CC BY
174Сварка, родственные процессы и технологии
33. Ленивкин В.А., Дюргеров Н.Г., Сагиров Х.Н. Технологические свойства сварочной дуги в защитных газах. М.: Машиностроение, 1989. -264 с.
34. Жерносеков А.М. Влияние вылета электрода на параметры шва при импульсно-дуговой сварке сталей / Автоматическая сварка.
- 2004. - №8. - С. 52-53.
35. Крампит Н.Ю., Крампит А.Г. и др. Формирование шва при импульсном питании сварочной дуги в углекислом газе / Автоматизация и современные технологии. - 2004. - №2. - С. 3-8.
36. Шейко П.П., Жерносеков А.М., Шима-новский Ю.О. Импульсно-дуговая сварка плавящимся электродом с автоматической стабилизацией параметров режимов / Автоматическая сварка. - 2004. - №1. - С. 8-11.
37. Кархин В.А., Хомич П.Н. Минимизация погонной энергии при импульсной сварке / Сварочное производство. - 2006. - №10. - С. 36.
38. Воропай Н.М. Параметры режима и технологические возможности дуговой сварки с импульсной подачей электродной и присадочной проволоки / Автоматическая сварка. - 1996.
- №10. - С. 3-9.
39. Патон Б.Е., Лебедев В.А., Пичак В.Г. и др. Анализ технических и технологических возможностей импульсной подачи электродной проволоки в процессах дуговой сварки и наплавки / Сварочное производство. 2002. №2. С. 24-31.
40. Лебедев В.А. Некоторые особенности дуговой механизированной сварки алюминия с управляемой импульсной подачей электродной проволоки / Сварочное производство. - 2007. -№11. - С. 26-30.
41. Новиков О.М., Радько Э.П. и др. Разра-
ботка новой технологии дуговой сварки в защитных газах на основе применения пульсаций газовых потоков и потенциалов ионизации / Сварщик-профессионал. - 2006. - №6. - С.10-13, 16.
42. Крампит А.Г., Крампит Н.Ю. Способ сварки с комбинированным управлением / Ремонт восстановление и модернизация.-2014. - №1. - С. 44-47.
43. Крампит А.Г. Технологические способы и приемы управления формированием сварного шва / Технология металлов. - 2008. - №11. - С. 34-38.
44. Крампит А.Г., Крампит Н.Ю. Механические свойства сварных соединений при сварке непрерывной и импульсной дугой / Сварочное производство. - 2010. - №3. - С. 3-5.
45. Крампит А.Г., Крампит Н.Ю. Методика по определению геометрических размеров и площади сварного шва / Сварочное производство. - 2012. - №10. - С. 40-42.
46. Крампит А.Г., Крампит Н.Ю. Влияние параметров импульсов сварочного тока на формирование сварного шва / Сварка и диагностика. - 2013. - №2. - С. 11-13.
47. Крампит А.Г., Дмитриева А.В. Влияние параметров импульса на формирование сварного шва / Технология металлов. - 2014. -№1. - С. 43-46.
48. Крампит А.Г., Крампит М.А., Дмитриева А.В. Особенности движения жидкого металла сварочной ванны при импульсно-дуговой сварке в среде углекислого газа / Современные проблемы науки и образования. - 2014. - № 2. - URL: www.science-education.ru/116-12836.
А.А. Безруких, ст. преподаватель, Л.М. Свитнева, студент ФГАОУ ВПО Сибирский Федеральный Университет Политехнический институт
Исследование процесса наплавки трехфазной дугой
косвенного действия
УДК 621.79 i
Однодуговой способ наплавки покрытыми электродами получил широкое распространение. Его *
недостатками считается низкая производительность и необходимость нанесения четырех-пяти слоев с
для получения требуемого состава наплавленного металла. При наплавке одним электродом величи- »
на доли участия основного металла в наплавленном обычно составляет 30-40%. В результате боль- ■
шая часть наплавляемого металла уходит в основной, а чистый наплавленный металл возможно ■ получить только в 4-5 слое.
Преимуществами трехфазной дуги является большая производительность, возможность сниже- ;
ния глубины проплавления за счет уменьшения тепловложения в деталь. При наплавке исследуемым i
способом были получены образцы с долей участия основного металла в наплавленном менее 10%. е
Также при горении трехфазной дуги металл в сварочной ванне интенсивно перемешивается, С
что обеспечивает мелкозернистую структуру сварного шва. j
Для подтверждения явного преимущества способа наплавки трёхфазной независимой дугой, был £ проведён ряд экспериментов по сравнению различных процессов ручной дуговой наплавки с последу-
Сварка, родственные процессы и технологии
ющим анализом полученных образцов. Выполнялись эксперименты на оптимальных для данных способов наплавки режимах. Для сравнения были выбраны три способа: традиционный (однофазный одним электродом), расщеплённым электродом, и трёхфазной независимой дугой. В экспериментах использовались электроды марки ОК 60.30 «ESAB» диаметром 2,5 мм.
Первые эксперименты с электродами аустенитного класса проводились на
низких режимах по току, на рисунке 1 показан валик, выполненный на токе в электродах 50 А.
плавятся на 20-25% быстрее, чем один электрод при обычной однодуговой наплавке.
Рис. 1. Внешний вид наплавленного валика
В результате опыта было получено минимальное проплавление основного металла, менее 5%, однако, сама форма валика была не очень хорошей ввиду отсутствия смачиваемости (рис. 2).
Рис. 2. Поперечное сечение валика
Увеличив режим по току до 65 ампер, удалось получить удовлетворительное формирование формы валика, а так же минимальное проплавление основного металла - доля участия основного металла в наплавленном составила 5-10% (рис. 3). Это обеспечивается одновременным горением сразу трех электродов. Более того, как показали эксперименты, на одинаковых режимах по току три электрода при наплавке независимой трехфазной дугой
Рис. 3. Поперечное сечение валика
Далее производили наплавку обычным однофазным способом. После проведенных экспериментов, стало очевидно, что традицион ный способ наплавки значительно уступает в производительности и характеризуется боль шим проплавлением основного металла - доля участия основного металла в наплавленном составила 20-25% (рис. 4).
Рис. 4. Наплавка одним электродом обратной полярности
Также провели эксперименты по наплавке расщепленным электродом. При рассмотрении поперечного сечения (рис.5)установили,что данный способ превосходит традиционный _ (однодуговой) по производительности и доли ^ участия основного металла в наплавленном, ^ которая составила 10-15%.
Однако, данный способ всё же уступает и по всем показателям наплавке независимой £ трёхфазной дугой, которая в свою очередь характеризуется большей производительнос- з тью и гораздо меньшей долей участия основ- д ного металла в наплавленном.
Рис. 5. Наплавка расщеплённым электродом
Выводы
1. Получено минимальное проплавление основного металла при наплавке электродами аустенитного класса марки ОК 60.30 « ESAB » диаметром 2,5 мм. Доля участия основного металла в наплавленном составила 5-10%.
2. Проведенные эксперименты показали, что способ наплавки трехфазной дугой косвенного действия отличается значительно большей производительностью поцесса и позволяет обеспечить нулевое проплавление основного металла, что невозможно получить другими способами ручной дуговой наплавки.
Список литературы
1. Г.П. Михайлов. Сварка трехфазной дугой. М., Машгиз, 1956.
2. И.А. Толстов. Справочник по наплавке. Челябинск: Металлургия, 1990. - 384 с.
А.В. Большешапова, магистр., Д.В. Лобанов, д.т.н., проф. ФГБОУ ВПО «Братский государственный университет»
Повышение эффективности лезвийной обработки изделий из композиционных материалов
УДК 621.9.02
В настоящее время перспективы развития новой техники связывают с широким использованием композиционных материалов, уникальность свойств которых позволяет, во многих случаях, значительно повысить эксплуатационные характеристики конструкций изделий, а также снизить трудоемкость и материалоемкость их изготовления, способствуя, тем самым, росту конкурентоспособности российских товаров на мировом рынке. Реализация возможностей эксплуатационных свойств(прочность, упругость, твердость, пластичность), заложенных в композитах, во многом зависит от степени гарантированного обеспечения качества изделий на этапе их обработки резанием.
Большое разнообразие конструкций из композиционных материалов, технологий и режимов их первичного формообразования приводит в каждом конкретном случае к созданию нового композиционного материала, что требует при принятии решения о его дальнейшей обработке резанием индивидуального подхода с учетом наследуемых признаков первичных технологий и обеспечения оптимальных свойств для предполагаемых условий эксплуатации изделия. Многообразие получаемых композиционных материалов вызывает множество задач и столько же технологических решений, связанных с проблемами их обработки резанием [1].
Одними из основных проблем при лезвийной обработке изделий из композиционных матери-
алов являются: обеспечение высокого качества поверхности в совокупности с наибольшей производительностью; определение оптималь ных режимов резания; необходимость дополни тельного исследования технологических способов повышения работоспособности и эксплуатационных характеристик режущего инструмента при обработке композитов.
При лезвийной обработке композиционных материалов главной трудностью является обеспечение качества поверхностей изделий. Это связано с анизотропией свойств композитов, наличием у них слоистой структуры высоких прочностных характеристик, низкой теплопроводности и высокой твердости наполнителя [2, 3].
В ракетной и аэрокосмической технике вопросам технологического обеспечения качества поверхностного слоя,уделяют большее внимание при изготовлении изделий из волокнистых композитов, при механической обработке которых (лезвийной и, особенно, абразивной) в результате прорезания волокон наполнителя в процессе резания образуется ворс [1].
Данные особенности не позволяют использовать технологии, применяемые при традиционном резании (металлических и неметаллических конструкционных материалов). Процесс резания композитов существенно отличается от резания традиционно используемых материалов. Непременным
условием является острота режущей кромки инструмента, призванная значительно уменьшить трение между инструментом и заготовкой. Вероятность износа инструмента также должна быть сведена к минимуму, поскольку любые изменения геометрической формы режущей кромки приведут к мгновенному росту температур в зоне резания и критическому износу инструмента [4]. Одними из важнейших требований при обработке композиционных материалов является назначение рациональных геометрических параметров инструмента и режимов резания. Они должны обеспечивать заданное качество обработанной поверхности, удовлетворять критериям производительности обработки и износостойкости режущего инструмента [5].
При обработке композиционных материалов режимные параметры и, в первую очередь, скорость резания назначают из условия отсутствия термоокислительной деструкции материала, что считают одним из обязательных требований обеспечения качества поверхностного слоя изделия. Низкие температуры начала протекания термодеструкции композиционных материалов (250...350 °С) в сочетании с крайне низкой их теплопроводностью (в 100...600 раз меньше, чем у конструкционных сталей) вызывают необходимость, несмотря на относительно небольшие удельные давления на инструмент, назначать на операциях механической обработки малые скорости резания [1, 6]. Это во многих случаях существенно ограничивает производительность обработки.
Исследования авторов в работах [1, 6, 7] показали, что в области высоких скоростей резания (25.100 м/с) при температурах, значительно (до 2.4,5 раз) превышающих критические температуры термодеструкции композиционных материалов, существует широкий диапазон условий обработки, при котором обеспечивается высокое качество поверхностного слоя. Это объясняется малым при высокоскоростной обработке, недостаточным для протекания термоокислительных процессов, временем действия контактной температуры на заготовку. Результаты исследований позволяют рекомендовать метод высокоскоростной обработки как эффективное средство, повышающее интенсивность процесса обработки резанием композиционных материалов в 50-100 раз. Применение метода может ограничиваться техническими возможностями оборудования, большими габаритами (инерционными силами) или недостаточной жесткостью заготовки.
Только индивидуальный подход к каждой отдельной операции при механической обработке композиционных материалов сможет обеспечить в итоге производительный надеж-
ный процесс производства изделий из этого непростого материала. Достижение требуемого качества на отдельной и одновременно приемлемой себестоимости её выполнения может значительно повлиять на производительность. Обеспечение требуемого качества на первой операции исключает необходимость в осуществлении доводочных манипуляций,что приведет к сокращению времени полной обработки. В условиях непрерывного развития технологии изготовления деталей из композитов растёт необходимость в появлении специализированных инструментов, учитывающих индивидуальные особенности их механической обработки [4].
Одним из наиболее распространенных способов формообразования поверхности изделий из композиционных материалов резанием является фрезерование, позволяющее получать как прямолинейный, так и фасонный профиль детали. При этом рационально использовать сборные конструкции фрез, поскольку они позволяют варьировать материал режущей части и производить замену режущих элементов при изнашивании или поломке [7].
Выбор оптимальных параметров для имеющихся операций и обеспечение правильной настройки может иметь решающее значение для повышения конкурентоспособности.
На основании выше изложенного, возникает необходимость в повышении эффективности лезвийной обработки изделий из композиционных материалов. Анализ источников научной и справочной литературы, а так же патентных разработок, позволяет сделать вывод, что на сегодняшний день отсутствуют четкие рекомендации по режимам и условиям обработки композитов. Необходимо проведение дополнительных исследований с целью выявления оптимальных режимов обработки композитов лезвийным инструментом со специфичной геометрией, оснащенным высокопрочными инструментальными материалами. Это дает возможность оптимизировать процессы получения деталей из композиционных материалов с заданной точностью и качес- I твом обработанных поверхностей в совокуп- ■ ности с наибольшей производительностью, : тем самым повысит эффективность лезвий- ь ной обработки изделий из композиционных ■ материалов.
Список литературы X
1. Ярославцев В. М. Высокоэффектив- [ ные технологии обработки изделий из компо- в зиционных материалов / Наука и образова- в ние: электронное научно-техническое изда- 3 ние, 2012. - С. 1-24.
