Исследование износостойкости стальных ножей упрочненных путем имплантации ионов азота
Определение радиуса закругления режущей кромки и применение метода слепков. Результаты обработки по средним для четырех ножей каждой ножевой головки значениям и путь, пройденный резцом. Изменение радиуса закругления. Объективная оценка износостойкости.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 29.11.2018 |
| Размер файла | 43,5 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Исследование износостойкости стальных ножей упрочненных путем имплантации ионов азота
Абдулов А.Р.,
Новоселов В.Г.
Аннотации
(RESEARCH OF DURABILITY OF CUTTING EDGES MADE OF STEEL REINFORCED WITH NITROGEN ION EMISSION)
Стальные ножи, упрочненные путем имплантации ионов азота, имеют значительно большую износостойкость, в сравнении с не упрочненными.
(Cutting edges made of steel reinforced with nitrogen ion emission is more durable in comparison with standard cutting edge.)
В процессе взаимодействия режущего инструмента и древесины, инструмент под действием сил трения подвергается изнашиванию, что в свою очередь влияет на качество обрабатываемой поверхности: точность и шероховатость.
По заказу ЗАО "Региональный Центр Листообработки" были проведены испытания двух партии ножевого инструмента, подвергнутого ионно-лучевой обработке (имплантация ионов азота).
Первая партии была обработана при суммарной энергии ионов 8*1017 ион /см 2 набрана в два этапа: при энергии ионов 30 кэВ затем при энергии 25 кэВ. Приращение микротвердости составляет 5-15%.
Вторая партия была обработана при энергии ионов 30 кВ ~ 3*1017 ион/см 2. Заметного приращения микротвердости не наблюдается.
Измерения проводились на четырехстороннем продольно-фрезерном станке С 25-4А в условиях деревообрабатывающего предприятия ООО "НИК" г. Сысерть с 22 по 24 сентября 2010 года. Влажность обрабатываемой древесины W = 6-12%, порода заготовок - сосна, марка стали режущего инструмента - DS, скорость подачи - 14 м/мин. В процессе проведения исследований на станке было обработано 1813 досок.
Значения постоянных факторов проведения эксперимента приведены в таблице.
Для определения радиуса закругления режущей кромки применялся метод слепков [1]. Для получения данных о радиусе закругления режущей кромки производилось по одному замеру с каждого ножа на каждой ножевой головке. Периодичность проведения измерений в первый день равнялась 60 минутам. В последующие дни один раз в конце смены. Классически, скорость изнашивания, принято определять в зависимости от пути, пройденного резцом в заготовке [2].
|
Расположение головок по ходу подачи материала |
Метод ионно-лучевой обработки |
Диаметр окружности резания, мм |
Путь резания при обработке одной доски, м |
Припуск на обработку, мм |
Подача на зуб, мм |
N, частота вращения ножевой головки мин-1 |
Скорость резания, м/мин |
|
|
Нижняя ножевая головка |
Партия 1 |
131 |
3,52 |
0,5 |
1,15 |
3043 |
20,88 |
|
|
Правая ножевая головка |
Без обр. |
131 |
16,92 |
2,9 |
0,58 |
6076 |
41,68 |
|
|
Левая ножевая головка |
Без обр. |
131 |
10,42 |
1,1 |
0,58 |
6076 |
41,68 |
|
|
Верхняя ножевая головка |
Партия 2 |
146 |
16,1 |
2,5 |
0,59 |
5898 |
45,09 |
Полученные отпечатки фотографировали цифровым фотоаппаратом через металлографический микроскоп МЕТАМ ЛВ-44 при увеличении x100. Затем полученные снимки обрабатывали на компьютере при помощи программы AutoCAD. На основании полученных данных строятся зависимости изменения радиуса закругления режущей кромки: от пути пройденного резцом и от времени работы резца.
Результаты обработки по средним для четырех ножей каждой ножевой головки значениям с (мкм) и путь, пройденный резцом (м) приведены на рисунке 1.
