Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, Россия:

М. А. Адмакин, доцент кафедры машиностроения, канд. техн. наук, эл. почта: Admakin_MA@pers.spmi.ru
А. Д. Халимоненко, доцент кафедры машиностроения, канд. техн. наук, эл. почта: Khalimonenko_AD@pers.spmi.ru
В. П. Захарова, доцент кафедры машиностроения, канд. техн. наук, эл. почта: zakharova_vp@pers.spmi.ru
Нгуен Ван Дао, аспирант кафедры машиностроения, эл. почта: nguyenvandao091097@gmail.com

Представлено исследование обрабатываемости маломагнитных высокомарганцовистых сталей при их механической обработке резанием. Рассмотрены область применения и основные проблемы, возникающие при механической обработке резанием высокомарганцовистых сталей. Представлены результаты проведенных исследований при черновом и чистовом наружном точении заготовок из пруткового материала круглого сечения и при сверлении и нарезании резьбы в отверстиях заготовок, выполненных из маломагнитной высокомарганцовистой стали марки 80Г20Ф2Ю. Исследованы зависимости износа режущего инструмента, выполненного из различных инструментальных материалов, по задней грани и сил резания от времени резания при черновом и чистовом точении, сверлении и нарезании резьбы. Приведены результаты экспериментов, выведены эмпирические зависимости сил резания и износа по задней грани применяемых в процессе механической обработки инструментов. Математический анализ однофакторного эксперимента по обработке заготовок из высокомарганцовистых сталей проводили методом наименьших квадратов. Выведенные по результатам проведенных экспериментов формулы зависимостей износа инструмента по задней грани от времени его работы при различных видах механической обработки позволяют выработать оптимальную стратегию обработки заготовок из высокомарганцовистых сталей для условий автоматизированного производства. Представлены рекомендации по величине предельного износа инструмента, применяемого для обработки резанием маломагнитных высокомарганцовистых сталей. Даны необходимые пояснения и рекомендации по механической обработке резанием, позволяющие оптимизировать выбор состояния режущей части инструмента и технологические процессы изготовления деталей из высокомарганцовистых сталей.

1. Nguyen K. L., Gabov V. V., Zadkov D. A. Improving efficiency of cleanup and coal flow formation on conveyor by shearer loader with accessorial blade // Eurasian Mining. 2019. Vol. 1. P. 37–39.
2. Иванов С. Л., Иванова П. В., Кувшинкин С. Ю.Оценка наработки карьерных экскаваторов перспективного модельного ряда в реальных условиях эксплуатации // Записки Горного института. 2020. Vol. 242, Iss. 2. C. 228–233.

