CC BY
32
Таблица 4
Ориентировочные размеры корригированных метчиков-протяжек для метрической резьбы (к рис. 5)
Резьба Конструктивные элементы корригированных метчиков-протяжек
D х S / и h h * и h h di d2 йз d4 d5 d6
М27хЗ 265 35 105 27 98 15 210 23,9 24,0 13,5 8 6 M8
М30х3,5 290 40 120 32 98 17 245 23,9 26,4 15 8 6 M8
М36х4 330 45 145 36 109 20 280 30 32,0 18 10 8 M10
М42х4,5 350 50 160 40 120 23 300 30 37,4 26 10 10 M10
М48х5 385 55 175 45 130 25 335 30 42,9 30 10 10 M12
М52х5 400 60 180 45 135 25 335 30 46,6 28 10 10 M12
М56х5,5 425 65 195 50 145 28 380 50 50,3 30 10 10 M12
М60х5,5 435 70 195 50 145 30 390 50 54,3 32 10 10 M12
М64х6 435 72 215 54 161 32 405 50 57,7 34 10 10 M12
М68х6 465 75 215 54 161 32 420 50 61,8 38 10 10 M12
М72х6 475 80 215 54 161 35 430 50 65,3 40 10 10 M12
Таблица 5
Дополнительные размеры и геометрические данные метчиков-протяжек
Наружный диаметр D0 метчиков в мм Диаметр dm сердцевины метчика в мм Ширина пера F в мм Число канавок Z Передний угол у в град Ширина ленточки т на вершине нарезанной части метчика в мм
До ю (0,36-0,40) D0 (0,45-0,50) Da 3 6 0,3
12-16 (0,4-0,45) D0 (0,32-0,35) D0 3 6-8 0,3-0,45
18-32 (0,45-0,50) Da (0,22-0,25) D0 4 8-10 0,5-0,8
Св. 32 (0,50-0,55) D0 (0,20-0,22) D0 5-8 10-12 0,9-1
Выводы
1. В работе получены параметры начального состояния метчиков-протяжек, обеспечивающие надежность резьбопротягивания трапецеидальных и метрических резьб.
2. Практическое использование корригированных метчиков-протяжек позволило увеличить стойкость по сравнению с ранее применявшимися метчиками-протяжками с прямой конусностью в 1,5-1,6 раза.
Список литературы
1. Гениатулин A.M., Кузнецов В.П., Схиртладзе А.Г., Борискин В.П.,
Дмитриева О.В., Филонов В.А. Технология производства крепежа: Учебное пособие,- Старый Оскол: ООО «ТНТ», 2007.-360 с.
A.M. Гэниатулин, В.П. Кузнецов Курганский государственный университет
АНАЛИЗ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ МЕТЧИКОВ-ПРОТЯЖЕК С ПОМОЩЬЮ ДИАГРАММ ИСИКАВЫ
В современном машиностроении резьбопротягива-ние получило достаточно широкое распространение при обработке крупных внутренних резьб [1 ]. В некоторых случаях резьбопротягивание является единственным способом обработки специальных гаек с отверстием большой длины при сравнительно малом диаметре. Метчики-протяжки позволяют нарезать внутреннею резьбу любого профиля с любым числом заходов при большой длине нарезанной части, обеспечивая высокое качество резьбы с точностью по 6Н.
Для анализа показателей надежности метчиков-протяжек на различных стадиях их жизненного цикла может быть использована причинно-следственная диаграмма. Диаграмма «причины - результат» предложена проф. Исикава (Япония) для структуризации отношений между некоторым заранее определенным показателем качества и множеством факторов, которые могут влиять на этот показатель. Эта диаграмма (рис. 1) строится в следующей последовательности [2]:
1) определяется цель анализа и выделяется показатель качества, подлежащий исследованию;
2) выделяются главные причины, влияющие на данный показатель качества в первую очередь;
3) выделяются вторичные причины (факторы), влияющие на главные, которые называют факторами 2-го уровня;
4) выделяют факторы 3-го уровня, влияющие на факторы 2-го уровня.
Для анализа можно вовлечь 4-6 главных факторов, до 6 факторов 2-го уровня на каждый главный, до 8 факторов 3-го уровня на каждый фактор 2-го уровня.
Рис. 1. Диаграмма Исикавы
Отношения между показателями надежности и воздействующими факторами на стадии проектирования метчиков-протяжек представлены на рис. 2.
Рис. 2. Причинно-следственная диаграмма анализа параметров начального состояния метчиков-протяжек
на стадии проектирования.
1 - твердость; 2 - теплостойкость; 3 - вязкость; 4 - остаточное напряжение; 5 - балл зерна; 6 - Прочность; 7 - износостойкость; 8 - карбидная неоднородность; 9 - остаточный аустенит; 10 - микроструктура поверхностного слоя
Стадия проектирования включает в себя два этапа: определение условий эксплуатации инструмента и назначение параметров начального состояния инструмента для известных условий эксплуатации и требований к обработке. Исходными данными являются: обрабатываемая деталь, размеры резьбы (диаметр, шаг, длина), материал, заготовка, производительность, экономические показатели и др.
В отличие от многих других методов обработки металлов резанием высокая надежность зависит от ряда начальных параметров, определяемых конструкцией метчика-протяжки: схемы резания, толщины срезаемого слоя, геометрических параметров. Расчет исполнительных размеров метчиков-протяжек и допусков на них проводят с учетом требуемой точности резьбы и размеров гайки.
При выборе схемы резания следует принимать во внимание следующие моменты. Односекционные протяжки работают по такой же (генераторной) схеме резания, как и обычные метчики в том случае, когда они не имеют прямой конусности по среднему диаметру резьбы.
