COATED TOOL CUTTING TEMPERATURE
Abstract
The analysis of the cutting area circuit diagram has shown that coatings on the edges of the hole and on the flank surface of the tool change the thermoelectric power measured by the dynamic thermocouple to the value of not more than 0.3-0.7%. So, only the composition and properties of the coatings will have an effect on the cutting temperature. Model theoretical temperature calculations according to the dependence proposed by the authors have shown that the temperatures are minimal when using single coatings ZrO2, TiN, AlN (for couples Т15К6 — St45), and ZrN, AlN, ZrO2, Al2O3 (for couples Т15К6 – 12H18N10Т). Experiments on turning St45 by carbide plates made of T15K6 have proved the efficiency of TiN+AlN coatings when the cutting temperature, chip shrinkage, and contact length on the front face (lc) are less than for the base alloy T15K6.
Keywords
cutting temperature,
thermoelectric power,
cutting areas,
wear-resistant coatings,
contact processes.
Supporting agencies: The research is done with the financial support from RFFI. Grant 12-08-01328-13.
About the Authors
Anatoly Andreyevich Ryzhkin
Don State Technical University, Russia
Russian Federation
Russian Federation
V. N. Puchkin
Russian Federation
D. V. Moiseyev
Russian Federation
Flora Alexandrovna Vistoropskaya
Don State Technical University, Russia
Russian Federation
Russian Federation
References
1. Табаков, В. П. Многослойные износостойкие покрытия для токарных резьбовых резцов / В. П. Табаков, Д. И. Сагитов // Технология машиностроения. — 2013. — № 6. — С. 21–26.
2. Табаков, В. П. Исследование износостойкости покрытий режущего инструмента, полученных с применением составных катодов / В. П. Табаков // Станки, инструмент. — 1996. — № 3. — С. 14–17.
3. Андреев, А. А. Износостойкие вакуумно-дуговые покрытия на основе титана в инструмен-тальном производстве / А. А. Андреев, С. Н. Григорьев // Станки, инструмент. — 2006. — № 2. — С. 19–24.
4. Табаков, В. П. Многослойное покрытие инструмента в условиях прерывистого резания / В. П. Табаков, А. А. Ермольев // Станки, инструмент. — 2005. — № 7. — С. 21–24.
5. Исследование износостойкости режущих инструментов с износостойкими покрытиями / Л. Ш. Шустер [и др.] // Трение и смазка в машинах и механизмах. — 2007. — № 5. — С. 32–34.
6. Мигранов, М. Ш. Износостойкость режущих инструментов с износостойкими покрытиями / М. Ш. Мигранов, Л. Ш. Шустер // Трение и износ. — 2005. — № 3, Т. 26. — С. 304–307.
7. Табаков, В. П. Влияние состава нитридных покрытий на тепловое и напряженное состояние режущего инструмента и интенсивность его износа / В. П. Табаков, А. В. Чихранов // Станки, инструмент, 2009. — № 10. — С. 20–26.
8. Рыжкин, А. А. Теплофизические процессы при изнашивании инструментальных режущих материалов / А. А. Рыжкин. — Ростов-на-Дону : Издательский центр ДГТУ, 2005. — 311 с.
9. Рыжкин, А. А. Обработка материалов резанием / А. А. Рыжкин, К. Г. Шучев, М. М. Климов. — Ростов-н/Д. : Издательский центр ДГТУ, 2007. — 419 с.
10. Гуревич, Ю. Т. Поверхностное азотирование твердых сплавов на основе карбида титана / Ю. Т. Гуревич // Упрочняющие технологии и покрытия. — 2009. — № 9. — С. 28–29.
11. Расчет температуры задней поверхности режущего инструмента / А. А. Рыжкин [и др.] // Проблемы синергетики в трибологии, трибоэлектрохимии, материаловедении и мехатронике : материалы XI междунар. науч.-практ. конф. — Новочеркасск, 2012. — С. 4–21.
12. Бессонов Л. А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи / Л. А. Бессонов.— Москва : Гардарики, 2006. — 701 с.
13. Резников, А. А. Теплофизика резания / А. А. Резников. — Москва : Машиностроение, 1969. — 288 с.
14. Сверхтвердые материалы. Получение и применение. В 6 т. Т. 5. Обработка материалов лезвийным инструментом / под. ред. С. А. Клименко // Национальная Академия наук Украины, Институт сверхтвердых материалов им. В. Н. Бакуля. — Киев, 2006. — 316 с.
15. Влияние покрытий на тепловую обстановку в зоне резания / А. А. Рыжкин [и др.] // Про-грессивные отделочно-упрочняющие технологии : межвуз. сб. статей. — Ростов-на-Дону , 1983. — С. 106–112.
16. Рыжкин, А. А. Исследование температурного поля в паре трения «деформируемое про-странство — ограниченная пластина» с учетом объемности источника тепловыделения / А. А. Рыжкин // Надежность и эффективность станочных и инструментальных систем : сб. науч. тр. — Ростов-на-Дону, 1993. — С. 121–126.
17. Лыков, А. В. Теория теплопроводности / А. В. Лыков. — М. : Высшая школа, 1967. — 536 с.
18. Исследование характеристик трения и износа ионно-плазменных покрытий, полученных на алюминиевом сплаве / С. Ф. Дудник [и др.] // Физическая инженерия поверхности. — 2004. — Т. 2, № 1. — С. 112–116.
19. Погребняк, А. Д. Формирование многослойного сверхтвердого покрытия Ti-Hf-Si-N/NbN/Al2O3 для высокоэффективной защиты / А. Д. Погребняк // Письма в журнал технической физики, 2013. — Т. 39, вып. 4. — С. 9–16.
20. Семенов, А. П. Трибологические свойства тугоплавких оксидов и неметаллических соеди-нений при высоких температурах / А. П. Семенов // Трение и износ. — 2008. — Т. 29, № 5. — С. 531–549.
21. Волосова, М. А. Влияние вакуумно-плазменных нитридных покрытий на контактные процессы и механизм изнашивания рабочих поверхностей быстрорежущего инструмента при прерывистом резании / М. А. Волосова, В. Д. Турин // Трение и износ. — 2013. — Т. 34, № 3. — С. 246–255.
22. Влияние режимов импульсного лазерного осаждения на трибомеханические свойства тон-копленочных покрытий Mo-Si-Ni-C / М.Я. Бычкова [и др.] // Упрочняющие технологии и покрытия, 2011. — № 9. — С. 23–31.
23. Гадалов, В. Н. Износостойкие покрытия для режущего инструмента (состояние и перспектива развития) / В. Н. Гадалов // Технология машиностроения, 2011. — № 7. — С. 26–28.
Review
For citations:
Ryzhkin A.A., Puchkin V.N., Moiseyev D.V., Vistoropskaya F.A. COATED TOOL CUTTING TEMPERATURE. Vestnik of Don State Technical University. 2014;14(4):103-116. (In Russ.) https://doi.org/10.12737/6897
Views:
503
Email this article 