Маркирование металлических деталей с вязким электроизоляционным покрытием Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

- составление и адаптацию анкеты под конкретное автосервисное предприятие;

- расчет объема выборки;

- получение данных анкетирования в результате обследования;

- обработку результатов анкетирования.

При этом, при составлении анкеты необходимо учитывать опыт аналогичных разработок и практических решений.

Список литературы

1. Бородина О.Н. Оценка экономической эффективности развития персонала: авто-реф. дис. ... канд. экон. наук / Омск, 2011 - 18 с.

2. Идигова Л.М. Теория и практика оценки персонала современной компании: авто-реф. дис. ... доктора экон. наук / М., 2009 - 16 с.

3. Ломакин Д. О. Комплексная оценка уровня качества услуг предприятий автосервиса: дис. ... канд. тех. наук / Орел, 2010 - 117 с.

4. Новиков А.Н. Комплексный подход к оценке персонала автосервисных предприятий / Новиков А.Н., Катунин А. А., Ломакин Д. О., Мавлюбердинова А.В., Автотранспортное предприятие, № 1, М. 2015 - С. 45-49.

5. Ломакин Д. О. Методика комплексной оценки уровня качества автосервисных услуг Мир транспорта и технологических машин № 1 (28), Орел, 2010 - С. 033-036.

МАРКИРОВАНИЕ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ С ВЯЗКИМ ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННЫМ ПОКРЫТИЕМ Осеков Алексей Николаевич, к.т.н.,

заместитель начальника планово-аналитического управления ОАО «Новолипецкий металлургический комбинат»

В статье рассмотрен процесс формирования надписей на поверхности деталей с вязким диэлектрическим покрытием. Предложены критерии выбора емкости конденсатора, обеспечивающего получение штрихов заданной ширины, позволяющие проектировать технологические процессы мелкого и глубокого маркирования.

В современном производстве, ориентированном на изготовление изделий сериями номенклатура изготавливаемых деталей заметно увеличивается. Это требует их маркирования, т.е. нанесения качественной информации, содержащей сведения об объекте, порядковом номере, дате выполнения операции и исполнителе работы. На практике применяют различные методы маркирования: ударное, цветное (красками, лаками), наклейками, электрохимическое, электроэрозионное и т.п.

В последнее время все более широкое применение получает электрохимическое маркирование, которое выполняется в экологически чистых рабочих средах (например, растворах солей хлорида натрия), бесшумно, проводится при низких напряжениях (8-16 В).

Для повышения эксплуатационных свойств поверхности детали могут иметь покрытие (лакокрасочное, гальваническое, напыление, и др.). По-

крытие детали может быть как токопроводящим, так и диэлектрическим. Гальванические покрытия, напыление различных материалов формируют на поверхности детали токопроводящие и, как правило, хрупкие покрытия, а нанесение лакокрасочных слоев - диэлектрические и вязкие.

Нанесение качественной информации знаками различной высоты на детали с диэлектрическим покрытием является весьма востребованным в машиностроении, однако до настоящего времени изучено недостаточно.

До последнего времени считалось, что нанесение информации на такие изделия электрохимическим методом не осуществимо. Попытки вскрытия покрытия, например царапанием, не дали положительных результатов, так как многие виды поверхностных слоев при такой операции осыпаются или в них формируются знаки, не отвечающие стандартным требованиям, особенно, если продукция поставляется на экспорт.

Первые попытки нанесения информации на детали, имеющие покрытия с высоким электрическим сопротивлением, были сделаны в Воронеже в 80-е годы прошлого века [1], но они не затронули диэлектрики и не нашли использования в промышленности.

Получение мелкого (цветного) изображения требует удаления в металле слоя не более 0,02 мм, что не вызывает трудностей если слой диэлектрического покрытия снят точно по контуру знаков информационных надписей. При этом необходимо обеспечивать точность ширины штриха в пределах допуска на толщину линий знаков. Допуски таких размеров составляют 50 мкм для высоты знаков 1,8-5 мм и 70 мкм для последующих размеров шрифтов [2].

Основную сложность локального удаления диэлектрических покрытий (путем их разрушения электрическими импульсами) представляет управление основными параметрами обработки (напряжение, величина тока), при которых ширина штрихов в диэлектрике укладывается в стандартные требования по ширине линий формирования знаков с учетом допусков на этот параметр.

В настоящие время перемещение электрода-инструмента осуществляется по траектории, которая разрабатывается автоматически при помощи устройств числового программного управления. Для осуществления обработки необходимо установить технологические режимы (напряжение на электродах разрядника, емкость конденсаторов, частоту следования импульсов, диаметр пятна разряда, шаг между отверстиями в диэлектрике, длительность импульса).

На рис. 1,а представлена схема устройства для формирования контура знака шириной Н = ё в диэлектрике толщиной а, получаемого серией импульсов (рис. 1,б).

а) б)

Рис. 1. Схема формирования контура знака в диэлектрике (а), получаемого серией импульсов (б): 1 - электрод-инструмент; 2 - корпус, 3 - электролит; 4 - электроизоляционное покрытие; 5 - деталь

В результате пробоя диэлектрика возникает круглое отверстие глубиной до металлического материала, который при этом обычно не разрушается, так как тепловое воздействие разряда, в основном воспринимается низкоплавким и теплоемким покрытием. Диаметр отверстия должен быть равен (с учетом допуска) ширине штриха, что обеспечивается, в первую очередь, емкостью конденсатора, определяющего время разрушения покрытия и ширину штриха. Шаг между соседними отверстиями должен давать в месте сопряжения отверстий выступы, не превышающие допуска на ширину штриха.

