CC BY
14
затруднено формирования двойника критической величины [3].
Выводы
1 Теоретически обоснована роль межфазных границ на деформацию сдвигом.
2 Установлено, что аустенит и цементит имеют когерентные плоскости кристаллической решетки, которые облегчают деформацию сдвигом.
3 Определена оптимальная температура горячей деформации сдвигом композиционного материала сталь-белый чугун - > 730 ОС.
Список литературы
1 Новиков, И. Н. Теория термической обработки металлов [Текст] /
И. Н. Новиков.- М. : Металлургия, 1986.- С. 480.
2 Шерби, О. Дамасская сталь [Текст]/ О. Шерби, Д. Уодсфорд // В
мире науки.- 1985.- №4. - С.73-80.
3 Портер, Л .Ф. Регулирование размера зерна термоциклированием
[Текст] / Л. Ф. Портер, Д. С. Допковски. Сверхмелкие зерна в металлах; пер. с англ.- М. : Металлургия, 1973.- С. 135.
УДК 621.19
В.Е. Овсянников, А.И. Суворов Курганский государственный университет
К ВОПРОСУ ПРИМЕНЕНИЯ РЕЗЬБОФРЕЗЕРОВАНИЯ ПРИ ОБРАБОТКЕ ОТВЕРСТИЙ
Аннотация. В данной статье рассмотрены вопросы применения метода фрезерования при нарезании резьбы в отверстиях. Проведен анализ преимуществ, которые позволяет получить применение резьбофрезерования по сравнению с использованием метчиков. Определена область рационального использования рассматриваемого метода.
Ключевые слова: фреза, метчик, резьба, отверстие.
V.E. Ovsyannikov, A.I. Suvorov Kurgan State University
ABOUT APPLICATION OF SCREW THREAD MILLING IN HOLE-MAKING OPERATIONS
Abstract. This article considers the problems of applying the method of milling when threading openings. The analysis of advantages of screw thread milling in comparison with screw cutting tools is carried out. The field of rational application of the method in question is defined.
Index Terms: mill, screw cutting tool, thread, hole.
Введение
Недостатками метода нарезания резьбы в отверстии с использованием метчика являются необходимость использования нескольких метчиков и определенная вероятность разрушения метчика, после чего он остается в отверстии и появляется необходимость в использовании специальных технических средств для удаления поломанного метчика из отверстия. Избежать данных недостатков позволяет использование концевых фрез для нарезания резьбы.
При такой обработке резьба формируется посредством перемещения фрезы по спирали - винтовой интер-
поляцией, выполняется в основном на станках с программным управлением либо требует использования сложной оснастки. Поэтому резьбовые концевые фрезы стали широко применяться в промышленной практике лишь с начала 90-х годов прошлого века, когда станки с числовым программным управлением получили широкое распространение.
В большинстве технической литературы [1;2] говорится о том, что использовать метчики целесообразно при нарезании резьбы диаметром от 1 до 100 мм. Однако совершенствование конструкций резьбовых фрез, появление цельнотвердосплавных фрез и фрез со сменными многогранными пластинами позволило вести речь о преимущественном использовании фрез для нарезания резьбы в отверстиях с диаметрами меньше 100 мм.
Целью данной работы является оценка перспектив применения метода фрезерования для формирования резьбы в отверстиях.
I Преимущества резьбофрезерования.
Обработка с использованием резьбовых фрез имеет ряд преимуществ по сравнению с использованием метчиков:
1 При нарезании резьбы фрезой вероятность поломки инструмента существенно ниже, чем при использовании для этих же целей метчика.
2 Метчик всегда требует зазора между дном отверстия и торцом метчика из-за наличия на метчике заборного конуса. Т.е. метчик никогда не может нарезать резьбу в глухом отверстии «в упор». Применение резьбовой фрезы позволяет решить эту проблему, так как расстояние от торца фрезы до первой режущей кромки крайне мало.
3 Резьбовая фреза дает возможность получить резьбу в отверстии не только со стандартными параметрами, но и с параметрами, отличными от стандартных.
