CC BY
65
Заживихина Н. А. ; заявитель Омский гос. тех. ун-т. — № 2012123203/12 ; заявл. 05.06.2012 ; опубл. 10.12.2013, Бюл. № 34.
14. Шахкельдян, Б. Н. Полиграфические материалы / Б. Н. Шахкельдян. - М. : Книга, 1988. - 330 с.
ЛИТУНОВ Сергей Николаевич, доктор технических наук, доцент (Россия), профессор, заведующий кафедрой «Оборудование и технологии полиграфического производства».
ТОЩАКОВА Юлия Дмитриевна, аспирантка кафедры «Оборудование и технологии полиграфического производства».
ЕРКОВИЧ Надежда Васильевна, студентка гр. ТП-151 нефтехимического института. ЯКОВЛЕВА Екатерина Владимировна, студентка гр. ТП-151 нефтехимического института. Адрес для переписки: toschakova.julia@mail.ru
Статья поступила в редакцию 06.02.2016 г. © С. Н. Литунов, Ю. Д. Тощакова, Н. В. Еркович, Е. В. Яковлева
УДК 621.92.02
А. Ю. ПОПОВ И. А. БУГАЙ А. А. ЕЖОВ Ю. В. ТИТОВ М. А. ПЕСКОВ А. В. ЕЛИСЕЕВА
Омский государственный технический университет
ОБЕСПЕЧЕНИЕ ВТОРИЧНОГО РЕСУРСА МНОГОГРАННЫМ ТВЕРДОСПЛАВНЫМ ПЛАСТИНАМ
В данной статье представлен один из перспективных методов повышения экономической эффективности использования сменных твердосплавных пластин, а также осуществляется выбор основных геометрических параметров режущих пластин. Производится анализ твердосплавных пластин по типу износа. Ключевые слова: режущий инструмент, режущие пластины, виды износа, переточка, реновация.
На сегодняшний день в промышленности не обойтись без лезвийной обработки. Режущий инструмент — это неотъемлемая часть обрабатывающего оборудования. Он является главным элементом при обработке изделий на станках. Основная масса применяемого инструмента относится к лезвийному классу. Этот класс, в свою очередь, можно разделить на 3 группы:
1. Цельный металлорежущий инструмент — крепёжная часть инструмента (державка) является единой цельной деталью с режущим элементом.
2. Составной металлорежущий инструмент — режущая часть приваривается или припаивается к крепежной части.
3. Сборный металлорежущий инструмент — режущий и крепёжный элементы соединяются с помощью болтов, винтов, клиньев и т. п.
Именно сборные инструменты со сменными режущими пластинами занимают большую часть всего инструментария. Это связано с тем, что один и тот же инструмент применяют для обработки различных видов материала путем замены твердо-
сплавной пластины, а также осуществлять замену изношенной пластины на новую.
Основная проблема применения такого инструмента связана с износом сменной твердосплавной пластины (СТП). Интенсивность изнашивания зависит от множества факторов: свойств инструментального и обрабатываемого материалов, режимов резания, геометрических параметров инструмента, применения смазочно-охлаждающих жидкостей. Существуют семь основных типов износа пластин [1]:
1. Износ по задней поверхности. Происходит равномерно по всей длине режущей кромки. Причинами такого износа могут быть трение при низких скоростях резания и химические реакции между материалами при высоких скоростях резания (рис. 1).
2. Лункообразование происходит в результате нагрева или химической реакции, при которых пластина фактически растворяется в стружке от заготовки. К образованию лунок на пластинах приводит сочетание диффузии и абразивного износа (рис. 2).
о
го
Рис. 1. Износ по передней поверхности
Рис. 6. Деформация кромки
Рис. 2. Лункообразование
Рис. 7. Образование бороздки на режущей кромке
Рис. 3. Образование наростов на режущей кромке
Рис. 4. Выкрашивание режущей кромки
Рис. 5. Термомеханический износ пластины
3. Наросты на режущих кромках образуются, когда фрагменты заготовки под давлением привариваются к режущей кромке пластины. Это происходит из-за химического сходства материалов пластины и заготовки, высокого давления обработки и значительной температуры в зоне резания (рис. 3).
