CC BY
19
3. Дворников С.В., Казаков Е.В., Устинов А.А., Чихонадских А.П. Выбор модели секвентного сигнала для системы связи // СПб НИУ ИТМО. «Известия вузов. Приборостроение». - 2012. - Выпуск № 12. - С. 11-15.
4. Казаков Е.В. Математическая модель секвентного сигнала для мобильного телевидения // «Вопросы радиоэлектроники. Серия техника телевидения». - 2012. - Выпуск 1. - С. 109-115.
5. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. - М.: Наука, 1973.
6. Дворников С.В. Теоретические основы синтеза билинейных распределений. - СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2007.
МАГНИТНО-АБРАЗИВНАЯ ПОЛИРОВКА МЕТЧИКОВ ДЛЯ ГЛУХИХ ОТВЕРСТИЙ
© Кексин А.И.*, Максаров В.В.
Национальный Минерально -сырьевой университет «Горный», г. Санкт-Петербург
При нарезании резьбы в глухих отверстиях образуются зоны интенсивного износа, а в некоторых случаях сколы, что приводит к преждевременному выходу метчиков из строя и ухудшению качества резьбовых поверхностей. Для решения данных проблем предложен метчик, заборный конус которого подвергается процессу затылования по комбинированной кривой, с последующей обработкой рабочей длинны метчика методом магнитно-абразивного полирования по специальной технологии. В результате достигается уменьшение шероховатости резьбовых поверхностей, повышается стойкость режущего инструмента, обеспечивается значительная экономия быстрорежущей стали, снижается трудоемкость, повышается качество резьбовых поверхностей.
В стационарных изделиях исследуют в основном глухие отверстия, при нарезании резьбы в которых на режущих кромках метчика образуются зоны интенсивного износа, а в некоторых случаях происходят сколы, что приводит к преждевременному выходу метчиков из строя и ухудшению качества резьбовых поверхностей. Такой характер процесса обусловлен следующими причинами. При остановке метчика по завершению процесса нарезания резьбы в глухом отверстии образуются неотделенные от металла корни стружки. Под действием интенсивного теплового потока, образующегося в процессе резания и направленного преимущественно во внутрь обрабаты-
* Соискатель кафедры Машиностроения.
ваемого материала, а также подачи в зону резания смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) корни стружки подзакаливаются и упрочняются. На этапе вывинчивания метчика из глухого отверстия каждое перо заборного конуса метчика должно преодолеть сопротивление корня стружки, оставшегося от предыдущего зуба [1, 2].
На рис. 1 приведена развернутая схема образования стружки на этапах врезания зубьев метчика и вывинчивания. Попадая под затылованную поверхность пера метчика, корни стружки, а также срезанная стружка, находящаяся в зоне обработки, защемляются и вдавливаются в обработанную поверхность.
Рис. 1. Схема стружкообразования на этапах врезания зубьев метчика и вывинчивания: 1 - обрабатываемая резьбовая поверхность; 2 - зуб метчика; 3 - недорезанный корень стружки; t - глубина резания
Одним из путей повышения качества нарезаемой резьбы и стойкости режущего клина является использование комбинированного затылования метчиков, при котором заборная часть метчика в поперечном сечении представляет собой сочетание архимедовой спирали и дуги окружности. Для сравнения на рис. 2 приведены поперечные сечения метчиков, затылованных на заборном конусе по архимедовой спирали (а) и по комбинированной кривой (б).
На метчиках, изменение поперечной формы кромок лезвий может принести дополнительные положительные высокие эффекты. Его лезвия располагаются на коническом участке I (рис. 3). Округление кромок этих лезвий приводит к их упрочнению и увеличению стойкости метчика. Лезвия участка II (1-2 витка) калибруют прорезанную резьбовую канавку, сообщая ей окончательные размеры и шероховатость. Лезвия на участке III должны направлять движение метчика по прорезанной резьбовой канавке отверстия, не изменяя ее размеров и шероховатости. В действительности, как было доказано д.т.н. В.В. Матвеевым [3], лезвия участка III тоже участвуют в резании, увеличивая размеры резьбовой канавки и ухудшая ее шероховатость.
Рис. 2. Режущие элементы в поперечном сечении метчиков, затылованных по архимедовой спирали (а) и по комбинированной кривой (б): у - передний угол; а - задний угол; в - угол заострения; К - величина затылования; Кт - величина затылования участка т; 1 - передняя поверхность; 2 - главная режущая кромка; 3 - задняя поверхность; 4 - задняя кромка; 5 - участок, выполненный по окружности; 6 - участок, выполненный по архимедовой спирали
Рис. 3. Конструкция метчика: I - режущая часть;
II - калибрующая часть; III - направляющая часть
Происходит это по следующим причинам. Лезвие стандартного метчика в сечении А-А по среднему диаметру резьбы (рис. 4а) имеет форму равнобочной трапеции. В процессе нарезания резьбы, под действием момента сил резания метчик упруго скручивается вокруг собственной оси. Лезвие на участке III изменяют свое расположение внутри резьбовой канавки отверстия на некоторый угол Дю (ю - угол подъема резьбовой канавки), и их кромки врезаются в уже готовую поверхность нарезанной резьбы (рис. 4b). При этом
изменяются размеры, шероховатость резьбовой канавки, резко возрастает крутящий момент на метчике. В результате последнего, метчики часто ломаются, особенно при нарезании резьб в труднообрабатываемых материалах.
