ЕФЕКТИВНІСТЬ ТОРЦЕВОГО ФІНІШНОГО ФРЕЗЕРУВАННЯ ЧАВУНІВ З ВЕРМИКУЛЯРНИМ ГРАФІТОМ ІНСТРУМЕНТАМИ З КУБІЧНОГО НІТРИДУ БОРУ ТА З НІТРИДНОЇ КЕРАМІКИ

Анотація

У статті викладено зведені результати експериментальних досліджень впливу режимів різання та типу
інструментального матеріалу на зношування інструменту, параметри якості поверхні та мікроструктуру
обробленого шару чавуну з вермикулярним графітом марки CGI450 при фінішному торцевому фрезеруванні. Було
застосовано метод Бокса-Бенкена для планування експерименту та підхід з множинними критеріями. Це
дозволило дослідити взаємний вплив основних параметрів обробки - швидкості різання, подачі на зуб та глибини
різання - на ключові критерії ефективності процесу фінішного торцевого фрезерування.До них відносяться: знос
інструменту (VB), шорсткість обробленої поверхні (Ra), продуктивність процесу фрезерування (MRR).
Під час дослідження порівнювали інструменти з кубічного нітриду бору (КНБ) та нітридної кераміки (НТК).
Виявилось, що КНБ забезпечує формування зміцненого поверхневого шару з високими залишковими напруженнями
стискання (до -166,42 МПа), подрібненою структурою матриці та підвищеними мікродеформаціями. Це свідчить
про інтенсивне поверхневе зміцнення. Шорсткість поверхні 0,16 < Ra ≤ 0,63 мкм. Інструменти з НК
демонструють дещо вищу зносостійкість і стійкість при обробці при високих швидкостях різання. Однак вони
мають слабше виражене структурне зміцнення і характеризуються не набагато гіршими параметрами Ra. Крім
того, була проведена економічна оцінка, у якій врахована вартість інструменту та собівартість обробки одного
кілометра шляху різання. В результаті встановлено, що на чистових режимах фрезерування ЧВГ (швидкість
різання 400-800 м/хв, подача 0,1-0,15 мм/зуб, глибина різання 0,08-0,15 мм) використання різальних пластин круглої
форми з нітридної кераміки є значно рентабельнішим, ніж пластин з КНБ. На основі аналізу отриманих
результатів сформульовано рекомендації щодо вибору інструментального матеріалу в залежності від виробничого
пріоритету: КНБ - для досягнення максимальної якості поверхні та підвищеної зносостійкості поверхневого шару;
Нітридна кераміка - для забезпечення економічної ефективності та стабільності процесу при серійній обробці.
Представлені дані можуть бути використані для оптимізації процесу фрезерування чавунів з вермикулярним
графітом у відповідальному машинобудівному виробництві.