Научная работа: Совершенствование конструкции торцевых фрез

На основании изучения различных журналов: «Станки и инструменты», «Металлообработка», «Вестник машиностроения», «Машиностроитель» приходим к выводу, что покрытие должно выполнять следующие требования:

а) покрытие должно обеспечивать снижение температуры на контактных площадках и температуры режущего клина, а главное, - уменьшать амплитуду колебания этих температур за время рабочего и холостого ходов.

б) для сдерживания процессов образования трещин в покрытиях их адгезионно – прочностные свойства и остаточные напряжения в покрытии должны обеспечивать образование значительных сжимающих напряжений во время рабочего и холостого ходов.

Покрытия могут быть следующие: для однослойных - TiN, (Ti,Zr)N, (Ti,Zr)CN, TiCN и т.д.; для двухслойных – TiN - TiCN, TiCN – TiN, (Ti,Zr)CN – (Ti,Zr)N и т.д.; для многослойных покрытий – TiN - TiCN – TiN и т.д.

5. Выбор конкретного технологического решения.

В качестве испытуемых покрытий выберем следующие: TiN, (Ti,Zr)N, (Ti,Zr)CN, TiCN. Покрытие изготовим многослойным.

6. Формирование научных целей и задач.

В ходе эксперимента проведем исследования влияния каждого покрытия на стойкость инструмента.

7. Формирование исходной гипотезы.

На основании работы резцов оснащенных покрытием. А также личного опыта и научной интуиции предположим, что период стойкости фрез оснащенных многослойным покрытием увеличивается в 1,7 раза.

8. Анализ результатов проведенных исследований.

Результаты исследований работоспособности фрез, оснащенных пластинами с многослойными покрытиями, показывают, что при обработке стали период стойкости фрез с покрытием TiN - TiCN – TiN увеличивается в 1,5 – 1,9 раза.

9. Объяснение результатов.

М → Ф = Г

Обнаружен механизм, который объясняет полученные факты, а эти факты соответствуют выдвинутой ранее гипотезе. Этот вариант свидетельствует о высокой квалификации исследований и высоких полученных результатов.

10. Формирование выводов.

Фрезы оснащенные многослойным покрытием обладают повышенной стойкостью, а значит уменьшают себестоимость механической обработки.

Устранение второго недостатка.

1. Описание ситуации приводящий к производственным исследованиям.

В процессе обработки из-за периодических больших сил резания и неравномерности снятия припуска возникают вынужденные колебания, ухудшающие качество обработки. Данные научные исследования проводятся для уменьшения вибрации фрез.

Административное противоречие: возникают вибрации фрезы; их необходимо устранить.

2. Анализ ситуации.

Периодическое изменение сил резания при фрезеровании представляет собой источник внешних воздействий на технологическую систему и приводит к нежелательным вынужденным колебаниям последней.

Техническое противоречие: уменьшение частоты вращения приведёт к снижению производительности.

3. Разработка обобщенного технического решения. Формулировка технического противоречия.

Для уменьшения вибрации фрезы её зубья должны обладать большим и малым сечением, чтобы автоколебания не возникали при различных частотах работы.

Физическое противоречие: сечение зубьев должно быть большим и малым.

Идея: изготовить зубья фрезы переменного сечения для гашения автоколебаний.

6. Поиск информации.