2. Баранчиков В.И., Тарапанов А.С., ^
Харламов Г.А. Обработка специальных материалов в машиностроении: Справочник. Библиотека технолога. М.: Машиностроение, 2002. - 264 с.
3. Дударев А.С. Конструкции сверл и фрез для алмазно-абразивной обработки стеклопластиков и углепластиков/ Технологии и оборудование обработки металлов резанием. Известия ТулГУ. Технические науки, 2012. - Вып. 1.-С.361-370.
4. Кристер Рих. Новый виток развития обработки композитов / METALWORKING WORLD. Деловой и технический журнал от SANDVIK COROMANT .- 2010. - № 1. - С.12-13.
5. Янюшкин А.С., Рычков Д.А., Лобанов Д.В. Качество поверхности композиционного материала стеклотекстолит после фрезерования. В сборнике: инновационные технологии и экономика в машиностроении. Национальный исследовательский Томский политехнический университет. Томск, 2014. С. 343-347.
6. Ярославцев В.М. Технологические решения проблем обработки ракетных и аэрокосмических конструкций из композиционных материалов // Вестник МГТУ. Сер. Машиностроение. Спец. выпуск «Композиционные материалы, конструкции и технологии», 2005.- С. 4162.
7. Лобанов Д.В., Янюшкин А.С. Технология инструментального обеспечения производства
изделий из композиционных неметаллических материалов: монография. Старый Оскол: Изд-во ТНТ, 2012. - 296 с.
8. Рычков Д.А., Янюшкин А.С., Лобанов Д.В. Выбор производственных критериев, значимых при оценке эффективности применения режущего инструмента для обработки композиционных материалов / В сборнике: Наука, образование, общество: проблемы и перспективы развития сборник научных трудов по материалам Международной научно-практической конференции. Тамбов, 2014. - С. 131-132.
9. Янюшкин А.С., Рычков Д.А., Лобанов Д.В. Исследование качества поверхности при формировании режущей кромки фрезерного инструмента для обработки композиционных материалов / В сборнике: Актуальные проблемы в машиностроении материалы первой международной научно-практической конференции. Новосибирск, 2014. - С. 582-588.
10. Рычков Д.А., Янюшкин А.С., Лобанов Д.В., Базаркина В.В. Совершенствование технологии формообразования высокопрочных стекловолокнистых композиционных материалов на полимерной основе / Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). -2012. - № 3. - С. 150-153.
Д.А. Ющенко, студент магистр, Д.В. Лобанов, д.т.н, проф. Братский государственный университет
Методы лезвийной обработки изделий из композиционных материалов их специфика и перспективы
УДК 621.9.02
В настоящее время одним из приоритетных направлений является, развитие промышленности и повышение её конкурентоспособности, ориентированное на создание новых видов инновационной продукции (конструкционные, композиционные и редкоземельные материалы), а также развитие отечественного станкостроения и инструментальной промышленности [1 ]. На сегодняшний день, в значительной степени, увеличилась доля использования композиционных материалов в машиностроении, автомобилестроении, энергетике, судостроении, деревообработке, станкостроении, строительстве, ракетной, аэрокосмической, химической и нефтяной промышленности. Достижения в области применения изделий из полимерных композиционных материалов (ПКМ) во многом зависят от совершенствования технологий производства элементов различных конструкций из композиционных материалов. В связи с этим, актуальной становится проблема
повышении эффективности обработки современных композиционных материалов лезвийным инструментом с целью расширения области их использования.
Перспективы развития новой техники в настоящее время связывают с широким использованием композиционных материа- -лов (КМ), уникальность свойств которых позволяет во многих случаях значительно ! повысить эксплуатационные характеристики £ конструкций изделий, а также снизить трудо- £ емкость и материалоемкость их изготовле- ■ ния, способствуя тем самым росту конкурен- ч тоспособности российских товаров на мировом рынке. Реализация возможностей 9 конструкционных свойств, заложенных в с композитах, во многом зависит от степени гарантированного обеспечения качества изделий на этапе их обработки резанием.
Лезвийная обработка композиционных материалов используется для доведения
деталей и изделии до заданных размеров, а также для достижения требуемой точности и качества поверхности и получения сложных конфигураций изделия. Проведение аналогий с механической обработкой металлов не дает желаемого результата, т.к. процесс резания полимерных композиционных материалов существенно отличается от процесса резания металлов. Это объясняется специфическими свойствами обрабатываемых материалов. При обработке резанием происходит нарушение связи между частицами материала по строго заданному направлению, когда обрабатываемый материал разделяется на части с образованием стружки или без нее. Исходные характеристики процесса резания обусловлены рядом факторов, которые группируются следующим образом [2]:
1) факторы, относящиеся к заготовке: вид материала, его физико-механические свойства, наличие в материале связующего и др.;
2) факторы, относящиеся к инструменту: угловые параметры, физико-механические свойства материала режущей части, степень шероховатости граней, острота режущей кромки и др. [3, 4];
3) режимы и размеры обработки: толщина и ширина слоя, скорости подачи и резания, толщина снимаемого припуска, направление резания по отношению к направлению волокон и др. [3, 4].
