ПУТИ СНИЖЕНИЯ ТЕПЛОНАПРЯЖЕННОСТИ РЕЖУЩЕГО КЛИНА                                     ПРИ КОЛЕСОТОКАРНОЙ ОБРАБОТКЕ

Куликов Михаил Юрьевич, доктор технических наук, профессор, ведущий научный сотрудник, Институт конструкторско-технологической информатики Российской академии наук (Россия, г. Москва, пер. Вадковский, корп. 1А), muk.56@mail.ru
Попов Алексей Юрьевич, кандидат технических наук, доцент, кафедра технологии транспортного машиностроения и ремонта подвижного состава, Московский государственный университет путей сообщения (Россия, г. Москва, ул. Образцова, 9 стр. 9), madrat@inbox.ru
Флоров Алексей Вадимович, кандидат технических наук, младший научный сотрудник, Институт конструкторско-технологической информатики Российской академии наук (Россия, г. Москва, пер. Вадковский, 18, корп. 1А), florovaleksey@mail.ru
Сан Маунг, аспирант, Московский государственного университета путей сообщения (Россия, г. Москва, ул. Образцова, 9 стр. 9), sannmaung84@mail.ru

621.7

Актуальность и цели. Технологический процесс колесотокарной обработки не предусматривает применения смазочно-охлаждающих технологических сред (СОТС), что существенно увеличивает температуру резания и ухудшает стойкость инструмента. Поэтому в работе рассматриваются методы повышения стойкости инструмента путем снижения температуры резания, исключающие применение СОТС. Актуальность данного исследования также подтверждается тенденциями экологически чистого резания «Зеленое резание» без применения СОТС.
Материалы и методы. Исследования проводили при обработке катальной части колесных пар на токарных станках типа «Rafamet» модели UDA-112. Объектом исследования были токарные резцы, оснащаемые сменными режущими пластинами формы LNMX 301940 и BNMX (ISO 513), часть из которых составила контрольную группу без покрытия, на другие наносили специально разработанные для этих целей нанодисперсные многослойно-композиционные покрытия (NMCC). Использовали режущие пластины, которые крепили в державки, при этом между опорной и режущей пластиной формировали специальный интерфейс, улучшающий теплоотвод в режущий инструмент. При проведении стойкостных испытаний критерием отказа инструмента служил предельный износ задней поверхности режущей пластины h3 = 0,6–0,8 мм. Измерение фаски износа задней поверхности проводили на инструментальном микроскопе БМИ-1Ц. Оценку шероховатости обработанной поверхности производили при использовании профилографа-профилометра модели Hand-held Roughness Tester TR 200 (Япония).
Результаты. Установлена высокая эффективность твердосплавных режущих пластин формы LNMX 301940 из твердого сплава АТ15S с теплопроводным интерфейсом и разработанными НМСС на основе трехслойной системы Ti-TiN-(Ti,Al)N по сравнению с стандартными аналогами при тяжелой восстановительной обточке катальной поверхности колесных пар. В частности, отмечено не только более высокое среднее значение стойкости (88,1 мин) и коэффициента стойкости КСТ (103,12), но и снижение коэффициента вариации стойкости (υ = 3,25). Отмеченное свидетельствует о существенном повышении работоспособности и надежности инструмента, оснащенного тангенциальными пластинами LNMX 301940 из сплава AT15S с повышенной теплопроводно- стью твердого сплава и покрытия на основе системы Ti-TiN-TiAlN, разработанными для обточки поверхности катания колесных пар.
Выводы. Рассмотрено тепловое состояние режущего инструмента в процессе колесотокарной обработки, которое определяет его работоспособность. Предложены способы улучшения теплоотвода от режущей пластины в процессе обработки. Их применение позволяет снизить теплонапряженность режущего клина и, соответственно, увеличить стойкость инструмента при колесотокарной обработке.

Ключевые слова

колесотокарная обработка, разрушение режущего инструмента, теплоотвод, износостойкие покрытия.

 Скачать статью в формате PDF

1. Попов, А. Ю. Оптимизация элементов технологической системы при восстановлении профиля поверхности катания колесных пар подвижного состава : дис. … канд. техн. наук / А. Ю. Попов. – М., 1998. – 309 с.
2. Талантов, Н. В. Физические основы резки и износа инструмента / Н. В. Талантов.–Волгоград:Изд-во ВТУ, 1994. – С. 3–37.
3. Лоладзе, Т. Н. Прочность и износостойкость режущего инструмента / Т. Н. Лоладзе. – М. : Машиностроение, 1982. – 320 с.
4. Богданов, А. Ф. Эксплуатация и ремонт колесных пар вагонов / А. Ф. Богданов, В. Г. Чурсии. – М. : Транспорт, 1985. – 270 с.
5. Верещака, А. С. Резание материалов : учебник/А.С.Верещака,В.С.Кушнер.–М.:Высш.шк.,2009.–535с.