CC BY
6ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ
ТЕХНОЛОГИЯ
моменту резания Мроз, то правомерно выражение:
^=(^рез + ^гаи) Чт. (3)
коэффициент пропорциональности между срезаемой площадью и тангенциальной силой резания; к - коэффициент пропорциональности между срезаемой площадью и тангенциальной силой трения.
где /с,
рез
О 0.75 0.6 0.45 0,3 0.15
Мег,ММ3 ■
-
А ст=Щ
■
/
/
/
/ - 1., ММ
0.5
1.5
2.5
Рис. 3. График, зависимости суммарного статичес<ого момента М от глубины врезания заборного конуса метчика I
С другой стороны, известны, эмпирические зависимости крутящего момента М от параметров нарезаемой резьбы [2]:
М= 10 См Од Ру
к,,
(4)
где Р - шаг нарезаемой резьбы, мм; О - номинальный диаметр резьбы, мм; См, - коэффициенты, зави-
сящие от типа метчика и обрабатываемого материала
Приравнивая правые части выражений (3) и (4), можно определить суммарный коэффициент пропорционально-сти (^ре;+ *тр) и, таким образом, перейти к рассмотрению сил на каждом зубе в отдельности.
Анализ векторных сумм сил, воздействующих на зубья метчика, позволит прогнозировать величины разбивки резьбы, возникающие при её изготовлении.
Список литературы
1. Горленко, О. А. Назначение допусков и исполнительных размеров метчиков /О. А. Горлен<о, И. А. Стешкова // СТИН. -2005. -№3.-С.11-15.
2. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т.2/ под ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова. - М. : Машиностроение, 1985.-С.293-298
ДВУХРУЧЬЕВОЙ ЛИТЕЙНО-КОВОЧНЫЙ МОДУЛЬ ГОРИЗОНТАЛЬНОГО ТИОА ДЛЯ ПР0И300ДСТ0А НЕВРЕРЫВНОЛИТЫХ ДЕФОРМИРОВАННЫХ ЗАГОТОВОК ИЗ ЦВЕТНЫХ СПЛАВОВ1
В. И. ОДИНОКОВ, доктор техн. наук, В. В. ЧЕРНОМ АС, канд. техн. наук, Н.С. ЛОВИЗИН, канд. ф-мат. наук, ИМиМ ДВО РАН, г. Владивосток
В Институте машиноведения и металлургии ДВО РАН (ИМиМ ДВО РАН) разработан и изготовлен двух-ручьевой литейно-ковочный модуль горизонтального типа, позволяющий получать из расплавленного металла в непрерывном режиме деформированный профиль заданного поперечного сечения [1]. В статье приводятся данные о конструкции, технологических особенностях получения непрерывнолитых деформированных заготовок (НЛДЗ), а также результаты металлографических исследований образцов НЛДЗ из технической меди. Представлены результаты оценки размсрно-гсомстричсской точности образцов НЛДЗ.
Для получения непрерывнолитых деформированных заготовок (НЛДЗ) из цветных сплавов используются технология и комплекс оборудования для ее реализации, разработанные в Институте машиноведения и металлургии ДВО РАН [1]. Сущность разработанного технологического процесса заключается в совмещении в одном устройстве одновременно трех технологических процессов, а именно
непрерывного литья, жидкой штамповки и горячей обработку металлов давлением. В состав комплекса оборудования входят: индукционный плавильный агрегат марки ППИ-0,06, заливочно-дозирующее устройство и двухручьевой литейно-ковочный модуль горизонтального типа (ЛКМГ) с регулируемым приводом.
На рис. 1 представлен внешний вид опытно-промьш-ленной установки ЛКМГ, изготовленной и установленной в ИМиМ ДВО РАН.
На рис. 2 показана схема ЛКМГ. Он включает в себя водоохлаждаемый кристаллизатор, состоящий из че~ы-рех частей: двух боковых стенок 7, верхней и нижней стенок 5. Каждая из боковых стенок закреплена в суппорте 2 и приводится в движение двумя приводными эксцентриковыми валами 3. Валы 3 установлены в подшипниках верхней и нижней крышки 4, и их вращение происходит навстречу друг другу.
