Библиографическое описание:

Иванов В. В., Пряжникова А. А., Сметанин А. С. Эксплуатационные показатели современных твердосплавных СМП производства ОАО «КЗТС» // Молодой ученый. — 2011. — №12. Т.1. — С. 45-48.

Рынок твердосплавных СМП российского производства является динамично развивающимся с темпом роста 12,6% в год, объемом, примерно, 110 млн. рублей [1]. При этом основные эксплуатационные показатели инструментов СМП, такие как износостойкость, стружкодробящая способность, допускаемая скорость резания, вплотную приближаются к зарубежным аналогам. Об этом свидетельствуют результаты лабораторных испытаний, приведенных в [2]. Это также подтверждается и результатами промышленной эксплуатации СМП производства ОАО «КЗТС» на различных машиностроительных предприятиях Российской Федерации. Так, по данным ООО «Компания РИТС» (официальный дилер ОАО «КЗТС») твердосплавные СМП нового поколения являются эффективной заменой своих аналогов известных фирм Sandvik Coromant, SECO, Korloy, ISCAR и т.д. [3]. Обобщая результаты лабораторных и производственных испытаний, можно заключить, что износостойкость отечественных СМП начинает соответствовать лучшим мировым образцам.

Обеспечение стабильного стружкодробления в процессе резания основывается на геометрической конфигурации передней поверхности СМП с учетом условий обработки: чистовая, получистовая, черновая. Проведенный анализ показал, что на СМП нового поколения производства ОАО «КЗТС» она копируется с зарубежных аналогов. Так, геометрия передней поверхности с индексом «М2» соответствует геометрии «TF» фирмы ISCAR. Индекс «Н1» соответствует геометрии «GH» фирмы Korloy и т. д.

Целесообразность такого подхода при создании отечественных СМП была проверена при комплексной оценке эксплуатационных свойств СМП формы CNMG 120408-М2 из твердого сплава марки ТС20РТ с областью применения по ИСО Р20. Для сравнения были подобраны СМП 3-х различных фирм, которые имеют схожую область применения. Учитывая это, эксперименты были проведены при обработке легированной стали 38Х2МЮА (материал группы Р по ИСО). Как было отмечено выше, геометрия М2 соответствует геометрии TF фирмы ISCAR, которая предназначена для получистовой обработки (t=1-4мм, S=0,12-0,35 мм/об) конструкционных углеродистых, легированых, а также нержавеющих сталей. В связи с этим в опытах была принята глубина резания t=1,0 мм и подача S=0,17 мм/об из ряда подач станка модели 1К625, принятого в качестве оборудования. В качестве инструмента использовали резец PCLNR 2525-К12 (с углами φ=95º, φ1=5º). Проведение экспериментов было организовано следующим образом. Заготовку с исходным диаметром 80 мм при вылете 600 мм закрепляли в 3-х кулачковом патроне с поджимом вращающимся центром задней бабки. Обработку производили без применения СОТС по методу последовательных проходов. При этом, уменьшение скорости резания, обусловленное уменьшением диаметра обработки, компенсировали переключением коробки скоростей на следующую бόльшую частоту вращения шпинделя.

Для того, чтобы поставить сравниваемые СМП в более одинаковые условия, каждый последующий проход чередовался новой СМП. За критерий затупления контактных поверхностей был принят линейный износ задней поверхности, который измерялся на инструментальном микроскопе БМИ-1 с последующим фиксированием характера изнашивания на цифровую фотокамеру. Кроме того, для более объективной оценки износостойкости сравниваемых СМП учитывали не только время ее работы, но и пройденный путь резания, который также уменьшается с уменьшением диаметра заготовки. Оценку формы и размеров стружки проводили по собранным ее образцам. При этом, в соответствии с рекомендациями фирмы Sandvik Coromant, за приемлемую принимается стружка, длина спиралей которой не превышает 100 мм. Процесс формирования стружки на передней поверхности СМП также фиксировался на цифровую фотокамеру, что позволяет визуально оценить влияние на него отличия в конфигурации сравниваемых поверхностей.

В качестве первого аналога для сравнения была принята СМП формы CNMG 120408043 из сплава СТ35М (с областью применения по ИСО Р35), производства Sandvik-МКТС, несмотря на то, что его износостойкость должна быть ниже, чем у отечественного сплава с областью применения Р20. Обоснованность его применения была вызвана тем фактом, что сплавы производства КЗТС более раннего выпуска уступали своим зарубежным аналогам даже при меньшем номере подгруппы его применения по ИСО [4].

