Исследование возможностей концевых монолитных твёрдосплавных фрез для обработки заготовок деталей, имеющих градиент твёрдости

Цель – исследовать период стойкости концевых монолитных твердосплавных фрез при фрезеровании материалов заготовок деталей с твердостью основы HRC 40 при твердости поверхностного слоя HRC 65 и выше. Для обработки заготовок использовали концевые монолитные твердосплавные четырехзубые и девятизубые фрезы; контрольные фрезы были без покрытия. На исследуемых фрезах покрытия исполнялись многослойными, наноструктурированными толщиной до 5 мкм, которые наносили методом конденсации с ионной бомбардировкой на установке серии Булат. Были изучены покрытия трех видов. Первое выполнено из карбонитрида титана и слоя нитрида титана (TiCN+TiN); второе – смеси титана с алюминием и слоя оксида алюминия, смеси нитрида титана с алюминием и слоя оксида алюминия ((TiAl)N+Al2O3+(TiAl)N+Al2O3). Третий вид покрытия состоял из карбонитрида титана со слоем нитрида смеси титана и алюминия, слоев оксида алюминия и карбида титана (TiCN+(TiAl)N+Al2O3+TiC). Обрабатываемые заготовки имели наплавку поверхностного слоя твердостью выше HRC 61. Наплавку наносили с помощью установки дуговой сварки модели TST 350, дополненной сварочным полуавтоматом модели ПДГ0–527-4А при использовании порошковой проволоки марки ПП-АН167. Установлено, что период стойкости девятизубой фрезы без покрытия и с покрытием превышает аналогичные периоды стойкости четырехзубой фрезы. По результатам экспериментов отмечено, что на девятизубой фрезе покрытие состава TiCN+(TiAl)N+Al2O3+TiC более рационально, и по периоду стойкости превосходит покрытие (TiAl)N+Al2O3+(TiAl)N+Al2O3 во всем диапазоне скоростей резания. Получены зависимости периода стойкости от скорости резания отдельно для концевых монолитных твердосплавных девятизубых фрез и концевых монолитных твердосплавных четырехзубых фрез с различными многослойными наноструктурированными покрытиями. По выявленным зависимостям можно установить наиболее рациональные условия эксплуатации этих фрез. Результаты исследований могут использоваться при создании технологий изготовления деталей с твердостью поверхностного слоя выше HRC 65.

высокотвердый наплавленный слой, монолитные концевые фрезы с покрытиями, период стойкости концевых фрез, скорость резания