Obrabotka Metallov 2019 Vol. 21 No. 3

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 21 № 3 2019 98 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ при неизменности обрабатываемого материала приводит к получению различного качества об- работанной поверхности, в частности, по пара- метру шероховатости. Адаптивное управление процессом резания для современного автоматизированного обору- дования с ЧПУ позволяет обеспечивать надеж- ность выходных параметров обработки. Разра- ботка математических моделей для управления процессом резания, учитывающих теплопровод- ность инструментального материала, является необходимым условием реализации возмож- ностей адаптивного управления современным оборудованием в цифровых производственных системах (ЦПС) для механической обработки. Кроме этого указанные математические модели необходимы для нужд технологического проек- тирования при подготовке производства. На сегодняшний день твердые сплавы явля- ются основным инструментальным материалом для лезвийной обработки конструкционных углеродистых, легированных и коррозионно- стойких сталей. В литературе достаточно инфор- мации о значениях коэффициента теплопрово- дности λ, Вт/(м ∙ К) отечественных непокрытых твердых сплавов [1]. Кроме этого некоторые ино- странные производители указывают значения коэффициента теплопроводности для некоторых непокрытых твердых сплавов в каталогах [2]. При этом основной объем современного твердо- сплавного инструмента выпускается с износо- стойкими покрытиями. Однако на сегодняшний день отсутствует комплекс информации о тепло- проводности инструментов с многослойными покрытиями для обработки различных матери- алов, для различных условий обработки и спо- собов нанесения покрытия. Данная проблема представляет собой ограничивающий фактор в разработке надежных математических моделей для технологической подготовки производства и управления выходными параметрами процес- са резания. Поэтому анализ теплофизических свойств современных твердосплавных инстру- ментов с износостойкими покрытиями и выдача практических рекомендаций являются актуаль- ной научно-практической задачей. В связи с этим цель настоящей работы заклю- чается в определении величин теплопроводно- сти современных твердосплавных инструментов с износостойкими покрытиями для последую- щего использования при построении математи- ческих моделей, связывающих режимы и усло- вия обработки с действующими силами резания и выходным параметром обработки – шерохова- тостью обработанной поверхности. Для достижения указанной цели необходимо решить следующие задачи. Во-первых, выпол- нить анализ наиболее широко применяемых в производственной практике и серийно выпуска- емых многослойных износостойких покрытий на твердосплавный режущий инструмент в зави- симости от способов нанесения покрытия, видов и условий операций механической обработки и обрабатываемых материалов. Во-вторых, выпол- нить расчет коэффициентов теплопроводности современных твердосплавных инструментов с износостойкими покрытиями. Методика исследований Для решения указанной проблемы в первую очередь выполнено изучение и систематизация информации о химическом составе и конструк- циях многослойных покрытий исходя из спо- соба нанесения покрытия, режимов и условий механической обработки и обрабатываемых ма- териалов. Для анализа использовались работы отечественных и зарубежных исследователей [2–7; 15–20], а также справочная информация от ведущих мировых производителей лезвийно- го инструмента, в том числе компаний « Korloy » (Ю. Корея) [2], « Sandvik Coromant » (Швеция) [8–10], « Widia » (Германия) [11] и др. В качестве основы для современных режу- щих пластин с износостойкими покрытиями в основном используются вольфрамокобальтовые, вольфрамотитанокобальтовые и вольфрамоти- танотанталокобальтовые твердые сплавы. Про- центное содержание карбидов и связки опре- деляется условиями механической обработки с увеличением прочности на изгиб за счет увели- чения содержания кобальта для предваритель- ных операций. В настоящей работе исходя из анализа данных по процентному содержанию химических соединений в описанных современ- ных твердых сплавах [1; 5; 8–12]; для последую- щих расчетов теплопроводности сменных мно- гогранных пластин (СМП) с износостойкими покрытиями установлены и приняты значения теплопроводности λ твердосплавной основы в