CC BY
23
Исследования влияния радиального съема металла в условиях обработки с постоянным радиальным усилием на шероховатость получаемой поверхности позволяют установить необходимое количество проходов для получения качественного профиля получаемой детали, и уточнить особенности эксплуатации устройства для двустороннего ленточного шлифования в условиях наименьших деформаций при обработке длинномерных заготовок. Для достижения заданной шероховатости и исправления исходной погрешности в пределах шероховатости требуется 2-3 прохода.
Применение охватывающего ленточного шлифования с постоянным усилием прижима почти в 2 раза повышает производительность, резко снижает необходимый припуск на шлифование и при этом резко сокращает продолжительность цикла обработки.
При решении вопросов внедрении охватывающего ленточного шлифования в промышленности сотрудниками кафедры были решены вопросы оптимизации процесса обработки и рекомендованы оптимальные режимы обработки, позволяющие получать максимальную производительность при выполнении заданных требований к качеству поверхности.
Таким образом, новые методы обработки всегда вносят существенные поправки в технологию обработки и конструкцию существующего оборудова-
ния, способствуя созданию их наиболее прогрессивных типов. В области абразивной обработки создание и совершенствование метода обработки является одним из направлений в расширении технологических возможностей процесса шлифования.
Библиографический список
1. Лурье Г.Б. Шлифование абразивными лентами. — М.-. Высшая школа, 1980. - 47с., ил.
2. Паньков Л.А., Костин Н.В. Обработка инструментами из шлифовальной шкурки. - Л.: Машиностроение, 1988. - 234с., ил.
3. Свидетельство № 11503 РФ, 6В24В21/02. Усгройство для ленточного шлифования. /Шиляев С.А., Свитковский Ф.Ю., Иванова Т.Н., СюрсинС.Л., Гальчик А.И. (РФ).
4. Патент№2108224 РФ, В24В21/02, Устройство длядвусторон-него шлифования абразивной бесконечной лентой. / Свитковский Ф.Ю., Мурэаханов Р.З., Кулюшин М.П., КуркоВ.И. (РФ).
ШИЛЯЕВ Сергей Александрович, кандидат технических наук, доцент кафедры «Автомобили и металлообрабатывающее оборудование». ГЛАЗЫРИН Владимир Александрович, кандидат технических наук, доцент той же кафедры. КОСТЯЕВ Владимир Иванович, кандидат технических наук, доцент той же кафедры.
удк 6219 Р. М. МУХАМАДЕЕВА
Северо-Казахстанский государственный университет им. М.Козыбаева
ПЕРСПЕКТИВНОЕ НАПРАВЛЕНИЕ ОБРАБОТКИ ОТВЕРСТИЙ_
Статья знакомит с основными тенденциями развития технологий. Комбинированная обработка — это одно из перспективных направлений металлообработки, сочетающей резание и пластическое деформирование. Автором предложена совершенно новая конструкция развертки с уплотняющей ленточкой, позволяющая с минимальной себестоимостью получать отверстия с высокими эксплуатационными характеристиками.
Повышение эффективности металлообработки является одним из основных направлений развития современного машиностроения. Эксплуатационные свойства детали выходят на первый план. Только повышая надежность изделия, возможно получение конкурентоспособной продукции.
Надежность работы любой машины непосредственно связана с качеством поверхностного слоя деталей, которая характеризуется геометрическими и физико-механическими параметрами. При эксплуатации детали машин контактируют друт с другом или с окружающей средой. От качества поверхностного слоя зависят эксплуатационные свойства: сопротивление усталости, износостойкость, коррозионная стойкость, сопротивление контактной усталости и др.
связи с интенсификацией эксплуатационных процессов, увеличением скоростей перемещения рабо-
чих органов, повышением температур и давлений роль качества поверхностного слоя значительно возрастает. Связь характеристик качества поверхностного слоя с эксплуатационными свойствами деталей свидетельствует о том, что оптимальная, с точки зрения повышения эксплуатационных свойств деталей, поверхность должна быть достаточно твердой, иметь сжимающие остаточные напряжения, мелкодисперсную структуру, сглаженную форму микронеровностей с большой площадью опорной поверхности.