Верхняя и нижняя стенки 5 приводятся в движение (в горизонтальной плоскости) с помощью одной из пар приводных эксцентриковых валов 3 посредством эксцентри-
' Работа выполнена при финансовой поддержке ДВО РАН (Грант ДВО РАН № 06- 1-ЭММПУ-123). 12 №1 (38)2008
ТЕХНОЛОГИЯ
ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ
ковых втулок 6. Верхняя и нижняя стенки плотно прижимаются к боковым стенкам 1 нажимными устройствами 7, устансвленными в крышках 4 через плоский подшипник 8 с шариками. Боковые стенки 1 имеют наклонные и прямые участки. В верхней стенке 5 расположено окно для установки разливочного стакана. Такое же окно имеет и верхняя крышка 4. Эксцентриковые валы состоят из трех участков. Средний участок имеет эксцентриситет е1 и приводит в движение боковые стенки 7. Верхний и нижний участки вала 3 имеют эксцентриситет е2 и приводят в движение стенки 5 через систему 6 (е, < е2). С правой стороны суппорты 2 крепятся на эксцентриковых валах 3 с помощью устройства, позволяющего перемещаться суппорту 2 относительно осей валов 3 по подшипникам скольжения.
Рис. 1. Внешний вид опытно-промышленной установки ЛКМГ 7 4 3
ствует деформации закристаллизовавшегося металла и попеременную выдачу заготовки. Верхняя и нижняя стенки кристаллизатора, связанные только с эксцентриковыми валами, совершают в процессе вращения валов 3 возвратно-поступательное движение в горизонтальной плоскости, способствуя попеременному продвижению закристаллизовавшегося металла (самоподачу) выхода заготовки. Движение стенок 5 осуществляется через эксцентрики 10, расположенные на крайних участках валов 3. Они повернуты относительно эксцентрика среднего участка 9, на котором крепится суппорт 1, на 90е. Для предотвращения размывания нижней стенки кристаллизатора она выполняется со вставкой 11 из жаропрочного материала. Работа ЛКМГ осуществляется следующим образом. Предварительно, перед заливкой кристаллизатора ЛКМГ расплавом, в его калибрующих частях (частях кристаллизатора, которые формируют поперечное сечение НЛДЗ) устанавливают «затравки» из пластичного металла. Эти «затравки» необходимы для того, чтобы обеспечить замкнутость внутренней полости кристаллизатора. Кристаллизатор разогревают до требуемого, технологическими режимами, распределения температур. Затем расплавленный металл из заливочно-дозиру-ющего устройства подается в сборный кристаллизатор, образующий замкнутый объем. Подача расплава во внутреннюю полость кристаллизатора осуществляется через огнеупорный разливочный стакан, установленный в окнах стенки ^ станины и верхней стенки 5. После заполнения кристаллизатора расплавом зключают привод ЛКМГ и устанавливают требуемое число оборотов эксцентриковых приводных валов ЛКМГ. Далее согласовывается частота зращения приводных валов с расходом расплава из заливочно-дозирующего устройства.
На опытно-промышленной установке ЛКМГ были получены образцы НЛДЗ из технической меди марки М1 ГОСТ10018-79 (рис. 3).
Рис. 2. Схема ЛКМГ
Рис. 3. Фо_ографии образца НЛДЗ из сплава М1
Работа устройства осуществляется следующим образом. При установившейся работе жидкий металл через разливочный стакан, установленный в окнах крышки 4 и верхней стенки 5, заливается в сборный кристаллизатор, образующий бункер, где происходит кристаллизация металла. При вращении приводных эксцентриковых валов боковье стенки кристаллизатора совершают навстречу друг другу сложное движение в горизонтальной плоскости по замкнутой траектории. Это движение определяется величиной эксцентриков, их ориентацией относительно друг друга и направлением вращения валов в каждой боковой стенке. Такое движение боковых стенок способ-
В качестве показателей качества, полученных образцов НЛДЗ были выбраны данные микроструктурного анализа (величина хорды зерна, равномерность распределения зерна), поверхностная твердость, а также их размерно-геометрическая точность. При изготовлении НЛДЗ из технической меди технологические и конструктивные параметры были следующие: размер поперечного сечения заготовки - 3046 мм; длина заготовки - 500 мм; степень обжатия заготовки в калибрующей части кристаллизатора ЛКМГ - 0,6; начальная температура в центральной части кристаллизатора ЛКМГ - 700 "С; ¡еммерагура заливки - 1150 °С; скорость выхода НЛДЗ - 1,5 м/мин.