4. Выкрашивание происходит вследствие механической нестабильности из-за отсутствия жестких настроек, плохих подшипников или изношенных шпинделей, твердых участков в обрабатываемом материале или из-за прерывистого резания последние, в свою очередь, вызывают концентрацию напряжения в определенных участках, что и приводит к выкрашиванию (рис. 4).
5. Тепломеханическое повреждение пластины вызвано резкими колебаниями температуры и механическими ударами. Признаками этого износа являются многочисленные трещины, идущие перпендикулярно режущей кромке, из-за чего со временем фрагменты твердого сплава могут выпадать, а пластины становятся более подверженными выкрашиванию (рис. 5).
6. Деформация режущей кромки образуется из-за чрезмерного нагрева в сочетании с механической нагрузкой. Избыточный нагрев приводит к размягчению связующего твердого сплава пластины, а под механической нагрузкой пластина деформируется или изгибается на конце, что может привести к отламыванию кромки пластины, быстрому износу по задней поверхности (рис. 6).
7. Бороздки образуются, когда поверхность заготовки с абразивными включениями обдирает или выкрашивает режущий инструмент на уровне глубины резания (рис. 7) [2].
Существующие методы диагностирования износа СТП позволяют на раннем этапе определить основные причины разрушения, но не устранить уже появившийся износ. В настоящее время использованные пластины, как правило, не восстанавливаются, а утилизация таких пластин представляет
Рис. 8. Образцы до реновации
Рис. 9. Образцы после реновации
Рис. 10. Обрабатываемые изделия
собой довольно сложную задачу, требующую достаточно дорогостоящего оборудования. Поэтому задача восстановления режущих свойств использованных пластин является также актуальной.
Проанализировав все виды износа режущего инструмента, предлагается реновация СТП методом шлифования и затачивания. Для осуществления процесса перетачивания необходимо определить, какие виды износа являются восстанавливаемыми, а также максимальную величину износа режущей пластины. Износ СТП типа 1, 2, 3, 5, 6, 7 — восстанавливаемый, а износ типа 4 — невосстанавливаемый.
В качестве образца были взяты сменные твердосплавные пластины марок:
1. АРКТ160408 — РМ предназначены для черновой фрезерной обработки цветных металлов. Допустимый износ по задней поверхности составляет 0,15 — 0,25 мм. Допустимая норма сошлифовывания за одно затачивание 0,25 — 0,35 мм.
2. БЫМС 150604 — МР1 КХ предназначены для черновой токарной обработки цветных металлов. Допустимый износ по задней поверхности составляет 0,12 — 0,21 мм. Допустимая норма сошлифовывания за одно затачивание 0,28 — 0,37 мм (рис. 8).
Перетачивание осуществлялось на шлифо-вально-заточном станке с ЧПУ ВЗ — 700Ф4. В качестве инструмента на операциях затачивания главной задней поверхности, вспомогательной задней поверхности и фаски при вершине СТП использовался круг: 12А2-45 125-42-5-5-32 АС 100/80 100 % В2-01.
На операции затачивание отрицательной фаски использовался круг алмазный чашечный 12А2-45 125-42-5-5-32 АС6 7/5 100 % В2-01 (рис. 9) [3].
Испытания переточенных пластин проводились при черновой токарной и фрезерной обработке сложнопрофильных поверхностей алюминиевых корпусов, при одинаковых режимах обработки (рис. 10).
В ходе испытания инструмента с установленными новыми СТП было обработано 96 деталей, а инструментом, на котором были установлены переточенные пластины, обработано 70 деталей.
Таким образом, стойкость восстановленных СТП составляет 80 % от стойкости новых, а себестоимость реновации — не более 25 % [4].
Библиографический список
1. Латыпов, Р. Р. Методы диагностики состояния режущего инструмента в станочных системах : учеб. пособие / Р. Р. Латыпов. — Уфа : УГАТУ, 2009. — 96 с.
2. Реченко, Д. С. Виды износа твердосплавных пластин при лезвийной обработке и методы борьбы с ними / Д. С. Реченко, А. А. Ежов, Д. Г. Балова, И. А. Царенко // Омский научный вестник. Сер. Приборы, машины и технологии. — 2015. — № 3 (143). — С. 83 — 87.
