрокосмического алюминиевого сплава AA7075.

Исследованы характеристики криообработанных (DC&T) и необработанных (UT) режущих инструментов из быстрорежущей инструментальной стали (HSS), используемых при сухой обработке алюминиевых сплавов AA7075. Благодаря процессам DC&T, применяемым к режущему инструменту HSS, улучшилась его микроструктура. Значение твердости режущего инструмента HSS увеличилось на 6,89% благодаря применению процессов DC&T. Проведено сравнение самых высоких и самых низких значений Ra (шероховатость поверхности), полученные с использованием режущих инструментов DC&T и UT HSS, было видно, что режущий инструмент DC&T HSS работает лучше. Установлено, что увеличение частоты вращения шпинделя и скорости подачи отрицательно сказывается на качестве поверхности отверстий алюминиевой заготовки, обработанной сверлами DC&T и UT HSS. Обнаружено, что самые высокие соотношения сигнал/шум, рассчитанные в соответствии со значениями Ra отверстий, просверленных на алюминиевых заготовках с использованием режущих инструментов DC&T и UT HSS, составляют -7,12 дБ (2,27 мкм) и -9,62 дБ (3,03 мкм) соответственно. В ходе анализа ANOVA (дисперсионный анализ) определено, что наиболее эффективными параметрами для значений Ra были частота вращения шпинделя (70,62%), инструменты (18,19%) и скорость подачи (9,98%) соответственно. В регрессионном анализе значение R2 для значений Ra рассчитано как 98,30%. Результат с высоким значением R2 показывает, что разработанная модель довольно успешна в оценке значений шероховатости поверхности.

Manufacture and mechanical-tribological assessment of diamond-reinforced Cu-based coatings for cutting/grinding tools [Электронный ресурс] / E. Frutos [et al.] // Tribology International. – 2023. – Vol. 177. – January. – Article number: 107947. – DOI: 10.1016/j.triboint.2022.107947. – URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0301679X22005187 (дата обращения: 2024-04-01).

Переведенное заглавие: Изготовление и механико-трибологическая оценка упрочненного алмазом покрытия на основе меди для режущего/шлифовального инструмента.

Предложено новое композитное покрытие с высокими характеристиками резки/шлифования. Проведено исследование данного покрытия. Результаты показали, что образование зародышей TiC на алмазах способствует усилению сцепления с композитной матрицей; образование зародышей Fe₃C способствует упрочнению порошковых смесей, усиленных алмазом; значения CoF в композитных покрытиях намного ниже, чем в подложке CuBeCo. Исходя из этого можно сделать вывод, что данные композитные покрытия обладают высокими эксплуатационными характеристиками и, следовательно, могут быть использованы для изготовления инструментов для шлифования и/или резки стекла и керамических материалов.

Experimental and statistical investigation of the effect of coating type on surface roughness, cutting temperature, vibration and noise in turning of mold steel [Электронный ресурс] / F. Kara [et al.] // Journal of materials and manufacturing. – 2023. – Vol. 2, iss. 1. – P. 31–43. – DOI: 10.5281/zenodo.8020553. – URL: https://jmatman.org/index.php/journal/article/view/28/16 (дата обращения: 2024-04-01).

Переведенное заглавие: Экспериментальное и статистическое исследование влияния типа покрытия на шероховатость поверхности, температуру резания, вибрацию и шум при точении литейной стали.

Проведены эксперименты резки металла при различных параметрах резания твердосплавными инструментами с покрытием CVD (MT-TiCN + TiC +Al₂O₃ + TiN) и PVD (TiAIN) из стали NIMAX plastic mold на токарном станке. Рассмотрены изменения шероховатости поверхности, температуры резания, вибрации и шума, возникавшие во время механической обработки. Испытуемые образцы подвергались механической обработке с 18 различными параметрами с использованием трех различных скоростей резания (120, 160, 200 м/мин) при трех различных скоростях подачи (0,1, 0,15 и 0,2 мм/мин) и постоянной глубине резания (0,6 мм). Результаты проведенных экспериментов показали, что лучшие результаты были получены при использовании режущего инструмента с PVD-покрытием.

Exploring the potential of nano technology: A assessment of nano-scale multi-layered-composite coatings for cutting tool performance [Электронный ресурс] / S. Ganeshkumar [et al.] // Arabian journal of chemistry. – 2023. – Vol. 16, iss. 10. – Article number: 105173. – DOI: 10.1016/j.ijmachtools.2023.104017. – URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0890695523000251?via%3Dihub (дата обращения: 2024-04-01).

Переведенное заглавие: Изучение потенциала нанотехнологий: оценка влияния наноразмерных многослойных композитных покрытий на производительность режущего инструмента.

Наноразмерные многослойные композитные покрытия обеспечивают потенциальные преимущества для производительности режущего инструмента. Такие покрытия могут быть разработаны для повышения долговечности инструмента и эффективности резания за счет обеспечения дополнительной защиты от износа и улучшенного отвода тепла. Нанопокрытия также могут быть адаптированы для уменьшения трения, что может повысить производительность и снизить износ инструмента. Уникальная наноразмерная топография композита помогает уменьшить площадь контакта между режущим инструментом и обрабатываемой деталью, тем самым снижая трение и нагрев. Покрытия также содержат специальные присадки, которые улучшают их свойства, такие как коррозионная стойкость, удержание смазки и повышенная термостойкость. Исследован потенциал наноразмерных многослойных композитных покрытий для улучшения характеристик режущего инструмента. Даны рекомендации о том, какие наноразмерные покрытия лучше соответствуют требованиям конкретных операций механической обработки.