Зубья односекционного метчика-протяжки с прямой конусностью по среднему диаметру работают по профильной схеме резания.
При нарезании трапецеидальных резьб в стальных деталях большой длины хорошие результаты дает применение групповой (прогрессивной) схемы резания. Благодаря стачиванию некоторой части профиля зуба обеспечивается разгрузка режущих зубьев.
Для нарезания гаек большой длины, а также для нарезания резьбы в деталях из жаропрочной и нержавеющей стали, применяют многосекционные метчики-протяжки с несколькими резьбовыми участками, имеющими двойной заборный конус. Наличие проточек на
метчике-протяжке и заборного конуса на каждом из резьбовых участков облегчает резание вязких материалов, создает лучшие условия для выхода стружки, снижает трение на резьбовой поверхности и тем самым значительно разгружает метчик. Заборный конус делается с таким расчетом, чтобы его начало совпадало с наружным диаметром последних зубьев метчика, уже прошедших сквозь деталь.
Полный перечень задач для технологического процесса изготовления метчиков-протяжек может быть сконцентрирован в диаграмме, представленной на рис. 2 [3].
Цель стадии изготовления - обеспечение начального состояния инструментов- обозначена центральной стрелкой. Боковыми стрелками обозначены основные технологические операции, необходимые для достижения цели - формирования определенных параметров начального состояния.
В формировании параметров начального состояния быстрорежущих инструментов особое внимание следует уделять термической обработке, закале и отпуску (операция 2). Режимы термической обработки оказывают существенное влияние на такие параметры, как прочность, твердость, вязкость, теплостойкость, балл зерна и др. Быстрорежущая сталь Р6М5 - основная сталь, применяющаяся для метчиков-протяжек, имеет узкий диапазон закалочных температур (в пределах 10 0С), при которых обеспечиваются оптимальные свойства. В связи с этим появляются определенные сложности в обеспечении требуемых параметров.
Операция 3 технологического процесса - окончательная размерная обработка инструмента. Основная цель операции - обеспечение заданных размеров, геометрии и шероховатости. Для избежания дефектов в поверхностном слое нельзя допускать перегрева при шлифовании на повышенных режимах.
Рис. 3. Причинно-следственная диаграмма анализа технологического процесса изготовления метчиков-протяжек
Рис. 4. Причинно-следственная диаграмма анализа показателей надежности на стадии эксплуатации метчиков-протяжек
Следующая операция 4 - комплексная упрочняющая обработка с целью повышения таких параметров состояния как твердость, теплостойкость, износостойкость, антифрикционные свойства. На этой операции главное внимание должно быть уделено химсоставу и режимам обработки.
Диаграмма отношений между главным показателем надежности - безотказностью метчиков-протяжек и воздействующими факторами при эксплуатации метчиков-протяжек представлена на рис. 4.
Существенными факторами, влияющими на важнейший показатель надежности метчиков-протяжек -безотказность, являются обрабатываемый материал, состояние оборудования, режимы эксплуатации, стойкость инструмента.
На стадии эксплуатации инструмента показатели его надежности должны обеспечиваться или повышаться следующим образом:
- путем выбора соответствующего оборудования и метода резьбопротягивания;
- путем корректировки режимов резания с учетом свойств заготовки (прочность, твердость), вида СОЖ, требуемой производительности, экономических показателей;
- выявления закона распределения стойкости для расчета показателей надежности инструмента;
- диагностирования состояния инструмента с целью управления процессом его эксплуатации и смены инструмента по фактическому отказу.
Выводы
1. В работе предложено использование причинно-следственных диаграмм для анализа показателей надежности метчиков-протяжек на стадии проектирования, изготовления и эксплуатации метчиков-протяжек.
2. К достоинствам данных диаграмм относится наглядность представления анализа, достаточно независимая классификация факторов, позволяющая избежать их пересечения, что удобно для анализа.
Список литературы
1. Гениатулин А.М., Кузнецов В.П., Схиртладзе А.Г., Борискин В.П.,
Дмитриева О.В., Филонов В.А. Технология производства крепежа: Учебное пособие. - Старый Оскол: ООО «ТНТ», 2007. -360 с.
2. Сертификация сложных технических систем /Л.Н. Александровская,
И.З. Аронов, В.В. Смирнов, А.М. Шолом: Учебное пособие. - М.: Логос, 2001.- 312 с.
3. Синопальников В.А. Надежность и диагностика технологических
систем: Учебник /В.А. Синопальников, С.Н. Григорьев. - М.: Высш. шк, 2005.- 343 с.
А.К. Остапчук
Курганский государственный университет
АНАЛИЗ ПОВЕДЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СИСТЕМЫ РЕССЛЕРА
Долгое время анализ устойчивости обрабатывающих технологических систем базировался на традиционных статистических и аналитических методах, таких как спектрально-корреляционный и регрессионный анализ, методы линейной оптимизации. Вследствие такого подхода к анализу сигналов динамическая сущность процессов, их порождающих, как правило, уходит на второй план. Очевидно, что любая технологическая система подчиняется законам нелинейной динамики, т.е. является динамической системой, и происходящие в ней процессы характеризуются большой чувствительностью к начальным условиям и зависимостью от управляющих параметров. Классические подходы были разработаны для описания относительно устойчивых и мало изменяющихся процессов, где существуют строгие ограничения, конечный набор данных и возможность долгосрочного прогноза, поэтому применение таких методов к рассматриваемой системе нецелесообразно. В настоящее время разработаны и исследованы экспериментально абсолютно но-
