Глава 7  ПЕРСПЕКТИВЫ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ СУЩЕСТВУЮЩИХ
И СОЗДАНИЯ НОВЫХ МЕТОДОВ ОБРАБОТКИ

7.1. Совершенствование существующих методов обработки

Совершенствование МО базируется на результатах широкого круга научных исследований природы и закономерностей протекания механических, физико-химических, тепловых явлений в зоне взаимодействия инструмента (обрабатывающей среды) и обрабатываемой детали с учетом окружающей среды, ТЖ, механизмов изнашивания и разрушения инструмента, закономерностей формирования состояния поверхностного слоя детали в процессе обработки. Последнее определяется как интенсивностью процесса, так и применением инструментов оптимального качества.

В совершенствовании методов обработки важная роль принадлежит созданию новых инструментальных материалов, обладающих высокой износостойкостью, сопротивлением изнашиванию и прочностными свойствами. Применение их в металлообработке обеспечивает значительный рост скоростей резания и микрорезания, повышение интенсивности обработки и производительности труда, уменьшение расхода инструментальных материалов. Так, например, увеличение красностойкости инструментальных материалов позволило повысить скорости резания. При этом большое значение инструментальных материалов имеет стабильность состава твердых сплавов, что определяет стабильность их эксплуатационных свойств.

Помимо широко используемых в промышленности групп твердых сплавов – однокарбидных вольфрамокобальтовых ВК и двухкарбидных вольфрамотитанокобальтовых сплавов ТК в последнее время созданы танталотитанокобальтовые твердые сплавы группы ТТК. В их состав, помимо карбидов титана и вольфрама, вводятся карбиды тантала, которые с имеющимися карбидами образуют тройные твердые растворы. Рассматриваемые твердые сплавы обладают повышенным сопротивлением циклическим изменениям температуры, красностойкостью и прочностью. Среди известных отечественных марок твердых сплавов этой группы можно назвать следующие: ТТ7К12, ТТ7К15, ТТ10К8А, ТТ10К8Б, ТТ2К9. Сплавы этой группы имеют твердость НRС 86-88 и предел прочности и далее.

7.2. Пути создания новых методов обработки

Создание новых методов обработки может осуществляться по ряду направлений: использование физико-химических эффектов воздействия нетрадиционных видов энергии, в том числе с сверхвысокими и сверхнизкими параметрами, разработка новых кинематических схем взаимодействия обрабатываемой детали и инструмента, разработка и применение новых видов инструментов, отличающихся более высокими характеристиками материалов и оригинальными конструктивными формами и др., при этом комбинирование энергетических и кинематических параметров воздействия зачастую является наиболее эффективным приемом создания новых МО.

Например, создание новых методов обработки может быть основано на использовании известных видов энергии с более высокими и сверхвысокими параметрами, вызывающими качественно новые изменения состояния обрабатываемого материала (сверхнизкие температуры, сверхвысокие скорости и давления, использование магнитного поля с высокими и сверхвысоким параметрами, в том числе импульсного магнитного поля; применение колебаний низких и высоких частот). Результаты исследований в области физики, механики, радио-электроники, телемеханики, вычислительной техники оказывают на процессы металлообработки большое влияние, вносят принципиальные изменения, приводят к созданию новых методов обработки, а следовательно, и оборудования для их осуществления. Традиционные методы механической обработки все чаще заменяют методами, основанными на механофизико-химических и биологических принципах, а для управления этими процессами все в большей мере привлекаются электронные вычислительные машины и устройства и далее.

7.2.1. Разработка МО, основанных на принципе
комбинирования различных видов энергии
и кинематических схем обработки

Комбинирование различных схем обработки и видов энергии является наиболее перспективным при создании новых методов обработки. В большинстве случаев эффект обработки при этом определяется не арифметической суммой составляющих, а значительно превосходит ее.

В соответствии с используемой нами классификацией методов обработки по виду применяемой энергии рассмотрим следующие виды энергии, используемые для воздействия на обрабатываемый материал: механическая (М), электрическая (Э), энергия химических реакций (Х), тепловая (Т), магнитного поля (Мг), лучевая (Л), акустическая (Ак). Взаимодействие различных видов энергии может быть представлено в виде шестигранной пирамиды (рис.7.1,а). По граням пирамиды осуществляется комбинирование двух и более видов энергии и создание на этой основе методов обработки материалов и деталей. Например, механоэлектрохимическая (МЭХ) обработка является результатом одновременного воздействия на обрабатываемый материал трех видов энергии (рис.7.1,б). К аналогичному результату приводит комбинирование видов энергии, расположенных по вершинам грани (МТМг) (рис.7.1,в) и далее.

Оглавление