CC BY
31
лов // Омский научный вестник. Сер. Приборы, машины и технологии. - 2009. - № 3 (83). - С. 103-106.
3. Росляков, П. В. Нестехиометрическое сжигание природного газа и мазута на тепловых электростанциях / П. В. Росляков, И. А. Закиров. - М. : МЭИ, 2001. - 144 с.
4. Михайлов, А. Г. Эффективные поверхности теплообмена в топке газотрубного котла : моногр. / А. Г. Михайлов, П. А. Батраков. - Омск : ОмГТУ, 2014. - 120 с.
5. Пугач, Л. И. Энергетика и экология / Л. И. Пугач. -Новосибирск : Изд-во НГТУ, 2003. - 504 с.
6. ANSYS CFX-Solver Theory Guide. ANSYS CFX Release 11.0 / ANSYS, Inc. // Southpointe 275 Technology Drive. -Canonsburg : PA 15317, 2006. - 312 p.
7. Михайлов, А. Г. Расчет процессов переноса теплоты в топке котла / А. Г. Михайлов, С. В. Теребилов // Омский научный вестник. Сер. Приборы, машины и технологии. — 2009. — № 1 (77). - С. 151-152.
БАТРАКОВ Петр Андреевич, старший преподаватель кафедры теплоэнергетики. Адрес для переписки: [email protected]
Статья поступила в редакцию 07.09.2015 г. © П. А. Батраков
УДК 621.92.02
И. А. БУГАЙ Е. В. ВАСИЛЬЕВ М. В. ВАСИЛЬЕВА
Омский государственный технический университет
ПОВЫШЕНИЕ ТОЧНОСТИ И ЭФФЕКТИВНОСТИ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ТРУДНООБРАБАТЫВАЕМЫХ МАТЕРИАЛОВ ВЫСОКОТОЧНЫМИ СБОРНЫМИ ПРОТЯЖКАМИ С ТВЕРДОСПЛАВНОЙ РЕЖУЩЕЙ ЧАСТЬЮ_
Разработка конструкции протяжки, позволяющей осуществлять обработку поверхностей с более высокой точностью и ресурсом инструмента. При обработке деталей из труднообрабатываемых материалов существующие конструкции протяжек и инструментальные материалы не обеспечивают стабильность получаемых размеров и стойкости инструмента. Использование сборных протяжек с твердосплавной режущей частью с радиусом округления лезвия менее 1 мкм позволяет добиться увеличения точности обработки поверхностей до 2 мкм и увеличить срок службы протяжки до 3 раз. Ключевые слова: протяжка, твердый сплав, стойкость, производительность, крепление, обработка.
Данная работа выполнена при финансовой поддержке Министерства образования и науки РФ в рамках договора № 02.G25.31.0099.
Важнейшим и обязательным требованием современного машиностроительного производства является систематическое повышение требований к деталям из труднообрабатываемых сплавов на алюминиевой, никелевой и титановой основе. Повышение износоустойчивости данных материалов приводит к возникновению трудностей с их механической обработкой, в частности с протягиванием. При протягивании контуров сложной формы используются комплекты протяжек, состоящие из 2 и более протяжек. В качестве инструментального материала режущей части протяжек, как
правило, используют быстрорежущую сталь Р18. Не всегда физико-механические свойства данной стали удовлетворяют требованиям стойкости инструмента и стабильности получаемых размеров при обработке различных труднообрабатываемых материалов.