Анализ работ авторов [5-12], позволил выявить некоторые особенности процесса резания композиционных материалов. В основном износ инструмента при обработке композитов происходит по задней поверхности инструмента вследствие упругого восстановления материала после прохождения режущего клина (рис.1). Износ по передней поверхности инструмента незначителен и является следствием абразивного износа разрушаемого материала заготовки, а также трения стружки по передней поверхности и значительных температур в зоне резания. Главным условием при резании композитов является острота режущей кромки инструмента, которая должна предотвратить любое трение между инструментом и заготовкой. Вероятность износа инструмента также должна быть сведена к минимуму, поскольку любые изменения геометрической формы режущего лезвия приведут к мгновенному росту температур в зоне резания и к его критическому износу. Геометрию инструмента следует подбирать таким образом, чтобы обеспечить ненагру-женное резание с минимальными силами резания [8-11].
Рекомендуемые геометрические параметры режущего инструмента для обработки композитов варьируются в следующих пределах: передний угол: у = 20.30°, задний угол а =
Рис.1. Механизм износа поверхностей резца при обработке композиционных материалов
10.15°, угол заострения в = 50.60° [7].
Перечисленные выше параметры задаются условиями и требованиями технологического процесса изготовления деталей. Они определяют протекание процесса резания и в первую очередь величину усилия резания, характер стружкообразования и качество получаемой поверхности в результате обработки [4, 13, 14].
Особенности обработки композиционных материалов [2] показывают, что в условиях непрерывного развития технологии изготовления деталей из композитов растёт необходимость в появлении специализированных инструментов, учитывающих индивидуальные особенности их механической обработки. Следовательно, требуется детально изучить конструктивные особенности инструментов для обработки композиционных материалов, а также различные виды методов обработки композитов, свойства и возможности инструментальных материалов.
Изготовление изделий различной конфигурации из композиционных материалов производится методами лезвийной обработки:
1) Точение (с механическим деформиро- 2 ванием заготовок, путем сжатия и растяжения ■ [15]; с технологическим заполнением (пропит- ! кой жидкой технической средой с последующим её отверждением [16]. и
2) Фрезерование, одна из часто встречаю- ! щихся операций обработки [6, 7, 11, 17].
3) Сверление [18].
4) Абразивные методы [19].
В зависимости от вида материала и С содержащегося в нем армирующего компо- в нента для обработки применяют различные € виды инструмента [5, 12, 17]: для полимерных > композиционных материалов, содержащих Ё наполнители с невысокой твердостью,
используется специфичный для данных методов обработки инструмент, с углами заточки, зависящими от вида и механических свойств материалов; для стеклопластиков применяют инструменты на керамической основе или абразивные инструменты; для композиционных материалов, содержащих арамидные волокна, используются инструменты на алмазной основе или оснащенные твердым сплавом, а также лазерные методы обработки.
В работе автора [16], было предложено повышение производительности обработки резанием ПКМ на основе увеличения сечения срезаемого слоя, метод широких срезов (МШС). В результате, способ обеспечил высокое качество обработанных поверхностей т.е при применении широколезвийной обработки весь профиль изделия получают главной режущей кромкой, чем достигается низкая шероховатость поверхности. Так как данный способ был применен к токарной обработке, то актуально применение МШС и при фрезерной обработке. Так же стоит упомянуть о методах токарной высокоскоростной обработки ПКМ [20], позволяющей осуществлять процесс резания полимерных композиционных материалов в диапазоне частот вращения шпинделя станка (от 225 до 18000 мин-1), на сверхвысоких скоростях резания, наблюдалось значительное снижение степени деструкции материала.
