Obrabotka Metallov 2009 No. 1

Рис. 1. Схема комбинированной МИО сверл но, что максимальная стойкость инструмента достигает- ся при оптимальной напряженности МИО 300 … 800 кА/м и длительности импульса 0.5 … 1.5 с [1]. Основными преимуществами МИО являются: неиз- менность формы поверхности после обработки, высокая производительность, простота и легкость автоматизации технологического процесса. К недостаткам существующих способов МИО мож- но отнести: длительное время прохождения импульса, необходимость многократной обработки и, как след- ствие, повышенные энергетические и временные за- траты. Это в первую очередь связано с тем, что эффектив- ность воздействия импульсного магнитного поля в зна- чительной степени определяется температурой обра- батываемой поверхности. В указанных случаях нагрев изделия достигается многократным циклом обработки и значительным временем одного импульса, достигающим нескольких секунд. Для совершенствования существующих способов МИО можно выделить основные перспективные направ- ления. 1. Применение локальных концентраторов магнитно- го поля, позволяющих значительно (в 5–7 раз) увеличить напряженность магнитного поля в рабочей зоне без уве- личения тока в разрядной цепи. В этом случае возможно не только обрабатывать отдельные участки сложных по форме деталей и инструментов (например, отдельные режущие поверхности), но и значительно снизить энер- гетические и соответственно массогабаритные параме- тры установки. 2. Применение магнитного поля с предварительным индукционным нагревом обрабатываемой заготовки до оптимальной температуры. Это позволит увеличить эф- фективность обработки, так как разогретая структура ме- талла значительно легче поддается микропластической деформации [2]. Применение концентраторов магнитного поля при неизменной энергии заряда емкостного накопителя позволяет легко повысить напряженность магнитного поля локализацией его в меньшем объеме, воздей- ствовать магнитным полем на небольшом участке за- готовки, многократно увеличив его напряженность без увеличения тока в разрядной цепи и соответственно мощности применяемого оборудования. Вместе тем становится возможной унификация обрабатывающе- го инструмента: использование сменных концентра- торов для заготовок различных размеров при одном индукторе [3]. С учетом сказанного, для оценки эффективности МИО режущего инструмента были проведены эксперимен- тальные исследования с применением концентраторов магнитного поля и предварительным индукционным на- гревом изделий различной формы. Проводились экспериментальные исследования при обработке цилиндрической, плоской и сложной поверхно- стей инструментов с определением оптимальных значений температур и напряженностей магнитного поля. В каче- стве обрабатываемых инструментов были выбраны: спи- ральные сверла диаметром 5.8 и 18 мм, ГОСТ 10902-77 и ГОСТ 2092-77, токарные проходные резцы ГОСТ 18869-73, метчики М18x2,5. Материал инструментов во всех случа- ях – быстрорежущая сталь Р6М5. Для нахождения оптимальной температурыпредвари- тельного нагрева проводилась МИО партии спиральных сверл (диаметр 5.8 мм, сталь Р6М5) при напряженности магнитного поля H ОПТ = 1200 кА/м и различных температу- рах предварительного нагрева (без нагрева, 50, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 550, 600 ° C) по схеме, представленной на рис. 1. После МИО сверла испытывались на износостой- кость путем сверления в стали 16ГС по 20 глухих от- верстий глубиной 20 мм, затем измерялась величина износа по задней поверхности инструмента с помо- щью измерительного микроскопа БМИ-21, и далее процесс повторялся. Зависимость величины износа от количества просверленных отверстий для сверл, обработанных при разной температуре, показана на рис. 2. Минимальный износ наблюдается у сверл, обра- ботанных при температуре предварительного нагре- ва Т = 500 °С, которая и принимается за оптимальную. Свыше 550 °С инструментальные стали в соответствии с законом Кюри резко теряют магнитную восприимчи- вость. Комбинированная МИО плоской поверхности (задняя поверхность резца) и сложной поверхности (рабочая поверхность метчика) проводилась при H = 1200 кА/м и ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ ТЕХНОЛОГИЯ № 1 (42) 2009 5