CC BY
16ТЕХНОЛОГИЯ
Тогда число режущих выступов можно определить как
в
1,0 0,9
0,7 0,5
0,3
0,1
2я R.
2-3,14-75
Ui + Lc 13,3 + 26
-12.
т
—>
1 Д 1 1 1 j
/ J V А Л / V
/ V 1 м г Т
т \ у 1
\ ?
s
2 б 10 14 18 ?? ?.10-?
с.
Рис. 1. Колебания температуры: при 1 - сплошном шлифовании, 2- прерывистом шлифовании
Одинаковая степень понижения температуры может быть получена для различных сочетаний режущих выступов и впадин с учетом их износостойкости.
Проведенные теоретические и экспериментальные исследования позволили разработать шлифовальный инструмент, в абразивном слое которого с равномер-
ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ
ным шагом выполнены канавки переменного сечения для подачи потока охлаждающего средства [1].
Расчет оптимальной траектории движения охлаждающего средства включает в себя непосредственный расчет траектории и определение коэффициента теплообмена с учетом скорости нагнетания и истечения его по канавкам на торцовой поверхности круга при вращении. В результате теоретических исследований по расчету траектории доижсиия средства были получены зависимости по определению текущего радиуса этой траектории, суммарной скорости его движения по канавкам и величина коэффициента теплообмена, обеспечивающего максимальный теплоотвод из зоны резания [2].Результаты экспериментальных исследований температуры в зоне контакта детали из сталей ХВГ, 40Х, 18ХНЗА при шлифовании таким инструментом показали снижение температуры в зоне резания на 40-50 %, сил резания на 35-45 %, что повышает производительность, стойкость инструмента, улучшает качество обрабатываемой поверхности, так как исчезают прижоги отпуска, закалки и остаточные напряжения.
Список литературы
1. Патент на изобретение № 2307729 / МПК B24D 7/10, В24В 55/02 Шлифовальный инструмент с вихревым охлаждением / A.M. Долганов, Т.Н. Иванова /Россия/ 2005140684/02 заявл. 26.12.2005 опубл. 10.10.2007 бюл. № 28.
2. Иванова Т.Н. Современная оснастка в технологии алмазного торцевого шлифования плоских поверхностей: монография /Т.Н. Иванова, A.M. Долганова. - Екатеринбург -Ижевск: Изд-во института экономики УрО РАН, 2007. - 364 с.
ИНДУКТОРЫ ДЛЯ КОМБИНИРОВАННОЙ МАГНИТНО-ИМПУЛЬСНОЙ ОБРАБОТКИ ИНСТРУМЕНТОВ РАЗЛИЧНОЙ ФОРМЫ
На сегодняшний день изучаются и применяются различные методы, направленные на повышение твердости и износостойкости поверхностного слоя инструментов. Наиболее перспективным награвлением в этой области является разработка высокоэффективных и высокопроизводительных методов обработки поверхностей с применением концентрированных потоков энергий. Комбинированная магнитно-импульсная обработка (МЛО) является одним из таких методов, который заключается в воздействии на предварительно нагретый инструмент импульсным магнитным полем высокой напряженности.
Применение МИО в комбинации с предварительным индукционным нагревом значительно интенсифицирует процесс упрочнения, уменьшая время обработки, применяемые мощности и, следовательно, экономические затраты на реализацию метода. Несомненные достоинства этого метода потребовали разработки математической
А.Г. ОВЧАРЕНКО, профессор, доктор техн. наук, А.Ю. КОЗЛЮК, доцент, канд. техн. наук, М.О. КУРЕПИН, асп., БТИАлтГТУ, г. Бийск
модели и экспериментальных исследований, что позволило выявить оптимальные энергетические параметры обработки для достижения наилучших физико-механических свойств обработанного поверхностного слоя.
Установлено, что основным энергетическим параметром обработки, влияющим на конечную микротвердость и износостойкость поверхностного слоя, является напряженность импульсного магнитного поля Одно из условий возможности применения обработки - принадлежность обрабатываемого металла к ферромагнетикам. В процессе моделирсвания комбинированной МИО получена зависимость оптимального значения напряженности магнитного поля, обеспечивающего максимальное увеличение микротвердости поверхности после обработки, от свойств обрабатываемого металла и частоты затухания импульса [1]. Поэтому оптимальная напряженность магнитного поля является основным параметром при
№3(40)2008 1 1
Чи
ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ
ТЕХНОЛОГИЯ
проектировании индуктора, который обеспечивает его заданное значение напряженности магнитного поля, рассчитанное для конкретного металла или сплава, на всем протяжении обрабатываемой поверхности.
С этой целью предлагается использовать индукторы с концентраторами магнитного поля, так как они позволяют достигать высоких значений напряженности магнитного поля при относительно низкой мощности зарядного устройства (оптимальные значения напряженности магнитного поля для различных сталей составляют от 800 до 1600 кА/м), обеспечизают равномерность упрочнения, дают возможность унифицировать обрабатывающий инструмент [2].
Разработана методика расчета индуктора с концентратором магнитного поля для комбинированной МИО различных сталей и форм поверхности обработки. Алгоритм расчета в упрощенном виде представлен на рис. 1. В результате расчета определяются такие параметры, как геометрические размеры и материал концентратора и индуктора, напряжение заряда накопителя, допустимый цикл работы индуктора.
геометрия обрабатываемой поверхности;
И. ЛУм-требу ома я напряженность поля; С, Ф-смкостъ накопителя.
Опред геометрии зление индуктора
Тепловой расчет индуктора
С Конец ^ расчета J
Концентратор для обработки цилиндрической поверхности
Концентратор для обработки конической поверхности
Рис. 1. Алгоритм расчета индуктора для комбинированной МИО
Индуктор с концентратором магнитного поля состоит из следующих основных узлов: массивно~о корпуса (концентратора) с рабочими отверстиями и пазами, в которых располагается рабочая обмотка, а также дополнительными конструктивными элементами (контактными выводами, крепежными элементами и т.д.!. Концентратор представляет собой цилиндрическую деталь, в теле которой имеются кольцевые пазы и рабочая поверхность длиной /р. Особенностью концентраторов магнитного поля является наличие радиального разреза, ширина которого зависит от величины напряжения заряда. На рис. 2 представлены эскизы концентраторов для обработки различных видов поверхностей с размерами, определяемыми в ходе расчета.
Рассчитаны, изготовлены и испытаны индукторы для обработки различного металлорежущего инструмента, в частности, токарных резцов, спиральных сверл, зенкеров. Все индукторы рассчитывались на оптимальную на-
пряженность магнитного поля для стали Р6М5, равную 1200 кА/м. Экспериментальные исследования показали повышение стойкости обрабо_анного инструмента в 1,2...1,6 раза. Неравномерность упрочнения при обработке различных поверхностей составила от 2 до 14 %.
В настоящее время разрабатываются конструкции индукторов для обработки внутренних цилиндрических, конических и сложных поверхностей деталей.
Список литературы
1. Овчаренко А.Г. Моделирование комбинированной магнитно-импульсной обработки / А.Г. Овчаренко, А.Ю. Козлюк // Обработка металлов. - 2007. - №3. - С. 17.
2. Овчаренко А.Г. Повышение износостойкости деталей комбинированной магнитно-импульсной обработкой / АХ. Овчаренкс, А.Ю. Козлюк // Обработка металлов. - 2006. - №2. - С.24.
Концентратор для обработки плоской поверхности
Рис. 2. Концентраторы магнитного поля для комбинированной МИО