3. Zhukov I. A., Smolyanitsky B. N., Timonin V. V. Improvement of down-the-hole air hammer efficiency by optimizing shapes of colliding parts // Journal of Mining Science. 2018. Vol. 2, Iss. 54. P. 212–217.
4. Litvinenko V. S., Dvoynikov M. V., Trushko V. L. Elaboration of a conceptual solution for the development of the Arctic shelf from seasonally flooded coastal areas // International Journal of Mining Science and Technology. 2022. Vol. 32, Iss. 1. P. 113–119.
5. Kopac J. Hardening phenomena of Mn-austenite steels in the cutting process // Journal of Materials Processing Technology. 2001. Vol. 109, Iss. 1–2. P. 96–104.
6. Гуревич Я. Л., Горохов М. В., Захаров В. И. и др. Режимы резания труднообрабатываемых материалов : справочник. — М. : Машиностроение, 1986. — 240 с.
7. Подураев В. Н. Резание труднообрабатываемых материалов. — М. : Высшая школа, 1974. — 587 с.
8. Болобов В. И., Ахмеров Э. В., Ракитин И. В. Влияние вида горной породы на закономерности изнашивания коронки зуба ковша экскаватора // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2022. № 6 (2). С. 189–204.
9. Kivak T., Uzun G., Ekici E. An experimental and statistical evaluation of the cutting parameters on the machinability of hadfield steel // Gazi University Journal of Science. 2016. Vol. 29, Iss. 1. P. 9–17.
10. Шифрин А. Ш. Механическая обработка резанием высокомарганцовистых сталей: обзор. — Л. : Румб, 1975. — 92 с.
11. Ali A. K., Fatah T. A., Gaafer A. M., Mahmoud T. S. Machinability of manganese steel during turning process // Journal of Engineering and Applied Science. 2020. Vol. 67, Iss. 2. P. 487–505.
12. Ekici E. Milling behavior of Hadfield steel with cryogenically treated tungsten carbide inserts // Materialpruefung/Materials Testing. 2015. Vol. 57, Iss. 11–12. P. 968–976.
13. Zellagui R., Hemmouche L., Ait-Sadi H., Chelli A. Effect of Element Addition, Microstructure Characteristics, Mechanical Properties, Machining and Welding Processes of the Hadfield Austenitic Manganese Steel // Archives of Metallurgy and Materials. 2022. Vol. 67, Iss. 3. P. 863–868.
14. Yilmaz V., Sankaya M., Dilipak H. Investigation of deep-drilled microhole profiles in Hadfield steel // Materialpruefung/Materials Testing. 2016. Vol. 58, Iss. 3. P. 224–230.
15. Pyatykh A., Savilov A., Timofeev S. Investigation of Hadfield Steel Machinability in Milling Operations // Key Engineering Materials. 2022. Vol. 910. P. 123–128.
16. Horng J.-T., Liu N.-M., Chiang K.-T. Investigating the machinability evaluation of Hadfield steel in the hard turning with Al₂O₃/TiC mixed ceramic tool based on the response surface methodology // Journal of Materials Processing Technology. 2008. Vol. 208, Iss. 1–3. P. 532–541.
17. Özler L., Inan A., Özel C. Theoretical and experimental determination of tool life in hot machining of austenitic manganese steel // International Journal of Machine Tools and Manufacture. 2001. Vol. 41, Iss. 2. P. 163–172.
18. Artamonov E. V., Tveryakov A. M., Shtin A. S. Determination of conditions ensuring maximum operability of replaceable hard-alloy cutting plates during blade processing // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. Vol. 971, Iss. 2. 022045.
19. Jiao A., Liu W. Study of Manufacturing Process of Holes in Aeroengine Heat Shield // International Journal of Aerospace Engineering. 2019. 5194268.
20. Maksarov V. V., Vasin S. A., Efimov A. E. Dinamic Stabilization in Reaming Internal Surfaces of Welded Components // Russian Engineering Research. 2021. Vol. 41, Iss. 10. P. 939–943.
21. ОСТ 5.9689–77. Обработка механическая высокомарганцовистых сталей. Геометрия режущего инструмента и режимы резания. — Введ. 01.01.1979.
22. Mokritskii B. J., Shelkovnikov V. Y. Turning and milling conceptual issues // Lecture Notes in Networks and Systems. 2021. Vol. 200. P. 538–547.
23. Анцев А. В., Пасько Н. И., Анцева Н. В. Оптимизация скорости резания и замены инструмента при обработке черных металлов с учетом разброса периода стойкости // Черные металлы. 2019. № 5. С. 41–45.
24. Mavliutov A. R., Zlotnikov E. G. Optimization of cutting parameters for machining time in turning process // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2018. Vol. 327, Iss. 4. 42069.
25. Адмакин М. А., Семенюк Н. А. Исследование операций сверления и нарезания резьбы при обработке маломагнитной высокомарганцовистой аустенитной стали // Неделя науки СПбПУ. 2018. С. 313–316.
26. Maksarov V., Efimov A., Olt J. Improving the quality of hole processing in welded products made of dissimilar materials with a new boring tool // International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2022. Vol. 118, Iss. 3–4. P. 1027–1042.
27. Адмакин М. А., Семенюк Н. А., Пичужников А. В. Исследование обрабатываемости резанием стали Гадфильда // Научный потенциал молодежи и технический прогресс. 2019. С. 34–37.
28. Безъязычный В. Ф., Счерек М. Развитие исследований тепловых процессов в технологии машиностроения // Записки Горного института. 2018. Т. 232. C. 395–400.
29. Zhukov E. L., Kozar I. I., Olodyazhniy D. Y. Problems of ensuring quality of a surface layer when producing components from hard-to-process heat resistant alloys // Acta Metallurgica Slovaca. 2016. Vol. 22, Iss. 2. P. 128–132.
30. Pompeev K. P., Timofeev D. Yu. Precision dimensional analysis in CAD design of reliable technologies // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2018. Vol. 194, Iss. 2. 022028.
31. Kulchitskiy A. Optical inspection systems for axisymmetric parts with spatial 2d resolution // Symmetry. 2021. Vol. 13, Iss. 7. 1218.
32. Максаров В. В., Кексин А. И., Филипенко И. А. Влияние процесса магнитно-абразивной обработки на шероховатость плоских изделий из алюминиевого сплава марки АМц // Цветные металлы. 2022. № 7. С. 82–87.
33. Kadochnikov V. G., Dvoynikov M. V. Development of technology for hydromechanical breakdown of mud plugs and improvement of well cleaning by controlled buckling of the drill string // Applied Sciences (Switzerland). 2022. Vol. 12, Iss. 13. 6460.
34. Сербин Д. В., Дмитриев А. Н. Экспериментальные исследования теплового способа бурения плавлением скважины в ледовом массиве с одновременным контролируемым расширением ее диаметра // Записки Горного института. 2022. Т. 257. С. 1–10.
35. ГОСТ 19257–73. Отверстия под нарезание метрической резьбы. Диаметры. — М. : Издательство стандартов, 2002.