For all questions:

+7 495 274-22-22

UDK: 621.681.7

Method for reducing the intensity of dimensional wear of cutting tools

D. Yu. Dubrov Senior Researcher, PhD Candidate in Engineering, DIAPAZON-1, Rostov-on-Don

A method is proposed for reducing the intensity of dimensional wear of cutting tools by autonomous cooling of the cutting zone with the help of first-order phase transitions (evaporation and melting). In this case, part of the thermal energy is spent on the melting of the working substance and then discharged into the environment. It has been determined that the determination of wear rate as a characteristic of wear is more preferable than determination of flank wear, as this allows a unified approach to the description of the processes of flank and face wear. The conducted experimental studies of the operability of the proposed integrated cooling scheme with studies of dimensional wear confirm a decrease in temperature in the cutting zone and, as a result, dimensional wear of replaceable multifaceted plates.

При обработке резанием материалов малой теплопроводности существенно возрастает доля теплоты, поступающей в режущий клин инструмента, что приводит к повышению поверхностной и объемной температур в контактной зоне резания и способствует увеличению износа.

Существующие традиционные методы снижения этих температур за счет применения смазывающе-охлаждающих технологических средств (СОТС) не всегда оказываются достаточно эффективными и не соответствуют современным требованиям, увеличивая при этом стоимость операций за счет издержек по разработке и эксплуатации систем подачи СОТС, себестоимости и затрат по их переработке и утилизации. Кроме того, использование СОТС наносит большой экологический ущерб окружающей среде, вызывает патологические изменения в организме человека (депрессия нервной системы, токсическое и канцерогенное воздействие).

При обработке ряда материалов, особенно в аэрокосмической технике, СОТС могут оказывать негативное влияние и на технологическую наследственность детали. Поэтому в мировой практике металлообработки возникает вопрос, связанный с отказом от применения СОТС и переходом на «сухое» резание, при котором актуальной остается проблема снижения температуры инструмента.

Одним из способов нетрадиционного охлаждения является поглощение тепла за счет изменения агрегатного состояния вещества (испарительное охлаждение открытого и закрытого типов, применение легкоплавких веществ), основанного на применении фазовых переходов первого рода.

Опыт использования охлаждения с помощью фазовых переходов первого рода в других технических областях позволяет сделать вывод о возможности применения таких подходов к охлаждению сборных режущих инструментов [1–4]. На основе анализа литературных данных установлено, что способы снижения температуры резания с помощью фазовых переходов первого рода применительно к задачам обработки конструкционных материалов в настоящее время исследованы недостаточно [1, 4, 5].

Установлено, что эффективность технологических процессов определяется размерной стойкостью [1, 6, 7]. По данным [1, 7–9], с физической точки зрения знание размерного износа в качестве характеристики износа предпочтительнее, чем определение износа по задней поверхности, так как это позволяет применять единый подход к описанию процессов изнашивания задней и передней поверхностей.

For citation:
D. Yu. Dubrov, Method for reducing the intensity of dimensional wear of cutting tools. Chief Mechanical Engineer. 2019;9.
The full version of the article is available for subscribers of the journal
Article language:
Actions with selected: