CC BY
128
Расчет погрешностей формообразования отверстий и пазов.
Сергеев С.В., ШаламовВ.Г., Сергеев Ю.С., Прошунин Д.В.
3. Tverskoy M.M. Automatic mode control processing parts on the machines. Moscow: Mashinostroenie, 1982. 208 p.
4. Sergeev S.V. Improving the efficiency of vibration processes for machining of various materials: monograph. Chelyabinsk: Izd SUSU, 2004. 262 p.
5. Sergeev S.V. Analysis of the mechanisms of error handling in shaping holes terminal multiblade inustrumentom // Mechanical Engineering Technology. Moscow: Publishing Center «Mechanical Engineering», 2010. № 2. P. 14-18.
6. Sergeev S.V. Features of models of dynamic processes drilling // Mechanical Engineering Technology. Moscow: Publishing Center «Mechanical Engineering», 2010. № 4. P. 14-19.
7. Sergeev S.V. Effect of radial oscillations of drills on the accuracy of forming holes multiblade tool // Mechanical Engineering Technology. Moscow: Publishing Center «Mechanical Engineering», 2010. № 8. P. 15-20.
8. Sergeev S.V. Effect of vibration of the radial displacement mills in their kinematic asymmetry in the Accuracy of shaping // Vestn engineering. Moscow: Mashinostroenie Publishing, 2010. № 12. P. 43-48.
9. Sergeev S.V. Scientific bases of forming the internal surface of a rotating multielement pronikatelyami // Vestnik MSTU. them. G.I. Nosov. Magnitogorsk: MGTU them. G.I. Nosov, 2010. № 2. P. 43-46.
10. Sergeev S.V. Simulation accuracy of forming holes for drilling // STIN. M.,
2010. № 9. P. 33-38.
11. Sergeev S.V. Effect of synchronization of self-drills on the accuracy of the formation of holes // STIN. M., 2010. № 10. P. 19-24.
12. Sergeev S.V. Effect of synchronization of self-drills on the accuracy of the formation of holes in mnogoinstrumentnoy processing // STIN. M., 2010. № 11. P. 22-28.
13. Zaloga V.A., Krivoruchko D.V., Hvostik S.N. On the choice of equation of state of the material to simulate the cutting process by finite element method // Materialy i tehnologii in mashinobuduva nni. Sumi.: Visnik SumDU, 2006. № 12. P. 101-115.
14. Borzunova T.L., Riznichenko G.Yu. Information technologies in mathematical modeling // Math. Computer. Education. Cb. Proceedings XI International Conference. V.1. Izhevsk: Scientific Publishing Center «Regular and Chaotic Dynamics, 2005. P. 277-288.
15. Sergeyev S.V., Proshunin D.S., Sigolaev S.A. Study of the dynamics of the process of forming the inner surfaces of the software environment Ansys AutoDyn // Mathematical modeling and boundary problems: Proceedings of the Seventh All-Russian Scientific Conference with international participation. Part 4.: Information technology in mathematical modeling. Samara: Samara State Technical U niversity, 2010. P. 177-179.
УДК 621.81:538.3
Симонова Ю.Э., Пачевский В.М., Ткаченко Ю.С.
ОСОБЕННОСТИ ГАЗОПЛАМЕННОГО НАПЫЛЕНИЯ ЧУГУННЫХ ПАР ТРЕНИЯ МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКОВ ТИПА НАПРАВЛЯЮЩИЕ СКОЛЬЖЕНИЯ
Среди способов нанесения покрытий напылением наиболее широкое распространение получил метод газотермического напыления самофлюсующимися материалами [1]. Данный метод позволяет получать плотные износостойкие коррозионностойкие покрытия с высокой адгезией.
К достоинствам метода можно отнести:
1. Возможность получения износостойкой структуры, основу которой составляют боридные и карбидные фазы высокой твердости.
2. Обеспечение равномерного покрытия как на большой площади, так и на ограниченных ее участках
3. Возможность использованияразличныхметаллов, сплавов, обеспечивающих получение многослойных покрытий со специальными характеристиками, плавящихся при температуре до 2800°С без разложения.
4. Обеспечение толщины покрытия в пределах от 50 мкм до 10 мм и более за один прохэд
5. Высокая производительность процесса (до 10 кг/ч) и высокий коэффициент использования материала (0,60-0,95).
6. Относительно малое тепловое воздействие на подложку (в пределах 50-150°С), то есть при напылении основа материала мало деформируется и практически структурно не изменяется.
7. Оборудование отличается простотой и лёгкостью управления, процесс напыления обеспечивает высокую производительность.
Для восстановления рабочих поверхности деталей применяют три вида газопламенного напыления: без оплавления, с последующим оплавлением, с одновременным оплавлением.