Фрезерование является одной из часто встречающихся операций обработки изделий из композиционных материалов [2, 5-11]. Из-за специфических особенностей композитов как конструкционных материалов их фрезерование обладает рядом характерных особенностей, отличающих от аналогичного фрезерования металлов. В работах авторов [2, 5-11], уделяется большое внимание исследованиям, посвященным фрезерному инструменту, для обработки композиционных материалов. Ими были спроектированы различные конструктивные решения сборных конструкций фрез для обработки композиционных материалов. Так, например, на рисунке 2 представлены фрезы, содержащие единый универсальный корпус с пазами, в которых возможно размещение вставок различного технологического назначения, с креплением режущих элементов на штифты в двух перпендикулярных плоскостях [22, 24]. Преимуществами представленных сборных фрез являются: экономия конструкционных и инструментальных материалов; возможность, используя один корпус и разные комплекты вставок, обрабатывать поверхности различной конфигурации, варьируя, по мере надобности, марками инструментальных материалов, геометрическими и размерными параметрами инструмента; снижение простоев, связанных с переналадкой инструмента и его
Рис. 2. Фрезы сборные для обработки
композиционных материалов: а) с подпружиненными штифтами (Патент РФ № 2004109804/02); б) со штифтами, закрепляемыми
заменой при потере режущей способности; единая схема базирования вставок; повышенная надежность и точность всего инструмента.
Сегодня, в интенсивно развивающемся мире, каждый год появляются более совершенные, точные и производительные конструкции фрезерного инструмента, для ® обработки композиционных материалов. ■ Разновидности конструкций такого инстру- Ц мента многочисленны и разнообразны, следовательно, необходимо детально щ изучить все имеющиеся на сегодняшний день " разработки в области фрезерного инструмен- , та, для выявления наиболее перспективных и ■ прогрессивных конструкций инструмента, ^ обладающего наилучшими показателями качества и производительности.
При сверлении композиционных материа- Ц лов часто возникают дефекты на входе и выходе отверстия, обусловленные особен-
ностями силового воздействия сверла на заготовку. Для минимизации дефектов многие инструментальные фирмы предлагают специальные конструкции сверл. Так же возможно стабилизировать процесс сверления, что во многом поможет улучшить процесс резания при сверлении полимерных композиционных материалов.
В работе автора [18], было предложено повысить эффективность и качество обработки отверстий на основе стабилизации процесса сверления изделий из полимерных композиционных материалов. Было предложено два новых способа сверления ПКМ, повышающих качество обработки отверстий: сверление с компенсирующими колебаний, сверление с воздушным охлаждением. Было доказано, что с целью повышения стабильности процесса сверления и повышения качества обработки отверстий в заготовках из ПКМ, следует накладывать на инструмент вынужденные колебания. Так же можно сделать вывод о том, что повышение производительности процесса сверления ПКМ с обеспечением при этом высокого качества отверстий, возможно это достичь путем охлаждения зоны резания и режущего инструмента за счёт применения охлажденного до отрицательных температур воздуха. При данных методах были зафиксированы большие показатели стойкости сверл на 35-40% по сравнению с традиционным сверлением. Но также у данных методов есть свои недостатки: это в первую очередь сложность рабочей установки; необходимость в дополнительном оборудовании к станку (вибрационная оправка, вихревая трубка, пылестружкоприемник); изолировании от вибрации других частей оборудования; постоянный контроль за балансированием режущего инструмента.
Так же чтобы уменьшить расслоения на входе отверстия используют сверла с двойной заточкой, а для устранения непрореза волокон -сверла с острыми кромками на периферии. Для того чтобы избежать расслоения иногда приходится использовать кондукторы, прижимаемые к поверхности с силой достаточной для предотвращения расслаивания [16, 23]. Но определенные сложности возникают при обработке КМ из нескольких разнородных материалов, например углепластика и титанового сплава. Очевидно, что в этом случае придется выбирать инструмент, пригодный для сверления обоих материалов, или проводить обработку в два перехода разными инструментами.
Следует отметить, что для обработки ПКМ кроме фрез, сверл и резцов, достаточно широко используется алмазный абразивный инструмент на гальванических и металлических связках. Особенно эффективно его применение для контурной обработки углепластиков и
углерод-углеродных композитов, получения в них высокоточных отверстий. Использование алмазного инструмента для обработки ПКМ позволяет повысить производительность обработки и срок службы инструмента. В работах авторов [19], рассмотрены и спроектированы различные конструкции абразивного инструмента, применяемые для обработки ПКМ. Примером могут служить алмазные кольцевые сверла и концевые алмазные фрезы. Конструкцией инструмента может быть предусмотрена сплошная и прерывистая рабочая поверхность. Сплошная рабочая поверхность инструмента обеспечивает более низкую шероховатость обработанной поверхности ПКМ, но при этом наблюдается высокая теплонапряженность процесса в зоне контакта инструмента с деталью.
