ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 24 № 3 2022 54 ОБОРУДОВАНИЕ. ИНСТРУМЕНТЫ Введение В машиностроении широко применяются различные труднообрабатываемые материалы для изготовления деталей и конструктивных элементов оборудования электрохимического, химического и других производств. Применение труднообрабатываемых и жаропрочных сталей для изготовления термического оборудования затруднено тем, что эти материалы плохо подвергаются механическому резанию лезвийными инструментами. В связи с этим на производстве электротермического оборудования делаются попытки повышения эффективности обработки жаропрочных и труднообрабатываемых материалов путем применения различных комбинированных методов снятия стружки, одним из которых является резание с плазменным нагревом заготовки перед обработкой. Обработка резанием жаропрочных сталей с плазменным нагревом представляет собой комбинированный процесс, при котором механическая энергия вместе с энергией низкотемпературной плазмы используется для увеличения производительности обработки и снижения расхода режущего инструмента при резании этих материалов. Существуют различные методы плазменного нагрева заготовки в процессе механической обработки [1–6]. В этих и других работах приводятся данные о производительности плазменно-механического точения, фрезерования и т.д. Установлено, что плазменный нагрев улучшает обрабатываемость материалов в тех случаях резания, когда увеличение стойкости инструмента вследствие снижения удельной работы резания больше, чем отрицательное воздействие повышенных температур на увеличение интенсивности явлений схватывания и износа инструмента. Как известно, износ режущего инструмента является интегрированным процессом, сопровождаемым сложными и взаимовлияющими явлениями в местах контакта инструмента со стружкой и обрабатываемой заготовкой, протекающими в условиях высоких температур и давлений. Поэтому рекомендуют использовать режущие инструменты с внутренним охлаждением при плазменно-механической обработке. Анализ [7–20] научно-исследовательских работ показал, что вопросу определения взаимосвязи между износом режущего инструмента и параметрами процесса плазменно-механической обработки труднообрабатываемых материалов уделено недостаточное внимание. Кроме того, среди имеющихся научно-исследовательских работ отсутствуют работы, посвященные применению ультразвуковых колебаний при комбинации плазменно-механической обработки труднообрабатываемых материалов. Поэтому были поставлены задачи исследовать процесс и износ режущего инструмента при ультразвуковой плазменно-механической обработке труднообрабатываемых материалов. Труднообрабатываемые материалы обладают целым рядом таких специфических физико-химико-механических свойств, как высокая прочность, жаропрочность, жаростойкость, вязкость, коррозионно-стойкость, тугоплавкость и т. д. Труднообрабатываемые материалы имеют сложную карбидообразующую структуру. Одним из труднообрабатываемых материалов являются жаропрочные стали и сплавы, которые по своему основному составу подразделяются на жаропрочные стали на основе железа, никеля, кобальта и титана. Эти стали и сплавы часто применяются в производстве деталей электротермического оборудования. Жаропрочные стали на основе железа, никеля, кобальта и титана трудно поддаются обычному резанию лезвийным инструментом, т. е. точению, фрезерованию, в связи с рядом специфических особенностей, в частности: – зависимостью повышения упрочнения жаропрочных сталей в процессе деформации при резании от строения кристаллической решетки этих материалов, которая определяет число возможных направлений скольжения при пластической деформации в процессе резания. Например, кристаллы сталей ферритно-перлитной группы имеют решетку объемно-центрированного куба с восемью возможными направлениями скольжения, кристаллы сталей аустенитного класса – форму гранецентрированного куба с девятнадцатью возможными направлениями скольжения [1]; – высокой пластичностью жаропрочных сталей, благодаря которой при их точении наблюдается повышение микротвердости в зоне образования стружки, что усложняет процесс разделения материалов на передней поверхности режущего лезвия;
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1