люмінієвих і мідних сплавах) використання такого інструменту економічно не виправдане. До недоліків твердосплавного інструменту відноситься також висока крихкість, що робить його «вразливим» для ударів і вібрацій. Показано, що одним із шляхів вдосконалення інструменту для пластичного свердління полягає в застосуванні більш дешевих конструкційних матеріалів з нанесенням на робочі поверхні функціональних покриттів. Це вимагає проведення додаткових досліджень, що стосуються вибору матеріалів основи і покриття для виготовлення пуансонів, а також оцінки впливу геометрії інструменту на якість одержуваних отворів і технологічні режими обробки. Проблема ускладнюється тим, що в даний час у вітчизняній промисловості і стандартах не передбачені методи і стенди для проведення наукових досліджень, що стосуються технологічного процесу пластичного свердління. На закінчення першого розділу сформульовані мета і завдання досліджень.
У другому розділі описані стандартні методики та обладнання, використані в роботі для проведення експериментальних досліджень технологічного процесу пластичного свердління й аналізу якості одержуваних отворів. Представлені результати розробки експериментальної установки і методики, що дозволяють досліджувати технологічні режими пластичного свердління з можливістю одночасної реєстрації осьового навантаження, моменту тертя, осьового переміщення і температури в області деформації.
У третьому розділі наводяться результати розробки і дослідження нового інструменту для пластичного свердління легкоплавких матеріалів, що відрізняється дешевизною і простотою виготовлення.
Сформульовано вимоги до інструменту для пластичного свердління.
. Здатність зберігати міцнісні властивості (красностойкость) при нагріванні до 600 ... 650 ° С. При цьому матеріал повинен володіти достатнім запасом пластичності, щоб не руйнуватися від ударів і вібрацій.
. Матеріал повинен мати низьку теплопровідність, щоб генерируемое при терті тепло більшою мірою виробляло роботу пластичного свердління, а не відводилося в шпиндель верстата.
. Інструмент повинен бути простим і економічним у виготовленні, зберіганні та експлуатації.
. Поверхня повинна мати малу адгезію до оброблюваного матеріалу і володіти високою стійкістю до корозії, термостійкістю і зносостійкістю.
Вищеописані вимоги важко забезпечити, при використанні одного матеріалу. У такому випадку найбільш раціональним рішенням буде використовувати два матеріали - основного і функціонального покриття.
Виходячи з аналізу властивостей конструкційних матеріалів, застосовуваних для виготовлення металообробного інструменту, в якості матеріалу основи запропоновано використовувати швидкорізальні сталі марок Р18, Р9, Р6М5 та ін. Ці стали відрізняються високою красностойкостью, низьку теплопровідність і досить високим по порівнянні з твердими сплавами запас пластичності.
На основі порівняльних триботехнических випробувань перспективних зносостійких покриттів (хром-алмазних і твердосплавних) зроблений вибір на користь твердосплавних покриттів, нанесених детонаційними методом. Перевагою даного методу є: хороша адгезія до оброблюваних поверхонь і створення на них сприятливих (стискаючих) залишкових напружень, висока щільність і рівномірність покриттів, відсутність сильного розігріву деталі (як правило, температура не перевищує 150 ° С), висока продуктивність обробки, можливість нанесення широкого кола покриттів без зміни технологічного оснащення, автоматизоване управління гарматою і маніпулятором.
Проведено дослідження впливу технологічних режимів нанесення твердосплавного покриття на його структуру і зносостійкість (рис. 1). Встановлено, що найбільш якісне покриття виходить при коефіцієнті заповнення стовбура детонуючої ацетилен-кисневої сумішшю 60%.
а б
Рис. 1. Мікроструктура детонаційних покриттів ВК12 при коефіцієнті заповнення стовбура газовою сумішшю 49% (а) і 60% (б) (травлення 40с в розчині плавикової та азотної кислот (50/50%),
На основі рекомендованих режимів нанесення твердосплавних покриттів був виготовлений ряд інструментів (рис. 2) для пластичного свердління, з метою вивчення впливу їх геометрії на технологічні режими пластичного свердління (рис. 3). Встановлено, що зі збільшенням кута розширює частини пуансона і зростанням радіуса заокруглення вершини спостерігається збільшення тривалості обробки, підвищення температури деталі в процесі свердління й зменшення моменту тертя.
Рис. 2. Новий інструмент для пластичного свердління
а б
Рис. 3. Режими пластичного свердління при куті 50 °, наванта...