3. Попов, А. Ю. Классификация абразивного инструмента для получения ультрадисперсного порошка высокоскоростным методом / А. Ю. Попов, Д. С. Реченко, Ю. В. Титов, К. К. Госина // Омский научный вестник. Сер. Приборы, машины и технологии. — 2015. — № 1 (137). — С. 89 — 92.
4. Бугай, И. А. Реновация многогранных твердосплавных пластин для фрез с механическим креплением пластин, предназначенных для черновой обработки алюминиевых сплавов / И. А. Бугай, Е. В. Васильев, А. Ю. Попов, П. В. Назаров // Россия молодая: передовые технологии : материалы V Всерос.
молодеж. науч.-техн. конф. с 12-14 нояб. : в 3 кн. - Омск, 2013.
междунар. участием, Кн. 1. - С. 18-21.
ПОПОВ Андрей Юрьевич, доктор технических наук, профессор (Россия), заведующий кафедрой «Металлорежущие станки и инструменты». БУГАЙ Иван Александрович, ассистент кафедры «Металлорежущие станки и инструменты». ЕЖОВ Александр Александрович, студент гр. КТО-124 машиностроительного института.
ТИТОВ Юрий Владимирович, аспирант кафедры «Металлорежущие станки и инструменты». ПЕСКОВ Максим Александрович, студент гр. КТО-133 машиностроительного института. ЕЛИСЕЕВА Александра Владимировна, студентка гр. КТО-134 машиностроительного института. Адрес для переписки: Boogie9@mail.ru
Статья поступила в редакцию 15.02.2016 г. © А. Ю. Попов, И. А. Бугай, А. А. Ежов, Ю. В. Титов, М. А. Песков, А. В. Елисеева
УДК 621.3.06
В. Н. ТАРАСОВ И. В. БОЯРКИНА
Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия,
г. Омск
МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ВЯЗКОГО ТРЕНИЯ И КОЭФФИЦИЕНТА КИНЕМАТИЧЕСКОЙ ВЯЗКОСТИ ДЛЯ ПНЕВМОКОЛЕС НАЗЕМНЫХ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ
Разработан способ определения коэффициента вязкого трения пневмоколес наземных транспортных средств. Предложены аналитические зависимости для вычисления коэффициента вязкого трения и коэффициента кинематической вязкости пневмошины.
Ключевые слова: пневмошина, деформация, амплитуда, добротность, декремент колебаний, частота, коэффициент жесткости, коэффициент вязкого трения.
Основными характеристиками колесных тягачей, тракторов являются: грузоподъемность, тягово-сцепные качества, характеристики вертикальных колебаний и др. [1].
При перекатывании неровности ось колеса транспортного средства получает дополнительное вертикальное перемещение. Чем меньше это перемещение, тем выше эластичные амортизирующие свойства пневмошины. После перекатывания неровности колесо совершает вертикальные колебания, которые необходимо демпфировать [2].
У наземных транспортных средств, не имеющих рессор и демпферов, указанные функции выполняют пневматические шины. Рассматриваемые свойства пневмошины связаны с характеристиками жесткости колеса и вязкого трения, которые в настоящее время недостаточно изучены.
Дифференциальное уравнение затухающих вертикальных колебаний пневмошины имеет вид [3, 4]
где z, к, к — соответственно вертикальное перемещение, скорость, ускорение оси колеса; п — коэффициент затухания; ю — круговая частота колебаний оси колеса.
Выражение частоты свободных вертикальных колебаний оси пневмошины имеет вид
(2)
2 + 2х2 + ю 2 = 0 ,
(1)
где С — коэффициент .жесткости пневмошины, Н/м; т — масса, приве=ен ная к оси колеса, кг.
Коэффициент п затухания колобаний механических систем имеет вид [5, 6]
х = Иг //2с , (3)
где р. — коэффициент вяакого трения пневмошины, Нс/м.
Деформационные свойства пневмошины принято оценивать коэффици2нтом жесткости по аналогии с идеальными механическими пружинами. В общем случае в работах В. В. Гуськова [1]
24