Для получения одного отверстия в электроизоляционном покрытии толщиной а, необходимо затратить количество теплоты Q1. Если материал покрытия переходит в жидкое состояние, то

Ql = Аш, (1)

где X - удельная теплота плавления материала покрытия (для термоактивных пластмасс А= 3,4 -105 Дж/кг);

т - масса расплавленного материала (находят по диаметру отверстия, глубине знака, плотности материала).

Если покрытие горючее, то необходима еще и дополнительная теплота для выгорания расплава в углублении.

Тогда формула (1) примет вид

Q= Ql + Q2 , (2)

где Q2 = qm, (здесь q - теплота сгорания материала покрытия, q = (0,5-1,0)107 Дж/кг).

Рассматривая разряд как кратковременный импульс тока, можно не учитывать потери теплоты на рассеивание в окружающее пространство и на нагрев заготовки. Тогда количество теплоты от разряда составит

Qз — Шти = и2ти^ , (3)

где и - напряжение; I - ток, (1 = Ш^); ти — время импульса, которое складывается из времени разряда и паузы между разрядами.

Электрическое сопротивление Я покрытия при прохождении разряда зависит от удельного сопротивления материала покрытия (р), толщины покрытия (а), площади формирующегося отверстия

Я = £ • (4)

Приравнивая Q = Qз, по формулам (2) и (3), получаем величину напряжения в импульсе для горючих плавящихся покрытий

и = 1(Я+1ч)раУм , (5)

V " Хп

где ум - плотность материала покрытия; V - частота следования импульсов;

тп - время пауз между разрядами.

Частота следования импульсов зависит от их длительности и параметров разряда [3]

V =-1(и1_ик1 , (6)

и1_ипр

где С - емкость конденсатора; Шх- напряжение на электродах; Шк - напряжение в конце разряда; Шпр — пробивное напряжение.

Согласно справочным данным, параметры, входящие в формулу (6) Шк - 0,а Шпр = 0,7Ш1[3] .

Тогда приближенно можно принять

V=£ • (7)

где kf - численный коэффициент, kf = 0,837.

Экспериментальные исследования (рис. 2) показали, что для различной толщины диэлектрического покрытия - краска, лак, клей - требуется различная емкость конденсатора для обеспечения пробоя покрытия.

На рис.2 сплошной линией показаны расчетные зависимости. Сравнение экспериментальных данных с расчетными показало, что расхождение не превышает 7 %. Это подтверждает правомерность предложенного метода расчета режимов обработки материалов с вязким горючим электроизоляционным покрытием.

После вскрытия покрытия при электрохимической обработке происходит углубление знака за счет анодного растворения [4]. Время нанесения цветных знаков при мелком маркировании (глубина до 0,02 мм) не превышает 2,5-3 с, из которых сам процесс анодного растворения составляет 0,15-0,8 с, а в остальное время происходит осаждение контрастного продукта обработки.

С 20

Ш i;

§ 15 \

| ю

и 0,05 0,10 0,15 0,20

Толщина покрытия, мм

Рис.2. Емкость конденсатора, обеспечивающая получение штрихов

заданной ширины

При глубоких знаках (до 0,15-0,20 мм) цветной контрастный осадок не обязателен, хотя его наличие повышает контрастность изображения. Время получения знака глубиной 0,15 мм для сталей не превышает 25-30 с.

Таким образом, в результате проведенных исследований, решена техническая проблема получения надписей - текстов, цифр, изображений - на металлических изделиях с вязким диэлектрическим покрытием толщиной до 0,15 мм.

Полученные результаты могут послужить базой для создания специального оборудования для маркирования деталей с диэлектрическим покрытием, в частности переносных и ручных устройств, обеспечивающих получение стандартных изображений, требуемых для продукции машиностроения. Дополнительные возможности открываются при использовании растрового электрода-инструмента [5].

Список литературы

1. А.С. №973271 (СССР). Способ маркирования деталей из токопроводящих материалов / Авт. В.П.Смоленцев и др. - Бюл. изобр., 1982, №42

2. Общетехнический справочник [Текст] / Под ред. Е.А. Скороходова. -М.: Машиностроение, 1990 - 496 с.

3. Электрофизические и электрохимические методы обработки материалов [Текст]. В 2-х томах, Т1 / Под ред. В.П. Смоленцева. - М.: Высш. школа,1983. - 247 с.

4. Осеков, А.Н Комбинированное маркирование деталей с диэлектрическим покрытием [Текст] / А.Н. Осеков, А.М. Козлов, И.Ю. Кузнецов. Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии. 2011. № 4. С. 93-99.

5. Устройство для электрохимического маркирования поверхности металлической детали под упругим диэлектрическим покрытием и способ с его применением. Патент РФ на изобретение №2542216 [Текст] / Авт/ В.П. Смоленцев, А. А. Козлов, Е.В. Смо-ленцев, А.М. Козлов. - Бюл. изобр., 2015, №5.