Features of ultrasound application in plasma-mechanical processing of parts made of hard-to-process materials

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 24 № 3 2022 58 ОБОРУДОВАНИЕ. ИНСТРУМЕНТЫ Для сопоставления результатов исследований точения жаропрочных сталей проводились как плазменно-механическое резание, так и резание с применением ультразвуковой плазменной механической обработки. Для сопоставления результатов плазменно- и плазменно-ультразвукового резания также были проведены эксперименты без применения плазменного нагрева и ультразвукового резания, которые показали, что при выборе геометрической формы пластинки нужно предусмотреть фаску на передней поверхности резца, равную величине продольной подачи, вследствие чего происходит упрочнение режущего клина инструмента [9–11]. При этом для достижения соответствующей прочности режущей кромки величина заднего угла α была взята несколько меньше. Токарная обработка без применения плазменного нагрева велась по заводским технологическим режимам, например: при скорости резания V = 10 м/мин (n = 160 об/мин), глубине резания t = 3…4 мм, продольной подаче Sпр = 0,8 мм/об. При проведении экспериментов по определению износа режущего инструмента в условиях обычного резания использовали умеренные режимы, где глубина резания находилась в пределах t = 3 мм, продольная подача Sпр = 0,31 мм/об. При резании сталей 20Х23Н18 и 20Х25Н20С2Л на скоростях до 10 м/мин износ твердосплавных пластин остается в пределах допустимого. Поэтому при обычном резании жаропрочных сталей применяются указанные режимы. Проведенными экспериментами установлено, что при плазменно-механической обработке с целью увеличения эффективности нагрева обработку следует проводить при увеличении глубины резания до t = 6 мм [12–16]. В работе также был исследован износ пластин из твердого сплава Т15К6 при точение жаропрочных сталей марки 20Х23Н18 и 20Х25Н20С2Л в различных условиях обработки. Выявлено, что износ пластин из Т15К6 по сравнению с износом пластин из Т5К10 при точении указанных материалов значительно больше, поэтому в дальнейших исследованиях не применяли резцы, оснащенные пластинками из сплава Т15К6. Рис. 2. Износ по задней поверхности резцов при различных условиях обработки по корке стали 20Х23H18 Fig. 2. Wear on the back surface of the cutter under various processing conditions when turning steel 20Cr13Ni18 slag На рис. 2 представлены результаты исследования износа твердосплавных резцов Т5К10 и ВК8, где кривые 1-1ʹ отражают динамику износа при обычных условиях резания: V = 10 м/мин; t = 3 мм; Sпр = 0,31 мм/об; 2-2ʹ – при плазменно-механической обработке: V = 20 м/мин; t = 6 мм; Sпр = 0,31 мм/об; İ = 250 A; U = 150 В; 3-3ʹ – при плазменно-ультразвуковой обработке: V = 20 м/мин, t = 6 мм; Sпр = 0,31 мм/об; İ = 250 A; U = 150 В; f = 18 кГц; А = 4 мкм; 1, 2, 3 – при обработке резцами из твердого сплава марки Т5К10; 1ʹ, 2ʹ, 3ʹ – при обработке резцами из твердого сплава марки ВК8. Износ резцов при обычном режиме механической обработки исследован при V = 10 м/мин, Sпр = 0,31 мм/об. При повышении режимов резания от указанной величины режущий инструмент в течение 2-3 мин теряет режущую способность. Плазменно-механическая обработка и плазменно-механическая обработка с применением ультразвука проводились в одном режиме механического резания. При обработке жаропрочной стали марки 20Х23Н18 в различных условиях резания установлено, что твердосплавные пластины из Т5К10 по сравнению с ВК8 во всех видах обработки изнашиваются по задней поверхности быстрее. Выявлено, что при точении стали 20Х23Н18 как однокарбидные твердосплавные резцы, так и двухкарбидные при обычном

RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1