Артамонов Евгений Владимирович, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой «Станки и инструменты»
ул. Володарского 38, г. Тюмень 625000
Evgeny V. Artamonov, Dr. of Sci. (Engineering), Professor, Head of the Machines and Tools Department
38 Volodarskogo str., Tyumen 625000
Васильев Дмитрий Вячеславович, кандидат технических наук, доцент кафедры «Станки и инструменты»
ул. Володарского 38, г. Тюмень 625000
Dmitriy V. Vasil'yev, Cand. of Sci. (Engineering), Associate Professor, Machines and Tools Department
38 Volodarskogo str., Tyumen 625000
Чернышов Михаил Олегович, кандидат технических наук, доцент кафедры «Станки и инструменты»
ул. Володарского 38, г. Тюмень 625000
Mikhail O. Chernyshov, Cand. of Sci. (Engineering), Associate Professor, Machines and Tools Department
38 Volodarskogo str., Tyumen 625000
Цель исследования заключается в повышении производительности при резании труднообрабатываемых сталей путем комплексного применения стружколомающей геометрии инструмента и режимов резания, обеспечивающих понижение вязких свойств стружки, обрабатываемого материала. В статье рассматриваются проблемы механической обработки деталей нефтедобывающего оборудования на предприятиях Западной Сибири. Представлено основное и главное условие обеспечения дробления стружки. Выявлена проблема малой эффективности существующих в современной промышленности способов, в той или иной мере направляющих, завивающих и стружкодробящих методов.
Методы. Проведено имитационное моделирование, расчет направления и дробления стружки; определены эффективные способы решения проблемы дробления стружки при механической обработке деталей из материалов, обладающих коррозионностойкими, жаропрочными свойствам; проведены лабораторные, стойкостные испытания комплексного метода.
Результаты изучения механизма стружкообразования при обработке резанием жаропрочных и корозионностойких сплавов. Для решения проблемы в статье сформулированы две задачи, которые были решены с помощью информации, взятой из теории сопротивления материалов, диаграмм растяжения при испытании образцов из коррозионностойких, жаропрочных материалов, обладающих высокими эксплуатационными свойствами. Разработана и представлена стружколомающая сменная режущая пластина с переменным передним углом. Представлены результаты и анализ данных лабораторных испытаний, в которых применялась пластина со стружколомающей геометрией передней поверхности, показаны режимные условия эффективного стружколомания. Сформулированы выводы по решению первой задачи, показано, что определяющим фактором при стружкодроблении являются физико-механические характеристики обрабатываемого материала, которые изменяются при различных режимах резания.
Заключение. В работе показано, что отвод стружки из зоны резания предотвращает попадание её в область режущей кромки, снижая ударные нагрузки на неё, повышая качество механической обработки.Установлена возможность формирования в стружке концентраторов напряжения, приводящих к саморазрушению стружки даже при обработке вязких жаропрочных сплавов. Используется гипотеза о том, что температурные условия максимальной обрабатываемости жаропрочных и корозионностойких сталей и сплавов соответствуют условиям высокотемпературного охрупчивания, с помощью которого можно создать условия эффективного дробления стружки и условия максимальной обрабатываемости при резании жаропрочных сталей и сплавов.
Purpose of research is to increase productivity when cutting hard-to-work steels by integrated use of chip breaking tool geometry and cutting modes, which reduce the viscous properties of the chips and the processed material. The article discusses the problems of mechanical processing of parts of oil production equipment at enterprises in Western Siberia. It is presented the main condition for ensuring chip crushing and revealed the problem of low efficiency of existing methods in modern industry, to one degree or another guiding, curling and chip-cutting method.
Methods. Simulation modeling, calculation of chip direction and crushing were performed; effective methods for solving the problem of chip crushing during the machining of parts made of materials with corrosion-resistant, heat-resistant properties were identified; laboratory, persistent tests of the complex method were carried out.
Results of studying the mechanism of chip formation during processing by cutting heat-resistant and corrosionresistant alloys are given here. To solve the problem, we have formulated two tasks that were solved using information taken from the theory of material resistance, tensile diagrams when testing samples of corrosionresistant, heat-resistant materials with high operational properties. A chip breaking exchangeable insert with a variable rake angle is designed and presented. The results and analysis of laboratory test data, in which a plate with chip breaking geometry of the front surface is used, are presented, the operating conditions of effective chip breaking are shown. The conclusions on the solution of the first problem are formulated, it is shown that the determining factor in chip breaking is the physical and mechanical characteristics of the processed material, which vary with different cutting conditions.
Conclusion. The work shows that chip removal from the cutting zone prevents it from entering the cutting edge area, reducing impact loads on it and improving the quality of machining. It is possible to form stress concentrators in the chips, leading to chip self-destruction even when processing viscous heat-resistant alloys. The hypothesis is used that the temperature conditions for the maximum workability of heat-resistant and corrosion-resistant steels and alloys correspond to the conditions of high-temperature embrittlement, with the help of which it is possible to create conditions for effective chip crushing and conditions for maximum workability when cutting heat-resistant steels and alloys.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.