Вторым аналогом являлась СМП формы CNMG 120408-M3 из сплава марки ТК2000 (Р15) фирмы SECO (Швеция), а третьим аналогом – СМП формы CNMG 120408-GM из сплава NC 3120 (Р15-Р30) южно-корейской фирмы Korloy.

Результаты стойкостных испытаний сравниваемых СМП приведены в таблице.

Из них видно превосходство сплава ТС20РТ (Р20) над маркой СТ35М (Р35), что свидетельствует о возросшем качестве отечественных сплавов нового поколения. Тем не менее, он несколько уступает сплаву ТК2000, имеющего очень близкую к нему область применения по ИСО Р15.

При оценке режущих свойств СМП из сплава NC3120 произошел скол на главной режущей кромке, в результате чего износ задней поверхности на вершине СМП составил 0,32 мм. При повторных испытаниях из-за малого диаметра заготовки (D=52 мм) в процессе резания возникли вибрации, что не позволило окончательно выявить его потенциальные режущие свойства.

Таблица

Результаты экспериментов

СМП

Диаметр заготовки D, мм;

частота вращения шпинделя, n об/мин

Средняя скорость

резания, м/мин

Путь резания, м

Время работы, мин

Износ задней поверхности, мм

CNMG 120408-M2

TC20PT (P20)

КЗТС

D=71-48


n=1250, 1600

264

1962

7,39

0,17

CNMG 120408-43

CT35M (P35)

Sandvik-МКТС

D=67

n=1250

263

700

2,66

0,26

CNMG 120408-M3

TK2000 (P15)

SECO

D=60-50

n=1250, 1600

266

2556

9,78

0,18

CNMG 120408-GM

NС3120 (P15-P30)

Korloy

D=64-58

n=1600

262

1170

4,72

0,32

D=52

n=1600

261

543

2,07

0,08

Оценка стружкодробящей способности передних поверхностей сравниваемых сплавов показало следующее. На рисунке представлены фотографии процесса стружкозавивания на них, а также образцы стружки. Из них следует, что в условиях данных экспериментов наиболее компактная стружка формируется на передней поверхности с индексом «43» (Sandvik-МКТС). Для геометрии «М2» (КЗТС) характерна стружка с длиной спирали более 100 мм, что делает ее неприемлемой для работы на станках с ЧПУ. Следовательно, при решении вопроса выбора конфигурации передней поверхности на отечественной СМП для получистовой обработки, более предпочтительной является геометрия «43». Кроме того, аналогичная геометрия с классическими стружкозавивающими канавками ранее использовалась на СМП из твердых сплавов серии МС по ТУ 48-19-307-80, выпускаемых МКТС в 80-е годы прошлого столетия по лицензии фирмы Sandvik Coromant. В таком случае не возникает вопросов о правомочности использования зарубежных аналогов форм передней поверхности на СМП отечественного производства.

КЗТС

Sandvik-МКТС

SECO

Korloy

а

б

Рисунок – Результаты экспериментов:

а – сход стружки по передней поверхности;

б – форма стружки


Таким образом, на основании полученных результатов можно сделать следующие выводы.

1. Режущие свойства твердых сплавов нового поколения производства КЗТС способны составить серьезную конкуренцию зарубежным аналогам, что весьма актуально для отечественной промышленности.

2. При выборе формы передней поверхности на СМП для получистового точения отечественного производства предпочтение следует отдать геометрии с индексом «43».


Литература:
  1. ОАО «Кировградский завод твердых сплавов». Каталог. Пластины сменные многогранные твердосплавные. – 2010.– http://www.kzts.ru.

  2. Иванов В.В., Пряжникова А.А. Перспективы применения режущих инструментов с СМП российского производства. // Технические науки: проблемы и перспективы: сб. статей Международной заочной научной конференции. – С-Пб.: Молодой ученый, 2011. – С. 134-137.

  3. http://www.ritsgroup.ru

  4. Борискин О.И., Иванов В.В, Павлова Е.В. Повышение эффективности чистовой токарной обработки на основе применения токарных резцов с СМП: монография, Тула: Изд-во ТулГУ, 2009. 151 с.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle