Эффективность технологических процессов изготовления различных деталей с использованием электроконтактно-дугового метода Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

стандарты информационного обмена, контролирующие носители информации и процессы обмена данными между системами;

стандарты в области защиты информации; стандарты электронной цифровой подписи; стандарты в области менеджмента качества (ИСО 9000) и экологического менеджмента (ИСО 14000).

На сегодняшний день действуют более 230 международных стандартов в области РЬМ, 150 из которых утверждены в 2004 году. Это характеризует динамику развития международной нормативной базы в области РЬМ-технологий и доказывает востребованность этих стандартов.

В международном масштабе работы по стандартизации в области РЬМ проводятся в рамках деятельности международной организации по стандартизации в технических комитетах ИСО.

По оценкам экспертов, эффективность производства, реализованного на базе РЬМ-технологий, примерно на 30—40 % выше эффективности традиционного производства. Внедрение РЬМ-технологий позволяет обеспечить сокращение:

затрат на разработку и производство наукоемкой продукции — на 20—30 %;

затрат, связанных с браком и устранением дефектов продукции — на 15—20 %;

затрат в период эксплуатации продукции — на 20-25 %;

времени вывода новых образцов продукции на рынок — на 60-70 %.

Мировой рынок полностью отторгает продукцию, не снабженную электронной документацией и не обладающую средствами интегрированной логистической поддержки постпроизводственных стадий ЖЦИ. Сегодня иностранные заказчики отечественной продукции выдвигают требования, удовлетворение которых невозможно без внедрения РЬМ-технологий:

представление конструкторской и технологической документации в электронной форме;

представление эксплуатационной и ремонтной документации в форме интерактивных электронных технических руководств (ИЭТР), снабженных иллюстрированными электронными каталогами запасных частей и вспомогательных материалов и средствами дистанционного заказа запчастей и материалов;

организация системы интегрированной логистической поддержки изделий на постпроизводственных стадиях ЖЦИ;

наличие и функционирование электронной системы каталогизации продукции;

наличие на предприятиях соответствующих требованиям стандартов ИСО 9000:2000 систем менеджмента качества и т. д.

Таким образом, задача развития и внедрения РЬМ-технологий на промышленных предприятиях становится государственной проблемой, от решения которой зависит эффективность развития экономики в целом.

УДК 621.71 9.048.4

М.Т. Коротких, Л.А. Ушомирская, Н.Б. Кириллов

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ИЗГОТОВЛЕНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ДЕТАЛЕЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭЛЕКТРОКОНТАКТНО-ДУГОВОГО МЕТОДА

Среди приоритетных областей реализации ключевых многопрофильных технологий существенное влияние на потенциал промышленного производства могут оказать технологии, основанные на электрофизических процессах. Механическая обработка труднообрабатываемых

сталей и сплавов не всегда обеспечивает увеличение производительности труда. В связи с этим возникает необходимость использования иных технологических процессов создания размерных заготовок, наиболее производительным из которых сейчас считается метод электроконтактно-

дуговой обработки (ЭКДО), относящийся к методам электроэрозионной обработки. Он имеет и черты методов с использованием концентрированных потоков энергии.

Значительную потребность производства в технологическом процессе разрезания заготовок для изготовления различных деталей обеспечило применение высокопроизводительного метода ЭКДО. Обработке подвергали различные материал — легированные стали, титановые сплавы, высокопрочные сплавы и др. — на различных технологических операциях, к которым относятся: разрезание различных заготовок (например, рельсов в ремонтных условиях); обработка плоских, цилиндрических и конических поверхностей тел вращения; прошивание цилиндрических отверстий, пазов. Использовали различное оборудование, оснащенное специальной оснасткой для ЭКДО, например модернизированный станок модели 4А821М, имеющий следующие технические характеристики:

Мощность установки ЭКДО................до 120 кВт

Производительность съсма

металла.......................................до ПО см2 / мин

Рабочее напряжение................................. 26—32 В

Сила рабочего тока..................................до 2500 А

Диаметр заготовки...................................до 160 мм

Диаметр электрода—инструмента

(ЭИ)......................................................до 840 мм

Толщина ЭИ...........................................1,2—1,5 мм

Относительный износ ЭИ..........................до 14 %

Шероховатость обработанной

поверхности (черновой режим), Я1.......до 170 мм

Зона термического влияния................0,2—0,5 мм

Рабочая зона станка модели 4А821М показана на рис. 1.

В качестве электрода-инструмента рекомендуется применять диск из сталей марок СтЗ, Ст5 холоднокатаного проката толщиной 1,2—1,5 мм и диаметром 840 мм. Увеличение толщины диска снижает производительность резания, увеличивает толщину реза, затрудняет его рихтовку и увеличивает нагрузку на двигатель. Диск представлен на рис. 2.

Технологические и электрические параметры электроконтактного резания различных марок материалов приведены в табл. 1.

На основании выполненных исследований разработаны и внедрены ряд установок для электроконтактно-дуговой обработки броней конусов из стали марки 110Г1ЗЛ, разрезки рель-

Машиностроение^

Рис. 1. Рабочая зона станка модели 4А821М

сов, статической балансировки рабочих колес, для высокопроизводительной обработки пазов, а также для комбинированной электроконтактно-дуговой абразивной обработки (ЭКДАО) стандартных плоских образцов для механических испытаний.

