CC BY
9C¡¡yj ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ
ТЕХНОЛОГИЯ
которого характерно соотношение газов: 2,25, наименьшим - режим 9 (соотношение газов составляет 1,51). Также видно, что расход газа мало влияет на мощность пламени. Определяющим фактором изменения мощности пламени является соотношение рабочих газов. Управляя потоком мощности с помощью автоматической системы газорегулирования, можно выстраивать наиболее эффективный тепловой режим, который позволит получить требуемые скорости нагрева и охлаждения в процессе сварки, наплавки и т.д.
■ Расход пропана, л/мин □ Расход кислорода, л/мми Я Соотношение газов |к/п)
Режимы á
123456789 10 Режимы
б
Рис. 4. Режимы работы автоматической газорегулирующей установки: а - расход газов и их соотношение; б - мощность пламени при различных режимах
Для СГП-наплавки порошка ПГ-СРЗ на трубы диметром 50 мм и толщиной стенок 5 мм по результатам экспериментов наиболее эффективным является режим с мощностью пламени от 1550 Дж/с до 1650 Дж/с.
Вывод.
1. Усовершенствована ме~одика сбора и обработки экспериментальных данных при исследовании про-цессов сварки и наплавки с помощью ПЭВМ и системы сбора данных.
2. Представленная методика является универсальной и позволяет осуществлять оценку температурных и деформационных условий протекания структурных превращений в применяемых сталях, определять эффективные режимы работы оборудования, что способствует ускореннэму получению оптимальных технологических решений при существенном снижении ресурсоемкости самого гро-цесса разработки.
Список литературы
1. Компьютерные технологии в сварке / A.B. Коновалов, Э.Л. Макароз, Б.Ф. Якушкин, А.П. Выборное // Экономика промышленности. - 1999. - № 3. - С. 3 - 6.
2. Теория сварочных процессов / под ред. D.D. Фролова. - М.: Высшая школа, 1988. - 559 с.
3. Паспорт устройства измерителя-регулятора «ОВЕН TPM 202 v2.025». - rem@owen.ru
4. Чепрасов Д.П. Структура и фазовый состав зернисгого бейнита на участке полной перекристаллизации ЗТВ сварного соединения из низкоуглеродистых низколегированных сталей // Сварочное производство. - 2006. - № 2. - С. 3-8.
5. Иванайский Е.А., Иванайский A.A. Условия образования бейнитной структуры зернистой морфологии при сварке с про-граммиэуемым тепловложением// Обработка металлов. - 2004. -№2.-С. 29-30.
6. Методика моделирования сварочных термодеформационных циклов / Ю.М. Лебедев, Л.П. Кравченко, Н.М. Данилюк // Автоматическая сварка. - 1978. - № 12. - С. 31 - 33.
7. Установка для моделирования сварочных термодеформационных циклов/С. И. Ермаков, В.А. Винокуров, А.Г. Григорьянц// Сварочное производство. - 1978. - № 2 . - С. 56 - 57.
8. Касаткин Б. С, Вреднее В. И. Особенности механизма образования холодных трещин в сварных соединениях низколегированных высокопрочных сталей //Автомат, сварка. - 1985. - № Я. - С. 1—6. 18.
9. Рэдченко М.В., Радченко Т.Б., Стальная М.И., Череми-син П.С. Совершенствование оборудования для газотермичеоких способов нанесения покрытий за счет автоматизации процесса /Обработка металлов. - 2006. - № 3(32). - С. 4-7.
10. Радченко М.В., Шевцов Ю.О., Радченко Т.Е., Маньковский С. А., Нагорный Д. А., Черемисин П.С. Разработка комплекса автоматизированного оборудования и технологии создания защитных покрытий на деталях котлов с «кипящим слоем»: Отчет о НИР по программе 3438р/5897 «СТАРТ-05»/ ООО «НИИ Высоких Технологий». Руководитель М.В.Радченко. Г.Р. № 0120.0 509888. Инв. № 02.2.007 00277. 0150 Барнаул, 200G. 0150 02 с.
11. Рыкалин H.H. Расчеты тепловых процессов при сварке / H.H. Рыкалин. -М.: Машгиз, 1951.- С.112-178.
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА НАРЕЗАНИЯ РЕЗЬБЫ МЕТЧИКОМ
А. С. АНАНЬЕВ, канд.техн.наук, доцент, В. П. СЕРОВ, магистр ВолгГТУ, г. Волгоград
Проблема гарантированного достижения высокой точности и минимальной шероховатости поверхностей наружной резьбы к настоящему времени решена путем внедрения прогрессивных методов резьбообработки (применения резьбонакатных голозок; шлифования много- и однониточ-ными кругами на резьбошлифовальных станках и т. д.).
