Название: Износостойкие покрытия режущего инструмента, работающего в условиях непрерывного резания - учебное пособие(Табаков, В. П.)

Жанр: Машиностроительный

Просмотров: 1365


4.2.3. исследование напряженного состояния режущего инструмента с многоэлементными покрытиями

 

Оценку напряженного состояния режущего инструмента проводили по контактным напряжениям σN  и τF  [77, 123] и напряжениям σх, действующим в режущем клине инструмента (см. п. 4.1).

Нанесение многоэлементных покрытий на основе модифицированного нитрида титана снижает нормальные σN и касательные τF напряжения, действующие на передней поверхности режущего инструмента, что связано с уменьшением удельных контактных нагрузок qN и qF и увеличением длины контакта стружки Cγ (табл. 4.14 и 4.15). В большей степени снижают величину σN и τF нанесение покрытий, легированных  кремнием, алюминием и цирконием (на (4 – 10)\%), введение в состав базовых покрытий железа, хрома и молибдена приводит к меньшему их изменению.

Для режущего инструмента с многоэлементными покрытиями на основе модифицированного нитрида титана наблюдается снижение показателя степени n,  характеризующего  неравномерность  напряжений,  что  свидетельствует  о более равномерном распределении нормальных и касательных контактных напряжений на передней поверхности режущего инструмента. Степень влияния легирующих элементов на изменение величины n аналогична их влиянию на нормальные и касательные напряжения, действующие на передней поверхности режущего инструмента.

Рассмотрим распределение напряжений σх в режущем клине при изменении содержания второго легирующего элемента Ме2 в многоэлементных покрытиях на основе нитридов. Оценку напряженного состояния режущего клина  инструмента  проводили  с использованием  пакета программ ANSYS по

 

 

 

 

 

 

 

 

Покрытие

Содержание

легирующего элемента Ме2,

\% мас.

 

 

 

σ ,

МПа

 

 

 

τ ,

МПа

 

 

 

 

n

 

 

 

σ      ,

МПа

1

2

3

4

5

6

7

1

TiAlN

-

1804

537

2,029

846

2

TiAlFeN

0,43

1732

527

1,978

810

3

TiAlFeN

0,85

1695

522

1,952

795

4

TiAlFeN

1,22

1693

522

1,949

796

5

TiAlMoN

2,08

1748

532

1,979

818

6

TiAlMoN

4,12

1725

530

1,960

808

7

TiAlCrN

1,35

1776

534

2,000

833

8

TiAlCrN

5,96

1717

527

1,948

802

9

TiAlCrN

11,12

1702

526

1,939

808

10

TiAlZrN

4,61

1743

526

1,987

808

11

TiAlZrN

12,17

1685

516

1,956

781

12

TiAlZrN

23,39

1681

517

1,956

786

13

TiAlSiN

0,25

1733

522

1,994

798

14

TiAlSiN

0,49

1694

513

1,977

776

15

TiAlSiN

0,83

1671

509

1,966

770

 

 

 

 

 

 

 

16

TiZrN

-

1839

544

2,026

857

17

TiZrFeN

0,49

1796

539

1,987

824