Применение прерывистой рабочей поверхности позволяет снизить нагрев, улучшить условия удаления шлама,предотвратить засаливаемость, т.е. повысить работоспособность инструмента. Особенностью конструкций разработанного алмазного инструмента является наличие пазов или иных конструктивных элементов для закладки твердых смазок. Преимущества данных видов инструмента: повышенная производительности обработки, улучшенное качество обработанной поверхности (до Rz = 10.20 мкм), уменьшенный расход режущего инструмента и повышенный его срок службы, при обработки отсутствуют различного рода дефектов (заусенцы, сколы, расслоения и т.п). Следует отметить, что применение данного алмазного инструмента требует специального оборудования, так как скорости резания, обеспечиваемые универсальными станками, при работе алмазным инструментом оказываются слишком низкими. Так же существенный недостаток состоит в том, что абразивная коронка быстро засаливается. Следовательно, требуется рассмотреть возможные перспективы применения комбинированных методов обработки, с одновременной правкой абразивного инструмента.
В отечественной и зарубежной литературе _ практически отсутствуют систематизирован- £ ные сведения о механической обработке а ПКМ, однако для их производства требуется з наличие различных конструкций инструмен- ь та, рекомендации по выбору режущих инстру- ■ ментов,оборудования и оптимальных 2 режимов обработки. В настоящее время на X предприятиях, специализирующихся на X производстве изделий из полимерных композиционных материалов, такие виды в механической обработки, как точение, в сверление и фрезерование производятся, ; чаще всего, лезвийным инструментом. В ь результате проведенных научно-технических ^
и патентных исследовании, выявлено, что технический уровень подготовки режущего инструмента для обработки композиционных материалов, не до конца исследован.
В связи с этим требуется исследовать технологические способы повышения работоспособности режущего инструмента. Следует выявить возможные конструкторско-технологические решения, направленные на обеспечение эксплуатационных характеристик режущих элементов инструмента. Определить инструментальные материалы, обеспечивающие рациональную технологию обработки изделий из композиционных неметаллических материалов. Раскрыть возможность перспективы применения технологии и условий комбинированной электроалмазной обработки при формообразовании режущих элементов инструментов, оснащенных инструментальными материалами с повышенными эксплуатационными свойствами.
Список литературы
1. Постановление Правительства РФ от 15 апреля 2014 года № 328 г. Москва Об утверждении государственной программы Российской Федерации «Развитие промышленности и повышение ее конкурентоспособности». Опубликовано: 24 апреля 2014 г. на интернет-портале «Российской Газеты». URL: http: // www.rg.ru (28.09.15).
2. Лобанов Д.В. Разработка и реализация технологических методов создания, изготовления и выбора фрезерного инструмента для эффективной обработки композиционных неметаллических материалов. Дисс. док. тех. наук. Новосибирск, 2013. - С. 381.
3. Баранчиков В.И. Прогрессивные режущие инструменты и режимы резания материалов: справочник / В.И. Баранчиков. - М.: Машиностроение, 1990. - 400 с.: ил.
4. Кугультинов С.Д. Технология обработки конструкционных материалов / С.Д. Кугультинов., А.К. Ковальчук., И.И. Портнов - М.: Изд-во МГТУ им.Н.Э Баумана, 2008. - 672 с.
5. Лобанов Д.В., Янюшкин А.С. Подготовка режущего инструмента для обработки композиционных материалов: монография / Братск: ГОУ ВПО «БрГУ», 2011. - 192 с.
6. Янюшкин А.С., Рычков Д.А., Лобанов Д.В., Ткаченко Е.В., Ткаченко Н.А. Особенности фрезерования полимерных композиционных материалов. / Системы. Методы. Технологии. -2013. - № 2 (18). - С. 88-90.
7. Янюшкин А.С., Рычков Д.А., Лобанов Д.В.Исследование качества поверхности при формировании режущей кромки фрезерного инструмента для обработки композиционных материалов. / Актуальные проблемы в машиностроении. - 2014. - № 1. - С. 582-588.
8. Лобанов Д.В., Янюшкин А.С. Технология инструментального обеспечения производства изделий из композиционных неметаллических материалов: монография / Старый Оскол: ТНТ, 2012. - 296 с.
9. Архипов П.В., Балыков А.В., Дьяконов А.А., Еренков О.Ю., Иванов В.П., Калита Е.Г. Эффективные технологии механической обработки деталей из неметаллических материалов / Москва, 2014.
10. Рычков Д.А., Скрипняк В.А., Янюшкин А.С., Лобанов Д.В. Разработка технологии подготовки режущего инструмента для обработки слоистых композиционных материалов. // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). - 2014. - № 2 (63). - С. 6-13.
11. Рычков Д.А., Скрипняк В.А., Янюшкин А.С., Лобанов Д.В. Формирование режущей кромки фрезерного инструмента для обработки слоистых композиционных материалов, армированных стеклянными волокнами. // Системы. Методы. Технологии. - 2014. - № 2 (22). - С. 4246.
