Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Кубанский государственный технологический университет»

Армавирский механико-технологический институт

ЗАЯВКА НА КОНКУРС «У.М.Н.И.К.»,

ПРОВОДИМЫЙ В РАМКАХ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ МОЛОДЫХ УЧЁНЫХ КРАСНОДАРСКОГО КРАЯ

Итоговая региональная научно-практическая конференция «Молодежные научно-инновационные проекты Краснодарского края» в первом полугодии 2014 года.

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РЕЖУЮЩЕГО ИНСТРУМЕНТА, ОСНАЩЁННОГО РЕЖУЩЕЙ КЕРАМИКОЙ, ПРИ ОБРАБОТКЕ ТРУДНООБРАБАТЫВАЕМЫХ СТАЛЕЙ, НА СТАНКАХ С ЧПУ.

АВТОР

Аюбов Станислав Альфредович студент АМТИ филиала КубГТУ гр 12-ФАБ-КТ,

Кащеева Татьяна Владимировна инженер ОАО «Элтеза», аспирант КубГТУ,

НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ

Пучкин Владимир Николаевич, доцент, к.т.н. кафедры Машиностроение АМТИ филиала КубГТУ

Армавир 2014

1. Научно-техническая часть идеи

В настоящее время при механической обработке труднообрабатываеммых сталей традиционными твердыми сплавами Т15К6,Т5К10 и др. на станках с ЧПУ, качество обрабатываемой поверхности, имеет высокую шероховатость, а стойкость инструмента, оснащенного твердым сплавом не велика.

Указанные твердые сплавы в виду дефицита вольфрама, сравнительно с безвольфрамовыми твёрдыми сплавами являются дорогостоящим материа-лом, поэтому возникла проблема замены вольфрамовых твердых сплавов на безвольфрамовые.

Однако надо отметить - вольфрамовые твердые сплавы при испытании и исследовании процесса резания сталей показали хорошие результаты. В ча-стности, - хорошую обрабатываемость при больших скоростях резания V = 250 м/мин и при подачах S=0,61 мм/об и глубине резания t=1,5мм сталей 45, 50, 40Х, 50Х, 40Х13 в состоянии поставки (до 187 НВ).

В связи с вышеуказанным в настоящей работе поставлена проблема исследования процесса резания при точении труднообрабатываемых сталей режущей керамикой, на станках с ЧПУ при чистовой обработке, определения рациональных режимов резания и методов их измерения в процессе резания.

Исследовать метод упрочнения поверхностного слоя пластин из РК, а также использовать при резании труднообрабатываемых сталей эффективных СОТС с целью повышения стойкости режущих керамик. Обосновать термин работоспособного состояния объекта, при котором значения всех его параметров, характеризующих его способность выполнять требуемые функции, соответствовать требованиям, установленным в нормативно-технической и конструкторской документации согласно ГОСТ 27.002 – 89 «Надёжность в технике Основные понятия. Термины и определения».

Цель НИОКР: Повышение эффективности и стойкости режущих инструментов, оснащённых РК при обработке труднообрабатываемых сталей, на станках с ЧПУ.

Для достижения поставленной цели необходимо:

- Разработать новую технологию повышения стойкости и эффективности РК, при обработке труднообрабатываемых сталей, на станках с ЧПУ.

- повысить стойкость РИ оснащенного пластинами из РК, путём применения рациональных режимов резания и новой эффективной СОТС, с присадками из органических кислот и фуранонов, при обработке труднообрабатываемых сталей на станках с ЧПУ;

- Предложить рациональный режим резания для исследуемых условий обработки с применением новой СОТС и установить стойкостные зависимости при которых, износостойкость РК максимальна;

- разработать для исследованного диапазона рациональных режимов резания, зависимость для расчёта скорости резания при обработке на станках с ЧПУ;

- исследовать комплексные характеристики контактных процессов при резании труднообрабатываемых сталей РИ, оснащённым пластинами из РК ВОК-60 при обработке на станках с ЧПУ;

- внедрить результаты исследований и рекомендаций в производство на промышленных предприятиях Краснодарского края и в целом на территории РФ.

Научная новизна работы состоит в том, что:

- в процессе исследования методов повышения износостойкости РК доказана адекватность принятой рабочей гипотезы об эффективном повышении стойкости РИ, оснащённых РК, в результате упрочнения их поверхностного слоя химико-термическим методом;

- установлены на основе процесса химико-термического упрочнения их поверхностного слоя пластин из РК ВОК-60 термодинамические закономерности и режимы этого процесса;

- определены рациональные режимы резания при которых, износостойкость РИ, оснащённых пластинами из РК марки ВОК-60 при обработке труднообрабатываемых и закалённых сталей максимальна с использованием эффективной СОТС на станках с ЧПУ;

- разработаны режимы резания при обработке труднообрабатываемых сталей аустенитного класса РИ, оснащённым пластинами из РК марки ВОК-60, подвергнутых химико-термическим методом;

- получены комплексные характеристики контактных процессов при обработке труднообрабатываемых сталей РИ, оснащёнными пластинами из РК ВОК-60.