4 Фрезы позволяют обрабатывать материалы с твердостью более 30HRC, что вызывает значительные затруднения при обработке метчиком.
5 Резьбовые фрезы показывают большую эффективность при обработке таких материалов, как титановые и никелевые сплавы и резина, так как инструмент не имеет полного контакта с заготовкой.
6 Резьбовые фрезы обладают существенно большей гибкостью обработки, чем метчики, т.к. одной и той же фрезой можно нарезать резьбы разного диаметра и направлений (как правую, так и левую резьбы).
7 В случае поломки метчика деталь либо бракуется, либо метчик извлекается электроискровым способом. И в том, и в другом случае необходимы существенные затраты. Если нарезание резьбы является заключительной операцией при обработке детали трудоемкостью более тысячи нормо-часов, то опасность поломки метчика может послужить достаточно весомым аргументом в пользу применения резьбовой фрезы. При применении фрезы в случае ее поломки остатки фрезы или пластины падают в отверстие и могут быть легко извлечены.
8 При применении фрезы оператор станка может контролировать и/или изменять параметры перемещения по осям, обеспечивая получение резьбы высокой точности. При обработке метчиком изменение параметров резьбы невозможно.
9 Резьбовые фрезы дают также возможность менять размерные параметры резьбы, когда, например, деталь деформирована после термической обработки.
10 Использование фрезы для нарезания конической резьбы дает возможность выполнять обработку в два перехода (сверление и нарезание резьбы) вместо классической технологии, использующей три перехода (сверление, коническое развертывание и нарезание резьбы).
11 Резьбовые фрезы имеют более высокую производительность, чем метчики. При фрезеровании фреза заходит на ускоренной подаче в отверстие на полную глубину резьбы и поднимается по спирали вверх до выхода из отверстия, в отличие от метчика, который на рабочей подаче проходит весь путь дважды - вниз и вверх.
12 Использование резьбовых фрез дает возможность нарезать резьбу на наружных поверхностях.
К основным недостаткам метода резьбофрезерова-ния относится сравнительно высокая стоимость фрез, однако с увеличением диаметра инструмента разница в ценах между метчиками и фрезами снижается.
II Определение области рационального использования резьбовых фрез
Выше было сказано, что разница в ценах между метчиками и резьбовыми фрезами снижается. Для определения области рационального использования фрез и метчиков определим экономический эффект от использования инструмента, который выражается в виде разницы суммарной выгоды от использования инструмента и затрат:
Э = В - З,
где З - затраты на приобретение инструмента;
В - выгода от использования инструмента.
Затраты на приобретение инструмента определяются его покупной ценой. В работе использованы данные по ценам инструментов EMUGE [3]. Пример выборки исходных данных приведен в таблице 1.
Таблица 1 - данные по стоимости резьбонарезных инструментов
4x10^
'ЗйЮ3 -
ercuet
" Ä 2х105 -
efr * * *
IxiO3-
"0 10 20 30 * 50
D
Рисунок 1 - Экономический эффект от использования инструментов (efr - резьбовой фрезы; emet - метчика)
Список литературы
1 Грубое, А. А. Высокопроизводительный резьбообразующий
инструмент [Текст]/ А. А. Грубое,
П. Н. Комаров.- М. : НИИмаш, 1980. - 63 с.
2 Дальский, А. М. Технология конструкционных материалов [Текст]/
А.М. Дальский.- М.: Машиностроение, 2004. - 512 с.
3 URL: http://stb77.ru/.
Резьба Производитель Инструмент Обозначение V Цена.руб за 1 шт. без НДС
M6 EMUGE Метчик(HSS) C0101001.0060 20 1097,88
M6 EMUGE Резьбофреза GF333101.0060 70 7756,56
M20 EMUGE Метчик(HSS) C0101001.0120 20 3570
M20 EMUGE Резьбофреза GFB35101.0116 70 24418,8
M36 EMUGE Метчик(HSS) C0101001.0136 20 12852
M36 EMUGE Резьбофреза Корпус GZ301130 Пластины GF603111.9517 2шт 70 16193,52
В первом приближении выгоду от использования инструмента можно выразить как произведение стоимости одного обработанного отверстия [3] на количество отверстий, которое возможно обработать инструментом до его выхода из строя:
= Т В = С0ТБ ,
где Т - стойкость инструмента; ^ - основное время обработки.