Рисунок 1 - Изменение радиуса закругления режущей кромки от пути, пройденного резцом
По полученным данным видно, что интенсивность изнашивания (мкм/м) ножей на ножевых головках равняется на нижней 0,0009, на правой 0,0004, на левой 0,0007, на верхней 0,0004. Величина износостойкости (м/мкм) равняется 1111,1, 2500, 1428,6, 2500 соответственно.
Этот метод определения износостойкости и интенсивности изнашивания справедлив при постоянстве факторов процесса резания, таких как: припуск на обработку, геометрическая точность обрабатываемых заготовок, частота вращения ножевых головок и многое другое. В случае их непостоянства такой метод не может давать объективную оценку, т.к. перечисленные выше факторы имеют различные значения, как следствие возникают различные силы взаимодействия между резцом и древесиной, что приводит в свою очередь к весьма противоречивым данным.
Для получения объективной оценки износостойкости и интенсивности изнашивания было принято решение произвести расчеты в зависимости от времени работы резца, в процессе обработки заготовок.
По полученным данные построены графические зависимости, представленные на рисунке 2.
Рисунок 2 - Изменение радиуса закругления режущей кромки от времени работы резца кромка резец нож
Из полученных зависимостей видно, что скорость изнашивания (мкм/мин) на ножевых головках равняется на нижней 0,0214, на правой 0,0474, на левой 0,0517, на верхней 0,0417. Величина износостойкости (мин/мкм) от пути пройденного резцом равняется 46,73, 21,1, 19,34, 23,98 соответственно.
На основании полученных данных пришли к выводу, что износостойкость ножей, подвергнутых ионно-лучевой обработке по передней грани оказалась выше, чем у необработанных, в партии №1 в среднем 2,31 раза, а в партии №2 в среднем 1,19 раза. Аналогичным следует ожидать периода стойкости ножей.
Библиографический список
1. Новосёлов В.Г. Исследование износостойкости стальных и неперетачиваемых твердосплавных ножей при продольном фрезеровании древесины/ В.Г. Новосёлов, А.Р. Абдулов. // Деревообработка: технологии, оборудование, менеджмент XXI века: материалы международного евразийского симпозиума/ - Екатеринбург: Урал. гос. лесотехн. ун-т.- 2008. С.315-320.
2. Глебов И.Т Справочник по резанию древесины: справлчник / И.Т. Глебов, В.Г. Новоселов, Л.Г. Швам/ - Екатеринбург: Урал. гос. лесотехн. Акад., 1999. 190с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Сравнительный анализ методов поверхностного модифицирования. Физические основы процесса имплантации газов в металлы и сплавы. Определение ядерного и электронного торможения иона в материал подложки. Расчет пробегов ионов и концентрационных напряжений.
дипломная работа [6,0 M], добавлен 02.09.2010Определение конструкции и размеров основных рабочих органов машины: дисковых ножей механизма удаления хвостовых плавников и отсекания головы. Подбор электродвигатели для: привода насоса, механизма удаления внутренностей. Узлы посадки и крепления ножей.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 22.04.2014Анализ влияния термической обработки на износостойкость стали, применяемой для изготовления ножей куттера. Испытания на трение и износ, при помощи машины типа "II-I-б". Влияние температуры закалки и стадий образования карбидов на износостойкость стали.
статья [169,0 K], добавлен 22.08.2013Повышение износостойкости наплавочных материалов за счет их структурно-фазового состояния. Назначение, характеристика состава и микроструктура наплавленного металла. Влияние легирующих элементов на повышение износостойкости. Борьба с шумом и вибрацией.
дипломная работа [2,7 M], добавлен 22.06.2011Обзор лесоперерабатывающего оборудования ведущих мировых производителей. Расчет шпинделя на кручение. Исследование зависимости размеров щепы от количества ножей и скорости вращения фрезерной головки. Расчет режимов резания для торцово-конической фрезы.
дипломная работа [2,4 M], добавлен 27.10.2017Обзор зависимости размеров щепы от количества ножей и скорости вращения фрезерной головки. Расчет режимов резания до модернизации. Оценка размеров фрезеруемого сегмента. Описание конструкции торцово-конической фрезы. Расчет шпинделя на кручение и изгиб.