Для исключения этого негативного эффекта В.В. Матвеев предложил производить на лезвиях участка III прямое и обратное затылование, сообщая им в сечении А-А бочкообразную форму [3]. Однако выполнить эту операцию на резбо-шлифовальном станке в производственных условиях не представлялось возможным, и полезное предложение осталось не востребованным. Применяя магнитно-абразивную обработку метчиков, удалось создавать на лезвиях их участков I и II упрочняющее округление режущих кромок, а на лезвиях участка III изменять форму передней кромки, сообщая лезвии в сечении А-А форму, подобную бочкообразной.
Рис. 4. Лезвие метчика на участке Ш (а), его положение в резьбовой канавке после специального изменения формы его передней кромки (с)
При скручивании метчика такие лезвия не врезаются в уже готовую резьбовую канавку (рис. 4с). Нарезания резьб даже в высокопрочных сталях
6Ш
стало возможным с помощью одного метчика вместо комплекта из трех метчиков, удалось повысить скорость резания и обеспечить высокую точность резьбы и улучшенное качество поверхности [1].
В зависимости от вида нарезаемой отверстия, задаются оптимальные технологические условия подготовки метчиков. Это связанно с различными условиями выхода стружки и вывода инструмента из зоны обработки. На рис. 5 приведена схема подготовки метчиков для нарезания резьб в глухих отверстиях. В зоне заборного конуса, калибрующей части и направляющей частей метчика стрелками относительно его оси показано направление вращения инструмента в процессе МАП и оптимальное время полирования для метчика МЗ6x4 [2].
Рис. 5. Схема подготовки метчиков для нарезания резьбы в глухих отверстиях
В результате исследований установлено, при использовании опытного метчика с комбинированной заточкой, подвергшегося МАП, по сравнению со стандартным комплектом из трех метчиков достигается уменьшение шероховатости резьбовых поверхностей с 5...10 до 1,6...2,5 мкм. Последующая раскатка обеспечивает получение шероховатости в пределах 0,8.1,25 мкм, что соответствует техническим требованиям чертежа. Кроме того, при использовании опытных метчиков в 2-3 раза повышается стойкость режущего инструмента, обеспечивается значительная экономия быстрорежущей стали, снижается трудоемкость, повышается качество резьбовых поверхностей [2].
Вывод: Целесообразно применять метчики для глухих отверстий, заборный конус которых подвергается процессу затылования по комбиниро-
ванной кривой, с последующей обработкой рабочей длинны метчика методом магнитно-абразивного полирования по специальной технологии.
Список литературы:
1. Барон Ю.М. Магнитно-абразивная и магнитная обработка изделий и режущих инструментов. - Л.: Машиностроение. Ленингр. Отделение, 1986. -176 с.
2. Максаров В.В., Барон Ю.М., Васильев В.Г., Скрипченко В.И. Совершенствование технологии нарезания резьбы в изделиях энергомашиностроения // Энергомашиностроение. - 1987. - № 1. - С. 24-27.
3. Матвеев В.В. Нарезание точных резьб (машинными мечиками). - М.: Машиностроение, 1968. - 116 с.
БЕСТОРМОЗНОЙ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОМЕНТА ИНЕРЦИИ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ДВИГАТЕЛЯ
© Фоминых А.М.*
Поволжский государственный технологический университет, г. Йошкар-Ола
Существующие методы измерения суммарного момента инерции и механической мощности гидравлического двигателя имеют большую погрешность измерения, громоздкость аппаратов средств измерения и низкую энергоэффективность. В данной статье описывается предлагаемый нами бестормозной метод инерционного измерения механической мощности гидравлического двигателя. При проведении измерений предлагаемым методом увеличивается точность получаемых результатов. Метод является бесконтактным поэтому имеет высокую энергоэффективность. Инерционный метод обладает широкой применимостью для различных форм и модификаций гидравлических двигателей. Малые размеры и вес применяемого измерительного оборудования дают возможность проведения измерений на стационарных машинах и на местах.
При определении механической мощности, развиваемой вращающейся гидравлической машиной, важной задачей является определение гидродинамического момента, который приложен к ее вращающейся части и играет решающую роль в процессе преобразования энергии, происходящем в гидравлической машине.
Механическая мощность Рмех, развиваемая вращающейся гидравлической машиной, пропорциональна гидродинамическому моменту Мпд, действующему на ее ротор, и угловой скорости вращения ротора а.
* Аспирант кафедры Транспортно-технологических машин.