Однако при изготовлении точных внутренних резьб (степень точности 4-я и выше) возникает ряд проблем. Наиболее распространены в машиностроении точные метрические резьбы диаметрами 1...52ммсшагомР= 1; 1,5;2иЗмм. Для их нарезания в отверстиях чаще всего используют машинно-
ручные режущие и бесстружечные метчики - наиболее распространенные универсальные инструменты.
Но метод нарезания резьбы метчиками имеет существенные недостатки: 1) он позволяет стабильно получать шероховатость резьбы лишь Яа > 2,5 мкм, что для точных соединений недостаточно; 2) при обработке метчиками под воздействием факторов, обусловленных состоянием технологической системы, неизбежно возникает разбивка резьбы.
Глазными причинами возникновения разбивки являются действие осевых сил Рос, возникающих в тех-
10 № 1 (38) 2С08
ТЕХНОЛОГИЯ
ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ С^
нологическои системе, и погрешности шага метрика. Кроме того, на разбивку влияют многие другие факторы: исполнительные и геометрические размеры метчика, состояние его режущего лезвия, точность вспомогательной оснас-ки и оборудования, режим обработки, физико-механические свойства обрабатываемого материала и др. Бесстружечные метчики позволяют практически исключить разбивку, однако, они могут применяться только для узкой номенклатуры высокопластичных материалов, например, легких сплавов.
Невозможность гарантированного получения резьбы заданной точности при машинной обработке приводит к тому, что в производстве точные резьбы приходится нарезать вручную; это является причиной неоправданных экономических и трудовых затрат [1 ].
Эффективное решение задачи гарантированного получения внутренней резьбы высокой точности представляется труднодостижимым без анализа силовых факторов, возникающих в процессе работы метчика.
На рис.1 представлена развёртка заборного конуса стандартного четырех-перового машинно-ручного метчика с прямыми канавками, работающего по генераторной схеме. Заштрихованные сбласти на вершинах зубьев представляют собой сечения слоёв, срезаемых каждой отдельной режущей кромкой. Как видно из схемы, площади сечений срезаемых слоёв различны и располагаются ьа разном расстоянии от оси вращения метчика. Это приводит к силовой несбалансированности системы и , в конечном счете, к смещению положения оси метчика от номинального теоретического.
Рис. 1. Схема срезания материала заборным конусом метчика Мохно выделить два основных силовых фактора, действующих на отдельный режущий зуб метчика. Главным силовьм фактором является сила резания. Вторым фактором является трение по боковым кромкам зубьев три перемещении метчика в глубь отверстия по образованной предыдущими зубьями винтовэй поверхности. Очевидно, данное утверждение не относится к первому режущему яубу, на него яоздействует только сила резания.
Согласно схеме обработки отверстия метчиком, изображенной на рис. 2, указанные выше силовые факторы можно эазложить на следующие составляющие: Ртан - составляющая, совпадающая по направлению со скоростью главного движения резания; Р^ - составляющая, параллельная оси вращательного движения; Р „ - составляю-
ряд
щая, перпендикулярная оси вращательного движения.
Таким образом, распределённые силовые факторы заменяются сосредоточенными силами, приложенными в центре тяжести сечения срезаемого слоя.
Используя эти допущения в инструментальной системе автоматизированного проектирования СПРУТ VI .9 была разработана программа, позволившая оценить изменение суммарного статического момента срезаемых слоёв относительно оси вращения МС7 в процессе работы заборного конуса. Основным критерием при выборе данной системы послужила возможность работы непосредственно с объектами векторной графики, такими как точка, прямая, окружнэсть и контур. Эта возможность позволила отказаться от необходимости громоздкого аналитического описания геометрических объектов.
Расчет в программе осуществляется по формуле
М
п
ст =
(1)
где п - число участвующих в процессе резания зубьев в данный момент времени; ^ - площадь срезаемого /'-м зубом слоя; г, - расстояние от центра тяхести срезаемого /'-м зубом слоя до оси вращения.
Рис. 2. Схема обработки резьбы метчиком Для процесса нарезания резьбы со следующими параметрами метчика: шаг Р = 1,00 мм, номинальный диаметр О = 8 мм, число перьев г = 4, угол заборного конуса ф = 12*; на рис. 3 представлена графическая зависимость суммарного статического момента срезаемых слоёв МС1 от глубины врезания заборного конуса метчика /..
Суммарный момент М, который необходимо создать для осуществления процесса нарезания резьбы, можно представить следующим образом:
М=Мрез + Чр.
(2)
где Л4 - момент, создаваемый тангенциальной со-
рез
ставляющей силы резания; М^ - момент, создаваемый тангенциальной составляющей силы г рения.
Если приняты что момент трения Мтр пропорционален
ОБРАБОТКА 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
Мст^М3
-
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 1, 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
