CC BY
6ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ
ТЕХНОЛОГИЯ
Таблица 1
Химический состав поршней некоторых промышленных двигателей автомобилей
№ п/п Поршень автомобиля Содержание элементов, %
Si Fe Mg Ti Mn Ni Cu Pb Cr Zn Sn A
1 ЗИЛ 130 АК12ММгН (АЛЗО) 11,28 0,53 0,85 0,078 0,19 1,047 1,06 0,006 0,078 0,10 0,004 ocr.
2 ЗИЛ 375 АК12ММгН (АЛЗО) 11,64 0,60 0,95 0,021 0,C4 0,882 1,14 0,002 0,035 0,03 0,003 ocr.
3 ИКАРУС 255 11,99 0,48 0,78 0,016 0,C3 0,963 1,67 0,005 0,006 0,07 0,003 OCT
4 ГАЗ 53-4 АК12ММгН (АЛЗО) 11,62 0,47 1,11 0,030 0,C2 1,210 1,40 0,003 0,021 0,03 0,007 OCT.
5 BMW 11,20 0,54 0,97 0,017 0,27 1,002 1,03 0,015 0,009 0,01 0,004 ocr.
6 Mahle 124 12,00-13,20 0,6 0,80-1,30 0,200 0,30 0,80-1,30 0,80-1,50 0,050 0,200 0,30 0,050 ocr.
7 Mahle 138 17,09 0,27 0,96 - 0,C1 1,008 1,027 0,0033 0,014 0,03 0,003 OCT.
Таблица 2
Линейное расширение поршней различных ДВС
Двигатель внутреннего сгорания автомобиля Коэффициент линейного расширения а-10 , град"1 при температуре, СС
50 100 150 200 250 300 35Э 400 450
ЗИЛ 130 17,PR 18,20 19,09 19.81 20,51 21,14 21,47 21,88 19,84
ЗИЛ 375 16,32 18,20 18,33 19,59 20,11 23,92 22,88 21,62 22,02
ИКАРУС 255 16,25 18,20 19,51 20,26 20,51 22,24 23,21 22,15 22,83
ГАЗ 53-4 16,53 18,20 19,09 20,03 20,51 21,14 21,46 22,42 22,52
BMW 17,28 18,56 19,30 19,81 20,27 21,67 22,28 2214 22,02
Mahle 138 15,73 17,53 18,34 18,80 19,03 18,83 18,27 17,71 13,61
УДК 621.941
'ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА НРВФИНЬ ОБРАБОТАННОЙ ПООЕРХНОСТИ ПРИ ТОЧЕНИИ
С.Л. ЛЕОНОВ, профессор, канд.техн. наук, В.Н. НЕКРАСОВ, инженер, канд. техн. наук, М.В. ДУЦАРЕВ, магистрант, АлтГТУ, г. Барнаул
Исследуется влияние параметров технологического процесса на случайную составляющую профиля обработанной поверхности при точении. Установлено, что наибольшее влияние здесь оказывает скорость резания.
The effect of technological process characteristics on the random component of the machine surface profile in turning is studied. It is found that the cutting speed produces the greatest effect.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: ТЕХНОЛОГИЯ, ПРОФИЛЬ ПОВЕРХНОСТИ, ТОЧЕНИЕ, ЭКСПЕРИМЕНТ
Около 50 % станочного парка машиностроительной промышленности составляют токарные станки. На них выполняются основные операции по изготовлению типовых деталей машин: обтачивание валов цилиндрической и конической формы, растачивание отверстий и многое
другое. Большую популярность точение приобрело благодаря высоким производительности и точности.
Одним из важнейших показателей качества изделия является шероховатость поверхности после обработки. Ьолыиой вклад в исследование качества поверхности
12 №4(41)2008
ТЕХНОЛОГИЯ
ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ
Таблица 1
Параметры режима резания
Номер образца 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Подача, в, мм/об 0,195 0,39 0,61 0,78 1,0 0, 51
Частота вращения детали, п, об/мин 630 315 500 800 1000
Таблица 2
Профиль поверхности, полученный точением при различных подачах и скорости резания.
Образец Изображение профиля
1
3
5
6
7 ЫААА/
9 ИЛлдл
сделал А.Г. Суслов [1,2]. Им дан анализ прошлого и современного опыта, посвященного изучению влияния методов обработки поверхности на качество поверхности, а также введена научная основа, устанавливающая взаимосвязь между параметрами технологического процесса и шероховатостью поверхности.
Автор отмечает пять фак-оров, оказывающих влияние на формирование шероховатости поверхности при всех видах механической обработки:
1) геометрия рабочей части инструмента и кинематика его рабочего движения относительно обрабатываемой поверхности;
2) колебательные перемещения инструмента относительно обрабатываемой поверхности;
3) упругие и пластические деформации обрабатываемого материала заготовки в зоне контакта с рабочим инструментом;
4) шероховатость рабочей части инструмента;
5) вырывы частиц обрабатываемого материала.
Первые четыре фактора вызывают образование
систематической составляющей профиля шероховатости, которая достаточно просто может быть описана
математически. Геометрия режущей части инструмента, ее шероховатость, а также относительное движение инструмента можно зада1ь фирмой режущей кромки и законом ее движения. Таким образом, можно рассчитать кинематический след, оставляемый инструментом в металле. Упругим пластическим деформациям и колебательным процессам тоже посвящено много работ [3,4].