Напыление без оплавления применяют для восстановления преимущественно стальных деталей. Служит для восстановления деталей с износом до 2,0 мм на
сторону, не испытывающих деформации, искажения или изменения структуры основного металла, не испытывающих в процессе эксплуатации знакопеременных нагрузоки большого нагрева. Покрытия без оплавления наносят при восстановлении наружных и внутренних цилиндрических поверхностей подвижных и непо -движных соединений при невысоких требованиях к прочности соединения с основным материалом.
Последующее оплавление выполняют для деталей типа вал, в том числе из конструкционных сталей, в случае износа до 2,5 мм на сторону. Восстановленные детали устойчивы к коррозии, абразивному изнашиванию, действию высоких температур. Как правило, нанесенное покрытие оплавляют газокислородным пламенем, в индукторе или другим источником тепла для покрытий толщиной 0,5-1,3 мм. Этот вид оплавления покрытий, полученных газопламенным напылением, используют редко из-за требований к применению дополнительного оборудования, которое ведет к удорожанию производства.
Газопламенное напыление с одновременным оплавлением покрытия используют для восстановления деталей как из стали, так и серого чугуна с местным износом до 5 мм, полученные покрытия устойчивы к абразивному изнашиванию.
Рассматривая проблему износа применительно к направляющим скольжения, выполненных из серого чугуна марки СЧ 21, с местным износом до 0,1 мм [2] при правильной эксплуатации станочного оборудования (вследствие протяженности направляющих в процессе эксплуатации происходит неравномерный износ), жестких требований к структуре металла при тепловом воздействии, приводящему к абразивному износу, можно считать газопламенное напыление с одновременным оплавлением покрытия наиболее эф -
ТЕХНОЛОГИИ ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛОВ
фективным, что и было взято в основу разрабатываемой технологии.
С целью равномерности и регулирования расхода двухкомпонентного напыляемого порошка был разработан питатель, представленный на рисунке [3-5].
В рассматриваемом случае благодаря разработанному бункеру и устройству подачи порошка возможно получать поверхности различного химического состава по длине или глубине восстанавливаемого слоя без переналадки устройства.
Питатель содержит герметичные бункеры 1 и 2, причём бункер 2 снабжён индивидуальным приводом вращения, позволяющим регулировать подачу порошка посредством шнека, проходящего через бункер 2. В нижней части бункера 1, в центральном канале, размещена крыльчатка, вращение которой осуществляется посредством транспортирующего газа. Её применение осуществляет более равномерно перемешивание порошка 1 и порошка 2. Подача сжатого воздуха даёт следующие преимущества: регулирование длины пламени; предохранение от перегрева внутреннего сопла.
При формировании толщины покрытия учиты-валось:
- припуск на обработку после напыления;
- возможная усадка напыляемого материала, -20%;
- величина износа восстанавливаемой поверхности (до 0,1 мм).
Таким образом, учитывая вышеизложенные рекомендации, примем величину напыляемого слоя, равную 0,25 мм.
Основные данные режима напыления, используемые ддя восстановления направляющих скольжения, выполненных из серого чугуна марки СЧ-21, приведены в таблице.
Технологический процесс восстановления изно-шенной поверхности направляющих скольжения, выполненных из серого чугуна СЧ 21 газопламенным напылением с переменным по длине химическим со -ставом, включает следующие этапы:
1. Дробеобразивная обработка поверхности с целью удаления окисной плёнки с обеспечением однородной матовой поверхности, не допуская наличия проблесков.
Индивидуальный
Схема устройства для газопламенного напыления
Подготовленные под напыление пластины должны быть защищены от попадания масла и грязи.
2. Собственно процесс газотермического напыления состоит из следующих переходов: прогрева массива пластины до температуры около 300°С (появление синего цвета побежалости на поверхности) и собственно напыление с оплавлением.
Напыление осуществляется в несколько проходов ддя получения необходимой толщины наплавки.
В процессе напыления температура контролируется по началу плавления порошка, не допуская перегрева и стекания наплавки, то есть напыление производится с одновременным оплавлением.
3. После завершения напыления пластина погру-жалась в сухой песок для замедленного остывания.
4. После остывания в песке пластины подвергаются следующей термообработке: нагрев со скоростью 100-150°С в час до температуры 775±10°С, выдержка при этой температуре 2 ч и охлаждение печью. С температуры 150-200°С возможно охлаждение на воздухе.