12. Сидоренко С.А., Ющенко Д.А., Больше-шапова А.В. Повышение эффективности получения продукции из композиционных древесных материалов с использованием режущих инструментов // Новые методы и технологии: состояние вопроса и перспективы развития: сборник материалов Всероссийской молодежной научной конференции 24-26 июня 2014 г. - Саратов: ООО «Издательский центр «Наука», под редакцией В.Н. Лясникова - 2014. - С. 23 - 26.
13. Баранчиков В.И. Обработка специальных материалов в машиностроении: Справочник. Библиотека технолога /В.И. Баранчиков, А.С. Тарапанов, Г.А. Харламов. - М.: Машиностроение, 2002.- 264 с.
14. Тарапанов А.С. Технология обработки специальных материалов / А.С. Тарапанов, Г.А. Харламов, С.Е. Шишков. - М.: Машиностроение, 2000. - 168 с.160.
15. Гаврилова А.В. Повышения качества лезвийной обработки полимерных и композиционных материалов путем предварительного _ механического деформирования заготовок. // £ Автореферат дис. канд. техн. наук. - Комсо- ■ мольск-на-Амуре, 2009. - 19 с.
16. Ярославцев В.М. Высокоэффектив- ь ные технологии обработки изделий из компо- ■ зиционных материалов / Наука и образова- 2 ние. Электронное научно-техническое X издание. МГТУ им. Н.Э. Баумана. X http://technomag.edu.ru/doc/361759.html [ (28.09.15). в
17. Янюшкин А.С., Рычков Д.А., Лобанов в Д.В., Ткаченко Е.В., Ткаченко Н.А. Особеннос- | ти фрезерования полимерных композицион- ь ных материалов // Системы. Методы. Техно- ^
логии. - 2013. - № 2 (18). - С. 88-90.
18. Дударев А.С Повышение эффективности и качества обработки отверстий на основе стабилизации процесса сверления изделий и полимерных композиционных материалов: Автореф. дисс. канд. техн. наук. Пермь, 2009. -21 с.
19. Дударев А.С Конструкции сверл и фрез для алмазно-абразивной обработки стеклопластиков и углепластиков // Технологии и оборудование обработки металлов резанием. Известия ТулГУ. Технические науки.- 2012. -Вып. 1. -С.361-370.
20. Ярославцев В.М. К вопросу о возможности применения высокоскоростной обработки полимерных композиционных материалов // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. - 2015. - № 3. - С. 59-70.
21. Янюшкин А.С., Лобанов Д.В., Рычков Д.А., Кузнецов А.М. Новые конструктивные
решения сборного фрезерного инструмента для обработки композиционных неметаллических материалов // Труды Братского государственного университета. Серия: Естественные и инженерные науки. - 2013. - Т.1. - С. 153-157.
22. Патент RU 2257289 / МПК В27 G13/12. 2005.07.27. А.С. Янюшкин, Д.В. Лобанов, А.М. Кузнецов. Сборная фреза для деревообработки. № 2004109804/02.
23. Ярославцев В.М. Технологические решения проблем обработки ракетных и аэро космических конструкций из композиционных материалов // Вестник МГТУ. Сер. Машиностро ение. Спец. выпуск «Композиционные материа лы, конструкции и технологии», - 2005. - С. 41 62.
24. Патент RU 2228621 / МПК С2 В27 G13/12. 10.05.2004. А.С. Янюшкин, Д.В. Лоба нов. Сборная фреза для деревообработки. № 2002117387/02.
ООО «НПО СварПро»
Жидкость для защиты от налипания брызг расплавленного металла на поверхности свариваемых изделий «ИДЕал»
ТУ 4191 -001 -62503450-2010
2010
ПРИМЕНЯЮТ
для защиты поверхностей свариваемых изделий и сборочно-сварочной аппаратуры от брызг расплавленного металла при производстве сварных металлоконструкций в любой отрасли промышленности.
ПРЕИМУЩЕСТВА
Сокращает затраты на
слесарную обработку
Увеличивает срок службы деталей
сварочной горелки
Легко удаляется с поверхности
Не содержит масла, силикона,
растворителей
Не взрывоопасно
Малый расход
Рациональное соотношение цены и качества
При производстве используется только
отечественное сырье
Поставляется в емкостях от 0,5 до 50 л
По вопросам приобретения обращаться
652050, Кемеровская обл., г.Юрга, ул. Ленинградская, 38-85. тел. +7 923 616 0663 e-mail: [email protected]
ОГРН 1094230001359