Пятый фактор вызывает образование случайной составляющей прсфиля, определяет разброс или дисперсию параметров шероховатости и представляет некоторые сложности для прогнозирования. По литературным данным, на вырыв частиц, формирующий случайную составляющую, наибольшее влияние оказывают обрабатываемый материал и скорость резания.
Для определения влияния параметров технологического процесса на случайную составляющую профиля обработанной поверхности был проведен эксперимент. В качестве исследуемых технологических факторов были выбраны скорость резания и подача. Эксперимент проводился на токарно-винторезном станке 1К62 с использованием проходного резца, оснащенного сменной многогранной пластинкой из твердого сплава Т5К10.
№ 4 (41) 2008 13
С^д ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ
ТЕХНОЛОГИЯ
Геометрические параметры инструмента имели следующие значения: главный угол в плане <р = 45е, вспомогательный угол в плане ф1 = 45е, радиус при вершине г = 1 мм, передний угол у = - 6°, задний угол а = б5 В качестве материала заготовки использовался пруток круглого сечения диаметром 24 мм из стали 40Х в сыром состоянии с твердостью НВ 241.
Для проверки влияния подачи на случайную составляющую были проточены образцы с подачами, приведенными в табл. 1. Скорость резания для первой части эксперимента выбрана на основе рекомендаций [5].
Для получения профилограмм обработанной поверхности использовали профилограф-профилометр 250 (ОАО «Калибр»). С помощью аналого-цифрового преобразователя координаты профиля вводились в ЭВМ, где производилась его математическая обработка. Каждый образец измерялся в трех сечениях, наиболее типичные из которых приведены в табл. 2.
Для выделения случайной составляющей профиль поверхности разложили в ряд Фурье. Низкочастотная часть спектра соответствует систематической составляющей (геометрическое копирование, колебания и т.п.), а высокочастотная - случайной составляющей. Такой подход позволяет повысить точность обработки экспериментальных данных. Связано это с тем, что износ режущей части инструмента, вибрации и пластические деформации приводят к искажениям профиля, сравнимым, а иногда и большим величины случайной составляющей. Фильтрация спектра позволяет «вырезать» случайную
составляющую с высокой iочное 1ью. При аюм верхним граница частоты при разложении в ряд Фурье определяется в соответствии с теоремой Котельникова как половина частоты дискретизации сигнала.
Обработка данных показала, что на характер случайной доставляющей наибольшее влияние оказывает скорость резания. При изменении подачи параметры случайной составляющей практически не изменяются.
Применение предлагаемого подхода позволяет прогнозировать случайную составляющую, используя численные методы, и более точно определять шероховатость обработанной поверхности. Подход возможно использовать не только для точения, но и для других методов обработки, в том числе и че лезвийных.
Список литературы
1. Суслов А.Г. Научные основы технологии машиностроения / А.Г. Суслов, A.M. Дальский - М.: Машиностроение, 2002. - 684 с.
2. Суслов А.Г. Технологическое обеспечение параметров состояния поверхностного слоя деталей / А.Г. Суслов. - М.: Машиностроение, 1987. - 208 с.
3. Жарков И.Г. Вибрации при обработке лезвийным инструментом / И.Г. Жарков. - Л.: Машиностроение, 1986. -186 е., ил.
4. Кудинов В.И. Динамика станков / В.И. Кудинов. - М.: Машиностроение, 1967. - 360 е., ил.
5. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т. 2/ под ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Медерякова. - 4-е изд., пере-раб. и доп. - М.: Машиностроение, 1985. - 496 е., ил.
УДК 669.14(088.7)
ЛАЗЕРНАЯ РЕЗКА СТАЛИ
Е. ГРИШИНА, пресс-служба компании Ruukki, г.Москва
Аналитический обзор по технологиям лазерной резки стали. The analytical review on steel laser cutting technology. КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: ТЕХНОЛОГИЯ, ЛАЗЕРНАЯ РЕЗКА
Развитие в последние годы в нашей стэане новых форм металлотрейдинга, в частности - тенденция к созданию сервисных центров, вызвало высокий интерес и к современным методам обработки проката. Одним из самых востребованных из них, безусловно, является точный раскрой листа методом лазерной резки, причем спрос на эту услугу возрастает на 20-25% ежегодно. Это вызвано, не в последнюю очередь, ростом числа современных предприятий, таких как автомобилестроение, машиностроение, судостроение и смежных с ними производств, а также других высокотехнологичных отраслей экономики. О некоторых аспектах востребованной технологии будет рассказано ниже.
ЛАЗЕРНАЯ РЕЗКА: ПРИНЦИПЫ МЕТОДА
Лазеэ (LASER, аббревиатура английского выражения Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation -«усиление света в результате вынужденного излучения») - один из немногих примеров, когда фундаментальная научная разработка практически сразу становится востребованной на потребительском рынке. С момента создания в 1960 году устройства, способного преобразовывать различные виды энергии (электрическуо, световую, химическую и пр.) в энергию когерентного электромагнитного излучения, до первой коммерческой модели компании «Спектра физике» (США) прошло всего полтора года.
Менее чем полвека развития сумели сделать технологию вполне обыденной, городив огромное число
,4
4 №4(41)2008