Инновационность идеи заключается в том, что

- повышена в 3,5 раза стойкость РИ, оснащённых пластинами из режущей керамики ВОК-60 при обработке труднообрабатываемых сталей на станках с ЧПУ, с применением рациональных режимов резания, эффективной СОТС, а также химико-термического метода упрочнения поверхностного слоя пластин из режущей керамики азотом в герметичной муфельной печи;

- внедрена новая технология упрочнения поверхностного слоя РК марки ВОК-60, установлены рациональные режимы резания без проведения длительных стойкостных испытаний на станках с ЧПУ.

2. Коммерциализуемость научно-технических результатов

Произведены производственные испытания и внедрены РИ с механическим креплением пластин из режущей керамики ВОК-60, по обработке цилиндров из нержавеющих сталей 12Х18Н10Т и закалённой стали 35ХГСА на станках с ЧПУ, «ООО ЗИМ,ТОЧМАШПРИБОР» (условный годовой экономический эффект от внедрения вышеуказанных РИ составил: - 328,2 т.р.). В ОАО «СКБИМ» внедрён новый технологический процесс обработки валов из труднообрабатываемых сталей 12Х18Н10Т, 14Х17Н2, на станках с ЧПУ (условный годовой экономический эффект от внедрения составил: - 328,2 т.р.). Общий условный экономический эффект от внедрения результатов исследований составил – 652,4 тыс. руб.

Дальнейшие испытания и внедрения НИОКР по данной теме будут производится на производственных площадях предприятий РФ под руководством доцента, к.т.н. кафедры Машиностроения АМТИ (филиала) КубГТУ Пучкина В.Н. контактные те­лефоны (886137) 75154, моб. 8918-653-16-22. Преподаваемая ведущая дисциплина доцентом, к.т.н. Пучкиным В.Н. «Оборудование машиностроительных производств».

3. Риски

На проведения исследовательских работ инвестора нет, т. к. коммерциализацию дан­ного проекта инвесторов сдерживает риск связанный с сокращением объёмов промышленного производства и инфляцией.

4. Календарный план ниокр

Календарный план выполнения НИОКР по теме: «Повышение эффективности режущего инструмента, оснащённых режущей керамикой при обработке труднообрабатываемых сталей, на станках с ЧПУ.»

№ этапа	Наименование работ по основным этапам договора	Сроки выполнения работ(начало-окончание мес. год)	Расчетная цена этапа, т. руб.	Форма и вид отчетности
1	Изучить режимы химико-термической обработки метода упрочнения поверхностного слоя РИ, оснащённого пластинами из РК ВОК-60.	апрель-май 2014 г.	50	Индивидуаль­ный научно-технический отчет
2	Исследовать износостойкость РК ВОК-60, подвергнутых упрочнению поверхностного слоя химико-термическим методом, при обработке труднообрабатываемых сталей 12Х18Н910Т, 14Х17Н2 на станках с ЧПУ.	июнь-сентябрь 2014 г.	50	Индивидуаль­ный научно-технический отчет
3	Разработать рациональные режимы резания при обработке труднообрабатываемых сталей 12Х18Н910Т, 14Х17Н2 на станках с ЧПУ, РИ оснащёнными пластинами из РК, подвергнутыми упрочнению химико-термическим методом.	октябрь-ноябрь 2014г.	50	Индивидуаль­ный научно-технический отчет
4	Разработать технологию химико-термической обработки РК и технологию механической обработки деталей из труднообрабатываемых сталей 12Х18Н910Т, 14Х17Н2 РИ, оснащёнными пластинами из РК ВОК-60, подвергнутыми упрочнению поверхностного слоя РИ. Исследовать эффективность внедрения РИ, оснащённых пластинами из РК, подвергнутых упрочнению поверхностного слоя химико-термическим методам, при обработки труднообрабатываемых сталей 12Х18Н910Т, 14Х17Н2 на станках с ЧПУ.	ноябрь-декабрь 2014 г.	50	Заключитель­ный Индиви­дуальный на­учно-технический отчет
	ИТОГО:		200 т.руб.

Оплата производится путем перечисления авансового платежа в размере

25% от общей стоимости работ по НИОКР. Перечисленный аванс учитывается при выполнении работ по 4-ому этапу НИОКР в соответствии с календарным планом, если заинтересуется инвестор в данной разработке и проинвестирует предложенный проект.