Рис. 2. Электрод-инструмент (диск) толщиной 1,2—1,5 мм для элсктро-контактно-дуговой резки заготовок

Таблица 1

Результаты электроконтактно-дугового разрезания заготовок различных марок материалов

на станке модели 4А821М

Заготовка Рабочее напряжение, В Рабочий ток, А Время разрезания, с Производительность, см2 /мин Ширина реза, мм

Марка материала Диаметр, мм

ВТ-6 110 28-32 2000 44 135 3,5

12Х18Н10Т 90 28-32 2000 19 200 3,0

ЭИ811 80 28-32 1200 23 130 3,0

ЖС6 160 28-32 1800 100 120 3,5

ДИ-8 65 31-35 2000 27 111 3,5

На предприятиях черной и цветной металлургии широко применяют детали и узлы горного оборудования, изготовленные из высокопрочных сплавов (ЧХ28Н2, ЧХ9Н5, 30Х24Н12СХ и др.). Обработка лезвийным инструментом заготовок из этих материалов сопряжена с большими затратами и износом металлорежущего инструмента. Специалистами научно-производственной фирмы «Квалитет» (г. Усть-Каменогорск) разработаны и внедрены на ряде горно-металлургических предприятий установки ЭКДО, созданные на базе серийного металлорежущего оборудования: токарно-винторезные итокарно-карусельные станки с диаметром планшайб от 1000 до 8000 мм. Установки внедрены на различных предприятиях для размерной обработки деталей из стали марки 110Г13Л (броня конусов дробилок, дробящие плиты, футеровки щековых

дробилок, колосники холодильников «Волга-125С» и др.); чугунов ЧХ28Н2, ЧХ9Н5 (детали Песковых насосов); деталей, восстановленных наплавлением сормайта (конуса доменных печей) ; для отрезки прибылей литья из труднообрабатываемых материалов [ 1].

Основные технические характеристики установок ЭКДО для отрезки прибылей литья и разбалансировки рабочих колес песочных насосов представлены в табл. 2.

Для выполнения получистовых и чистовых операций (Яа < 1,5 мкм) изготовления деталей из различных материалов предлагается также высокопроизводительный комбинированный метод электроконтактно-дуговой абразивной обработки. Принципиальная схема этого метода, сочетающего в себе ЭКДО и шлифование, показана на рис. 3 [2].

Таблица 2

Основные технические характеристики установок для ЭКДО

Технические характеристики

Операции Производительность, см3 /с Рабочее напряжение, В Сила рабочего тока, А Размеры электрода-инструмента (ЭИ), мм Относительный износ ЭИ, % ' Шероховатость обработанной поверхности, Яг, мм

Обработка и отрезка литейных прибылей Разбалансировка рабочих колес Песковых насосов: исполнение 1 исполнение 11 до 55 <2,5 <4,0 24-42 < 40-45 < 40-45 до 6000 3000 5000 (12-25)х600 (обработка), (2-6)х600 (отрезка) 35x35x200 35x35x200 ДоЗ < 3,0-3,5 160 (черновой режим); Кг, = 30-40 (чистовой режим),

4

Машиностроение

Электрод-инструмент 1 и абразивный круг 2 закрепляют на общей оправке в шпинделе станка и при вращении комбинированного инструмента производят съем металла с заготовки 3, перемещающейся с заданной подачей; в качестве рабочей жидкости используют техническую воду с добавками укринола(1 %)иСаС03(1 %). Этот метод рекомендован для обработки плоских и цилиндрических поверхностей заготовок.

Конструкция рабочей поверхности электрода-инструмента выполнена прерывистой в виде пластин. Его параметры:

Диаметр инструмента............................до 300 мм

Ширина паза...............................................5—6 мм

Количество пазов................................................20

Угол каждого паза...............................................45°

Минимальная глубина зоны термического влияния, образовавшаяся после обработки электродом - и 11С грум С1 п ом, /г = 0,43 мм.

Абразивный инструмент может быть сплошным либо сборным, состоящим из отдельных абразивных сегментов. Он полностью удаляет поверхностный слой с измененными свойствами, полученными после ЭКДО, и формирует поверхность в соответствии с требованиями по качеству и точности обработки.

В качестве источника питания применяют многопостовой выпрямитель ВМГ-500 мощно-

ип

Рис. 3. Принципиальная схема электроконтактно-дуговой абразивной обработки плоскости:

/— электрод-инструмент; 2— абразивный инструмент; 3 — заготовка;

ИП — источник питания

стью 317 кВт со ступенчатым регулированием напряжения в диапазоне 30—60 В.

При выполнении черновых и чистовых операций обработки деталей из труднообрабатываемых материалов возможно применение высокопроизводительных методов: электроконтактно-дугового и комбинированного электроконтактно-дугового абразивного. При этом шероховатость обработанной поверхности при черновых операциях составляет Яг = 160— 200 мкм, а при чистовых <1,5 мкм.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Ушомирская, Л.А. Технологические аспекты электроконтактно-дуговой абразивной обработки [Текст] / Л.А. Ушомирская // Металлообработка,— 2001. № 1,- С. 41-43.

2. Карецкий, Ю.Н. Применение метода электроконтактно-дуговой обработки для отрезки прибылей в литейном производстве [Текст] / Ю.Н. Карецкий, У.С. Сулейманов, Л.А. Ушомирская // Металлообработка,— 2006. N° 3,— С. 13—15.

УДК 621.771

А.В. Мамутов, В.С. Мамутов

РАСЧЕТЫ ПРОЦЕССОВ ШТАМПОВКИ ПОДВИЖНЫМИ СРЕДАМИ ПРИ ПОМОЩИ КОМПЛЕКСА 1_5-ОУЫА

Конечно-элементный (КЭ) комплекс ЬБ-DYNA — универсальный многоцелевой программный комплекс, который может быть эффективно использован для расчета пластического формоизменения листового металла в про-

цессах листовой штамповки [1]. Исходно комплекс разрабатывался и предназначался для расчета высокоскоростных процессов. Поэтому импульсные и динамические расчеты не требуют специальной адаптации при его исполь-