Расчеты производились в программной среде MathCAD, результат расчета приведен на рисунке 1.
Как можно видеть из рисунка 1, в интервале диаметров до 24 мм выгоднее использовать метчик, а при диаметрах больше 24 мм использование фрезы для нарезания резьбы становится более выгодным. Следует отметить, что в работе оценка эффективности использования инструментов производилась приближенно, однако при более точной оценке характер полученных результатов не изменится.
СЕРИЯ «ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ», ВЫПУСК 8
77
ЭНЕРГЕТИКА И ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
УДК 537.862 И.П. Попов
Департамент экономического развития, торговли и труда Курганской области Д.П. Попов
ГОУ УКК «Курганскагропром»
C.Ю. Кубарева
ОАО «Курганмашзавод»
ИНДУКТИВНО-ИНДУКТИВНАЯ КОЛЕБАТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА
Аннотация. Рассматривается электрическая колебательная система, состоящая из однородных элементов -двух катушек индуктивности. Показана возможность возникновения в такой системе свободных гармонических колебаний.
Ключевые слова: колебательная система, индуктивность, гармонические колебания, частота.
I.P. Popov
Department of Economic Development, Trade and Labor of the Kurgan Region
D.P. Popov
GOU UKK Kurganskagroprom (State Educational Institution, Training Centre) S.Y. Kubareva
OAO Kurganmaszavod (Open Joint-stock Company)
MUTUAL INDUCTIVE OSCILLATING SYSTEM
Abstract. The article considers the electric oscillating system consisting of homogeneous elements - two inductive coils. The possibility of free harmonic vibrations in such a system is revealed.
Index Terms: oscillating system, inductive, harmonic, frequency.
¿¿-система
На рисунке 1 изображена LL колебательная система, выполненная в виде двух одинаковых катушек индуктивности, связанных посредством двухфазной синхронной индуктивной электрической машины, ротором которой является постоянный магнит.
I
Рисунок 1 - Индуктивно-индуктивная колебательная система
Катушки индуктивностью L подключены к фазным обмоткам статора. Число витков каждой обмотки статора п, длина активной части витка !, индукция магнитного поля В. Активное сопротивление обмоток и соединительных проводников полагаются равными нулю. Индуктивность обмоток входит в L. Вращающий момент равен нулю.
При названных допущениях условия электрического и механического равновесия в соответствии с законом электромагнитной индукции, вторым законом Кирхгофа, законом Ампера и аналогом третьего закона Ньютона для моментов запишутся:
L
Введение
В электрическом колебательном LC-контуре происходит взаимное преобразование энергии магнитного поля катушки индуктивности в энергию электрического поля конденсатора. Индуктивность L и емкость C имеют взаимно противоположный характер реактивности. В связи с этим колебательный LC-контур можно рассматривать в качестве биреактивной системы. Характерным свойством этой системы является то, что она имеет фиксированную собственную частоту свободных колебаний
Ш0 = 1/>/ЬС . Другим ее свойством является то, что
сдвиг по фазе между колебаниями энергии элементов составляет л/ 2.
Ниже рассматривается колебательная система с однородными элементами, а именно индуктивно-индуктивная LL-система, и возникновение в ней свободных гармонических колебаний. Поскольку реактивный характер каждого из двух элементов, входящих в LL-систему, взаимно идентичен, ее можно рассматривать в качестве монореактивной системы [1-7].
ш udФ • Tdii Bl nR — sin ф = L—1
dt dt
d ф di2 < BlnR — cos ф^—2 dt dt
BlniJR sin ф = -Blni2R cos ф .
При интегрировании первых двух уравнений
BlnR
/j =--—— cos ф + Aj,
BlnR .
i2 =-sin ф + A2
L
и подстановке в третье получается тождество при условии Aj = A2 = 0 , где Aj, A2 - постоянные интегрирования. Другими словами, суммарный момент равен нулю при любом характере вращения ротора.
