CC BY
0
УДК 62-1/-9
МОДЕЛИРОВАНИЕ ИННОВАЦИОННОГО УСТРОЙСТВА В МАШИНОСТРОЕНИИ
В. В. Галайко, А. Э. Пестова
Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: pestova-99@inbox.ru
В статье представлен краткий обзор моделирования фрезы концевой в машиностроении и совершенствования основных и вспомогательных элементов инструмента с целью повышения его износоустойчивости. Достигают поставленную цель повышением надежности работы хвостовика фрезы концевой путем выполнения параметрической оксидированной окисной пленки толщиной 2-5 мкм. В результате такого инновационного совершенствования инструмента происходит рост производительности труда и снижается себестоимость продукции.
Ключевые слова: машиностроение, фреза концевая, покрытие, оксидированная пленка, инновации, рост производительности труда, полезная модель.
MODELING OF AN INNOVATIVE DEVICE IN MECHANICAL ENGINEERING
V. V. Galayko, A. E. Pestova
Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarskii rabochii prospekt, Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: pestova-99@inbox.ru
The article presents a brief overview of the modeling of the end mill in mechanical engineering and the improvement of the main and auxiliary elements of the tool in order to increase its wear resistance. They achieve this goal by increasing the reliability of the end mill shank by performing a parametric oxidized oxide film with a thickness of 2-5 microns. As a result of this innovative improvement of the tool, labor productivity increases and the cost of production decreases.
Keywords: mechanical engineering, end mill, coating, oxidized film, innovation, labor productivity growth, utility model.
Инновационная деятельность совершенствования основных и вспомогательных элементов инструмента с целью повышения износоустойчивости его в области машиностроения имеет ряд своих преимуществ. Получение патента выпускником ВУЗа позволит ему заключить лицензионный договор на отчуждение патента работодателю. Зарегистрированный лицензионный договор в Федеральной службе по интеллектуальной собственности Российской Федерации подтверждает внедрение инновации в производство.
Моделирование надежности фрезы концевой, содержащей хвостовик с насечками в виде остроугольных фигур путем повышения износоустойчивости их поверхностной обработкой хвостовика с насечками параметрической оксидированной окисной пленкой, выполнено в полезной модели [1].
Технический результат достигают в устройстве фреза концевая, содержащем хвостовик с насечками в виде остроугольных фигур и режущую часть с винтовыми зубьями,
Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2021. Том 2
разделенными канавками для схода стружки, причем на поверхности хвостовика с насечками выполнена параметрическая оксидированная окисная пленка толщиной 2-5 мкм.
Отличительным признаком является:
- на поверхности хвостовика с насечками выполнена параметрическая оксидированная окисная пленка, это позволяет увеличить его износоустойчивость, твердость и как следствие увеличить ресурс остроугольных насечек на поверхности концевой фрезы;
- выполненная параметрическая оксидированная окисная пленка толщиной 2-5 мкм, способствует повышению стойкости инструмента на 50-75%.
Технический эффект повышения износоустойчивости насечек с остроугольными фигурами, расположенных на хвостовике фрезы приводит сокращению времени вспомогательной операций по смене инструмента и увеличению основной операции обработки детали с увеличением роста производительности труда оператора и снижения себестоимость продукции.
На рисунке 1 представлена фреза концевая иллюстрируемая фигурой с приведенным фронтальным видом.
Рис. 1 - Фреза концевая
1 - хвостовик; 2 - рабочую часть; 3 - насечки по ходу вращения резания; 4 - насечки против хода вращения резания; 5 - параметрическая оксидированная окисная пленка.
Технология изготовления хвостовика предлагаемого устройства аналогична технологии изготовления известной фрезы концевой с остроугольными насечками прототипа.
Обработка хвостовика с насечками паротермическим оксидированием состоит в окислении металлов при высоких температурах в среде перегретого водяного пара с образованием на поверхности оксидных покрытий с улучшенными свойствами. Вначале окисление металлов осуществляют в предварительно нагретой воздушной атмосфере печи, исключающей конденсацию пара на холодной поверхности металлоизделий. Затем в печь подается перегретый водяной пар, и процесс оксидирования кратковременно протекает в паровоздушной смеси. После этого окисление идет в атмосфере пара при непрерывном ее нагреве до заданной температуры и выдержке металлоизделий при этой температуре в течение определенного времени. В таких условиях на металлах
формируется оксидное покрытие, физико-технические параметры которого зависят от температуры и продолжительности обработки, а также от скорости движения и давления газовой среды в рабочем объеме печи. Охлаждение оксидированных изделий может осуществляться на воздухе или в паровой атмосфере при выключенном нагреве печи.
Покрытия обладают повышенными механическими характеристиками и коррозионной стойкостью при температурах обработки от 400 до 6500С и продолжительности окисления 1,5-2 ч. Увеличение температуры и продолжительности оксидирования приводит к образованию покрытия большой толщины с низкими защитными свойствами. В этих условиях сильно изменяются фазовый состав и структура покрытия, происходит рост внутренних напряжений в оксидном слое и его самопроизвольное разрушение с отделением значительного объема частиц оксидов от поверхности металла [2]. Обработка в атмосфере сухого и перегретого пара является простой, недорогой и безопасной операцией, способствующей повышению стойкости инструмента на 50-75%.
Фреза концевая, согласно полезной модели, работает следующим образом.
Цилиндрический хвостовик 1 фрезы концевой помещается в патрон и его губками обжимается с трех сторон в месте нанесения насечек ключом из одного гнезда и для контроля со второго и третьего. Встречные насечки обработаны перегретым водяным паром на хвостовике 1, нанесенные под углом от 40° до 50о к продольной оси фрезы. В результате такой обработки на поверхности инструмента образуется окисная пленка 5 толщиной 2-5 мкм. Эта пленка 5 защищает инструмент от коррозии и повышает износоустойчивость насечек на хвостовике фрезы [3].
Таким образом, разработанная фреза концевая позволяет повысить износоустойчивость насечек с остроугольными фигурами, расположенных на хвостовике фрезы. Экономический эффект повышения износоустойчивости инструмента увеличивает рост производительности труда оператора и снижает себестоимость продукции.
Уступка патента выпускником ВУЗа в пользу работодателя определяет возможность служебного роста специалиста и получения вознаграждения.
Библиографические ссылки
1. Пат. 202770 Российская Федерация, МПК В23С 5/10. Фреза концевая/ Галайко В В., Пестова А.Э. №2020133534; заявл. 13.10.2020; опубл. 05.03.2021, Бюл. №7.4 с.
2.Оксидирование металла [Электронный ресурс]. URL: https://studopedia-org.turbopages.org/studopedia.org/s/1-24598.html (дата обращения: 04.04.2021).
3. Виды и способы оксидирования металла [Электронный ресурс]. URL: https://ritm-magazine.ru/ru/public/kriogennoe-uprochnenie-garantiya-optimizacii-instrumenta (дата
обращения: 04.04.2021).
© Галайко В. В., Пестова А. Э., 2021