дипломная работа [2,0 M], добавлен 12.08.2017Расчет глубины резания на рассверливаемое отверстие, рекомендованного переднего угла для обработки стали по формуле Ларина. Средний диаметр режущей кромки. Расчет хвостовика осевого инструмента. Напряжение режущей части инструмента. Расчет длины сверла.
практическая работа [37,8 K], добавлен 22.05.2012Изучение химико-термической обработки металлов и сплавов. Характеристика возможностей методов отделочно-упрочняющей обработки для повышения износостойкости поверхностей. Описание фосфорирования, наплавки легированного металла и алмазного выглаживания.
курсовая работа [2,5 M], добавлен 01.12.2013Применение наплавки для повышения износостойкости трущихся поверхностей в машиностроительном производстве. Технологические процессы лазерной обработки металлов. Технология нанесения покрытий лазерным оплавлением предварительно нанесенного порошка.
реферат [682,4 K], добавлен 22.02.2017Определение длины рабочего хода головки, стойкость инструмента наладки. Расчет скорости резания, частоты вращения ведущего вала, минутной подачи. Основное время обработки для каждой головки. Определение осевой силы и мощности резания инструмента.
контрольная работа [47,7 K], добавлен 27.06.2013Определение оптимальной последовательности обработки деталей на двух и четырех станках в течение определенного времени. Гамильтона путь, составление гант-карты. Эвристический метод и метод min и max остаточной трудоемкости. Оптимизация режимов резания.
отчет по практике [108,8 K], добавлен 12.10.2009Определение фрактальной размерности поверхности методом покрытия. Основные соотношения для отдельного пятна контакта волнистой поверхности. Радиус закругления верхней части неровностей. Плотность распределения пятен касания, примеры их конфигурации.
контрольная работа [3,3 M], добавлен 23.12.2015Расчет регрессионных моделей параметров, используемых для оценки переходных процессов при механической обработке. Моделирование элементов системы управления режимами обработки деталей с учетом свойств обрабатываемых материалов и геометрии режущей кромки.
контрольная работа [923,3 K], добавлен 07.12.2013Формирование качества, износостойкости и товарного вида швейных изделий. Технологические процессы и операции влажностно-тепловой обработки. Виды и назначение утюжильного оборудования: утюги, пульверизаторы, столы, гладильные прессы; техника безопасности.
курсовая работа [145,8 K], добавлен 29.01.2014Определение формы и габаритных размеров упаковки, выбор и обоснование используемых материалов, режущих и биговальных ножей. Конструирование контура вырезки, размещение засечек. Оценка необходимого усилия штанцевания. Экономическое обоснование проекта.
курсовая работа [362,3 K], добавлен 23.11.2015Расчет рационального режима резания при обтачивании валика на станке. Выбор геометрических параметров режущей части резца, инструментального материала. Выбор углов в плане, угла наклона главной режущей кромки. Расчетное число оборотов шпинделя станка.
контрольная работа [697,4 K], добавлен 20.02.2011Выполнение расчетов материального баланса горения топлива, теплового баланса и теплообмена рабочей камеры, определение продолжительности термической обработки стальных изделий (путем малоокислительного нагрева) и производительности камерной печи.
курсовая работа [182,2 K], добавлен 18.04.2010Классификация инструментальных сталей. Влияние легирующих элементов на структуру и свойства штамповых сталей. Химический состав стали 4Х5МФ1С. Влияние температуры закалки на структуру и твердость материала. Оценка аустенитного зерна и износостойкости.
дипломная работа [492,5 K], добавлен 19.02.2011Основные сведения о конструкции винтового механизма, принцип его работы. Проектный расчет винта по износостойкости, на статическую прочность и устойчивость. Определение посадочного диаметра гайки и размеров рукоятки. Оценка КПД винтового механизма.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 07.08.2013Обзор комбинированных овощерезательных машин и механизмов. Характеристика механизма МОП Н–1, теория процесса и оборудование режима работы. Примеры ножей и формы продуктов, для которых предназначены. Определение диаметра загрузочного бункера машины.
курсовая работа [11,7 M], добавлен 17.11.2014