С помощью широко применяемых методов окончательной обработки (шлифование, хонингование, доводка) создается необходимая форма деталей с заданной точностью, но часто не обеспечивается оптимальное качество поверхностного слоя. Оно может быть достигнуто поверхностным пластическим деформированием, при котором стружка не образуется,
Рис. 1. Схема одновременного растачивания и раскатывания.
а происходит тонкое пластическое деформирование поверхностного слоя. В результате упрочняется поверхностный слой, повышается износостойкость, стойкость к коррозионным воздействиям и т.д. Во многих случаях применение ППД удается повысить запасы прочности деталей, работающих при переменных нагрузках, в полтора - три раза и увеличить срок службы деталей в десятки раз.
Снижение шероховатости обработанной поверхности повышает усталостную прочность. Наличие наклепа при ППД и остаточных напряжений позволяет повысить износостойкость трущихся поверхностей
Наряду с увеличением твердости поверхностного слоя и снижением шероховатости в повышении износостойкости большую роль играет улучшение формы микронеровностей, приводящих к увеличению опорной поверхности и формированию остаточных сжимающих напряжений.
Для получения качественной обработки поверхностным пластическим деформированием требуется предварительная механическая обработка с минимальными отклонениями по форме и по точности.
В настоящий момент (материалы Московского технологического форума, март, 2003) основными тенденциями развития металлообработки являются:
— сухая обработка;
— твердая обработка;
— высокоскоростная обработка;
— комбинированная обработка.
Обработка без СОЖ или с минимальным ее использованием постепенно проникает во все отрасли, связанные с обработкой металлов. При переходе на сухую обработку потребитель получает ряд преимуществ. К основным преимуществам можно отнести повышение эффективности обработки и улучшение условий труда.
Повышение эффективности обработки достигается за счет увеличения режимов резания, увеличения стойкости инструментов, сокращения затрат на подготовку СОЖ и на поддерживание соответствующих систем
Принцип твердого точения основан на нагреве материала заготовки в зоне контакта с режущей кромкой.
Основной целью высокоскоростной обработки (НЭМ) является существенное повышение производительности обработки за счет увеличения режимов резания. В основе высокоскоростной обработки лежит тот факт, что при высоких скоростях резания температура на режущей кромке ниже, чем при обычных скоростях. Тем не менее технология высокоскоростной обработки подразумевает не просто повышение скорости резания, а повышение всей концепции обработки.
Классическая комбинированная обработка - од-I новременное растачивание и раскатывание отверс-
тий устройством, имеющим резцовую 1 и раскатную 2 головки с расположенным между ними импеллером 3 для предотвращения попадания стружки под раскатные ролики (рис. 1). При этом необходим обильный подвод СОЖ 4 и обязательный выход стружки в сторону вектора скорости 5.
Недостаток приведенной схемы одновременного растачивания и раскатывания — обязательное исключение попадания стружки в раскатную часть инструмента и гарантированная подача СОЖ. Кроме того, необходимо предусматривать неравномерность износа разнородных частей инструмента. Учитывая тенденции развития механообработки можно исключить основные недостатки существующих схем комбинированной обработки.
Развертка с уплотняющими ленточками имеет винтовые зубья (направление зуба обратно направлению вращения) и непосредственно на спинке зуба — уплотняющий элемент. Поверхностное пластическое деформирование в этом случае сочетает в себе и выглаживание и калибрование (дорнование отверстий).
Развертка может быть по конструкции цельной и сборной и предназначена для высокоскоростной обработки.
Высокоскоростная обработка позволяет осуществлять обработку на скоростях резания в несколько раз превышающие общепринятые для разверток. Подача может достигать 0,2 мм на каждый зуб. Результат — сокращение основного времени в несколько раз.