№1(38)2008 13
CJyi обработка металлов
технология
Рис. 4. Микроструктура образца НЛДЗ из сплава М 1(41000)
В микроструктуре образцов НЛДЗ (рис.4) наблюдаются две структурные составляющие - твердый раствор меди с растворяющимися в ней примесями, закристаллизовавшийся в виде мелких зерен и легкоплавкая эвтектика, которая располагается и по границам зерен, и в виде ско-апесцировавшихся участков. При горячей деформации в твердо-жидком состоянии твердый раствор меди уже закристаллизовался, а легкоплавкая эвтектика находилась в жидком состоянии. Это позволило эвтектике, перемещаясь под давлением между кристаллитами меди, образовать
характерные участки. О наличии обжатия при таких температурах говорит наличие деформированных, вытянутых в направлении деформации зерен твердого раствора меди. Металл имеет однородную по размеру зерна структуру с размерами хорд 0,019...0,026 мм. Поверхностная твердость тест-образцов составила 80-90НВ.
Размерно-геометрическую точность образцов НЛДЗ типа полосы, размерами 30x6 мм, оценивали по отклонениям ее толщины от номинальных размеров оснастки. В качестве номинального размера оснастки был выбран размер калибрующей части подвижного кристаллизатора ЛКМ. Измерения производили вдоль осевой линии заготовки с шагом измерений в 20 мм. Количество точек измерений составляло не менее 20 по одному образду. После статистической обработки результатов измерений среднее абсолютное отклонение от номинального размера составило 0,18 мм при доверительной вероятности 0,95. Это отклонение соответствует 3 классу точности по ГОСТ 26645-85 и является характерным для заготовок аналогичного типоразмера, которые изготавливаются специальными способами литья (литье под давлением, жидкая итамповка).
Список литературы
1. Одинокое В. И. Теоретическое и экспериментальное исследование непрерывного процесса кристаллизации металла при одновременном его деформировании / В.И. Одинокое, Б.И. Проскуряков, В.В. Черномас. VI.: Наука 2006. - 111 с.
КОМПОЗИЦИОННЫЕ НИКЕЛЬ-АЛМАЗНЫЕ ПОКРЫТИЯ
В.Н. БЕЛЯЕВ, доцент, канд.техн.наук, A.B. ФРОЛОВ, доцент, канд.техн.наукБТИ АлтГТУ,
И. С. ЛАРИОНОВА, нач. лаб. ФГУП «ФИПЦ «Алтай», г. Бийск
Электролитические и химические покрытия широко используются в машиностроении для увеличения износостойкости и коррозионной стойкости деталей машин и инструмента, при восстановлении изношенных деталей, снижении коэффициента трения в парах трения и др. Одним из способов повышения качества электролитических покрытий является введение в электролиты различных дисперсных частиц - твёрдых наполнителей (ЭЮ, В4С. 813М4, различных алмазов и др.). В настоящее время в качестве твёрдого наполнителя широко применяются на-ноалмазы детонационного синтеза. Размеры используемых частиц ультрадисперсного алмаза (УДА) находятся в пределах от 4 до 100 нм, при этом удельная поверхность УДА по разным оценкам составляет от 300 до 450 м2/г.
В ФГУП «ФНПЦ «Алтай» было исследовано влияние УДА в электролите на свойства получаемых никелевых электрохимических и химических покрытий. Для экспериментов использовали стандартные электролиты, в качестве материала подложки - сталь 40Х, чугун ВЧ-45-5, алюминиевые сплавы АК-12 и Д-16. Концентрацию УДА в электролите изменяли от 5 до 10 г/л. В электролит УДА вводили в виде воднсй суспензии.
На снимках, выполненных при помощи электронного микроскопа, видно, что структура никелевого покрытия, полученного из электролитов, содержащих УДА, более мелкозернистая по сравнению со структурой покрытия, полученного из «чистых» электролитов (без УДА) (рис. 1, 2).
а б
Рис. 1. Микроструктура электрохимических Ni (а) и Ni-УДА (б) покрытий (сталь 40Х, увеличение х5000)
а б
Рис. 2. Микроструктура химических №-Р (а) и №-Р-УДА (б) покрытий на чугуне (увеличение х 1000)
Рентгеноструктурный анализ также показал изменение структуры никелевых покрытий, полученных из электрелитов с УДА (см. таблицу)
14 № 1 (38) 2008