5. Механическая обработка производилась ручным шлифовальным приспособлением. Шлифование производят торцом чашечных кругов. Наилучшие результаты шлифования были достигнуты при окружной скорости шлифовального круга в пределах 35-40 м/с со скоростью движения стола 6-8 м/мин. Проводилась предварительная и окончательная обработка. На переходе предварительного шлифования величина снимаемого слоя составляла 0,13 мм, при этом окончательное шлифование заканчивают при том проходе, на котором глубина резания менее 0,01 мм.
6. После механической обработки пластин наплавленный слой контролируется методом капиллярной дефектоскопии, позволяющим выявить трещины с помощью индикаторной краски на бензоле шириной 0,005-0,01 мм и глубиной 0,01-0,4 мм.
Оборудование:
1. Горелка типа «ЕВРО-ДЖЕТ Х8-8».
2. Питание поста газотермического напыления производится от кислородного типа А и ацетиленового типа Б баллонов по ГОСТ 949-78 через кислородные и ацетиленовые редукторы.
3. Дробеобразивная обработка пластин производилась на установке ЦВ-40.
Материалы, используемые при напылении:
1. Порошки ПР-Н65Х25СЗР2 и ПР-Н77Х15СЗР2 грануляцией 40-100 мкм (ТУ 14-22-33-90).
2. В качестве основных газов использовался ацетилен, растворённый по ГОСТ 5457-78 и кислород по ГОСТ5583-78.
Расход рабочего газа, л/мин: 02 С2Н2 16,5 10,0
Давление сжатого воздуха, МПа 35
Скоростьтранспортирующего газа, м/с 40
Скорость перемещения горелки, м/мин 15
Шаг напыления, мм 6
Угол наклона горелки к восстанавливаемой поверхности, град 90
Особенности газопламенного напыления чугунных пар трения.
Симонова Ю.Э., Пачевский В.М., Ткаченко Ю.С.
3. Для дробеобразивной обработки пластин использовался карбид кремния марки 54С зернистостью 16-25 по ГОСТ 26327-80.
Определение величины интенсивности изнашивания трения при скольжении выявлялось с помощью четырёхшпиндельной машины Т.В Ларина и Б.М. Асташке-вича. Число двойных ходов в минуту регулировалось в пределах 30-800 в зависимости от температуры, которая контролировалась термопарами, установленными на образце неподвижной направляющей. Давление со -ставляло 3 МПа. Силу трения измеряли с помощью тен-зодатчиков. Контртелом служил образец из серого чугуна марки СЧ15. Интенсивность изнашивания исследуемой направляющей скольжения определяли методом вырезанных лунок. Величина линейного износа определялась как разность глубин лунки до и после работы детали. Результаты исследований показали, что величина износа наждится в пределах 0,01-0,015 мм. Режимы подбирались с условием соответствия работы направляющих скольжения реального станка при эксплуатации в условиях 1 год при двухсменной работе.
В результате проведенного комплекса мероприятий по выбору технологического процесса, модернизации оборудования и подборов режимов напыления установлено, что работоспособность направляющих скольже-
ния была увеличена на 15 по сравнению с традиционным методом повышения износостойкости деталей
данного типа закалкой токами высокой частоты.
Список литературы
1. ХасуйА., МоригакиО. Наплавка и напыление. М.: Машиностроение, 1985. 240 с.
2. Утенков В.М. Прогнозирование потери точности металлорежущих станков с направляющими скольжения: автореф. дис. ... д-ра техн. наук: 05.03.01. М., 1995. 29 с.
3. Ткаченко Ю.С., Слепцова М.В. Ускоренные методы исследования и испытания конструкционных сталей: учеб. пособие. Воронеж: Воронеж.гос.техн.ун-т, 2001. 81 с.
4. Новожилов Н.М. Способ получения сплава заданного химического состава: а. с. 507428 СССР. БИ. 1976. № 11.
5. Горстин В. Ю. Дозатор шнекового типа для подачи смеси порошков в распылительное устройство: а. с. 1098579 СССР. БИ. 1984. № 23.
Bibliography
1. Khasui A., Morgaki O. Deposition and spraying. Moscow: Machinostroenie, 1985. 240 pages.
2. Utenkov V.M. Prediction of accuracy loss of cutting machines with slide guides: Abstract of the thesis of ... Dr.Sci.Tech.: 05.03.01. Moscow, 1995. 29 pages.
3. Tkachenko J.S., Sleptsova M.V. Accelerated research and trial methods of constructional steel: Manual. Voronezh: Voronezh State Technologic University, 2001. 81 pages.
4. Novozhilov N.M. Deriving method of pre-set chemical compound alloy. Inventor certificate #507428. «Invention Bulletin», 1976, #11.
5. Gorstin V.J. Screw dust mixture feeding system into the dispensing device. Inventor certificate #1098579. «Invention Bulletin», 1984, #23.