Преимущества сборной конструкции - возможность регулировки высоты уплотняющей ленточки и позволяет осуществлять обработку на скоростях резания, в несколько раз превышающих общепринятые для разверток. Подача может достигать 0,1 -0,2 мм на каждый зуб. Результат - сокращение основного времени в несколько раз.
Кроме сокращения основного времени, развертки позволяют повышать эффективность обработки за счет возможности переточки инструмента с последующим возвращением в заданный размер. Возмож-
Рис. 2. Цельная развертка с уплотняющими ленточками.
Рис. 3. Сборная конструкция развертки.
ность восстановить размер развертки после переточки существенно сокращает долю стоимости обработки отверстия.
К такому типу инструментов следует предъявлять следующие требования:
• применять инструменты, сбалансированные по конструкции или прошедшие балансировку перед установкой на станок;
• применять инструменты с минимальным радиальным биением,
• применять современные инструментальные материалы для высокоскоростной обработки (с покрытием НАШ);
• работать как можно с меньшими вылетами инструментов;
• применять по возможности симметричные инструменты.
В случае комбинированной обработки, сочетающей резание и пластическое деформирование, нет необходимости в точной предварительной обработке. Очевидные преимущества комбинированной обработки:
— использование стандартного оборудования;
— простота настройки инструмента;
— сокращение технологических операций;
— улучшение качества поверхностного слоя;
— повышение износостойкости (уплотнение, упрочнение) обрабатываемой поверхности.
Применение комбинированной технологии и высокоскоростной обработки предъявляет дополнительные требования к инструменту, станку и процессу подготовки производства.
В Республике Казахстан нет своих мощных производителей металлорежущего инструмента. Павлодарский инструментальный завод пытается наладить производство инструмента, но себестоимость его изготовления пока велика по ряду объективных причин.
Все российские специализированные инструментальные заводы приватизированы в форме акционерных обществ открытого типа. Парк оборудования
Рис. 4. Зуб развертки с уплотняющей ленточкой.
таких предприятий на 50 % имеет возраст свыше 20 лет. Основу парка составляет отечественное оборудование. В критическом состоянии и метрологическая база предприятий.
Все это требует создания новых инструментов для реализации перспективных технологий и поддержки научных исследований в области проектирования и производства металлорежущих инструментов.
Библиографический список
1. Одинцов Л.Г, Упрочнение и отделка деталей. М.: Машиностроение, 1986.
2. ПапшевД.Д. Отделочно-упрочняющая обработка поверхностным пластическим деформированием. Москва, Машиностроение, 1978.
3. Лоладзе Т.Н. Прочность и износостойкость режущего инструмента, М: Машиностроение, 1986.
4. Материалы Московского технологического форума, 2003.
5. «ИТО», 2003, №1,3,4.
6. «Вестник СКГУ», 2004, №4.
МУХАМАДЕЕВА Раиля Минибулатовна, старший преподаватель кафедры "Технология машиностроения".
Статьи в научных журналах и сборниках статей, опубликованные в 2003 году в российской печати
1. Соснин О.В., Иванов Ю.Ф., Коновалов C.B., Громов В.Е., Козлов Э.В. Многоцикловые усталостные испытания стали 45Г17ЮЗ в условиях электростимулирования. Эволюция зеренного ансамбля // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. 2003. №2. С. 31-35.
2. Соснин О.В., Иванов Ю.Ф., Попова H.A., ЛычагинД.В., Коваленко В.В., Громов В.Е., Козлов Э.В. Природа электростимулированной пластификации аустенитных сталей при усталости // Известия Академии наук. Серия физическая. 2003. Т. 67. № 10. С. 1388-1394.
3. Соснин О.В., Иванов Ю.Ф., Целлермаер В.В., ЛычагинД.В., Громов В.Е., Козлов Э.В. Поверхность разрушения стали 60ГС2, подвергнутой усталостным испытаниям в условиях промежуточного электростимулирования // Физическаямезомеханика, 2003. Т. 6. № 3. С. 91-97.