Применение сборных твердосплавных протяжек позволяет: увеличить период стойкости протяжек в среднем в 4-6 раз, увеличить подъём на зуб и тем самым сократить длину протяжки. Крепление твердосплавных пластин на основание протяжки возможно двумя способами: пайкой и механическим
Износ по задней поверхности мм
□ 30 45 90 135 315 360 370 380 390 405
Кол-во проходов
Рис. 3. Износ режущей пластины по задней поверхности
креплением [1, 2]. Крепление твердосплавных пластин к корпусу протяжки пайкой нецелесообразно, так как после данной операции появляются внутренние напряжения, которые в результате затачивания или уже работы могут образовать трещины. Появление трещин может привести к поломке дорогостоящего инструмента во время его работы и браку изделия, стоимость которых может достигать 1,5 млн руб. Использование механического крепления твердосплавных пластин к корпусу протяжки (рис. 1) обеспечивает оптимальный баланс жесткости и упругости, требуемый для стабильного резания [3]. На рис. 2 представлены и проанализированы возможные виды посадочных отверстий для базирования режущей пластины на основании протяжки: квадратной формы, треугольной формы, круглой формы, соединение шпонкой. Наиболее эффективной, с точки зрения прочности и технологичности, является протяжка с квадратным сечением основания.
Сборная протяжка состоит из: корпуса 1, на основание которого с натягом установлены сменные режущие пластины 2. Через прижимную шайбу 3 гайкой 4 фиксируются режущие пластины. В ре-
жущих пластинах посадочное отверстие выполнено квадратной формы, что позволяет надежно базировать и закреплять сменные режущие пластины.
Весь технологический процесс изготовления твердосплавных протяжек можно разделить на следующие операции:
1) изготовление корпуса;
2) шлифование торцевых поверхностей в твердосплавных секциях;
3) предварительное шлифование профиля в твердосплавных секциях;
4) сборка твердосплавных секций с корпусом;
5) шлифование режущей твердосплавной части в сборе с корпусом.
Наиболее трудоемкими операциями являются предварительное шлифование плоских поверхностей твердосплавных секций, предварительное шлифование профиля и шлифование режущей твердосплавной части в сборе с корпусом.
Твердосплавную секцию изготавливают из твердосплавных стержней. Размеры устанавливают так, чтобы обеспечить необходимый припуск для последующей обработки.
Технологический процесс изготовления режущей твердосплавной части состоит из следующих операций:
1) глубинное шлифование торцевых поверхностей твердосплавных секций;
2) окончательное шлифование торцевых поверхностей твердосплавных секций;
3) круглое шлифование твердосплавных секций, установленных в корпусе;
4) предварительное шлифование профиля в твердосплавных секциях;
5) шлифование по задней поверхности;
6) шлифование по передней поверхности;
7) притупление лезвия на сверхскоростной установке [4].
При обработке труднообрабатываемых материалов протягиванием режущие зубья твердосплавного инструмента наиболее устойчиво работают при повышенных скоростях резания, т.е. примерно до 30 м/мин. Применение пластинок из твердого
сплава при работе с низкими скоростями резания не позволяет полностью использовать режущие свойства твердосплавного инструмента. При протягивании с повышенными скоростями резания износу подвергается задняя поверхность (рис. 3). Следы износа у твердосплавных протяжек, работающих с повышенной скоростью, проявляются после значительно большего числа потягиваний, чем у протяжек из стали Р18 при работе с обычными скоростями резания.
Хорошие результаты по стойкости обеспечивают протяжки [5], оснащенные пластинками из твердого сплава ВК8. Стойкость таких протяжек до износа 0,3 мм составляет 360 — 380 протягиваний. Зубья протяжек лучше использовать из твердого сплава ВК8, т.к. износ на зубьях нарастает постепенно и выкрашиваний не наблюдается, как это было у протяжек, оснащенных зубьями из твердого сплава Т15К6.
Ввиду высокой стоимости деталей из жаропрочных и титановых сплавов необходимо снимать протяжки для перетачивания при величине износа режущей кромки меньше допустимой. Если установить допустимую величину износа режущей кромки 0,2 мм, то и в этом случае число протягиваний протяжками, оснащенными пластинками из твердого сплава ВК8 при скорости резания до 30 м/мин, составит 135—160 протягиваний.
Применение протяжек с твердосплавной частью позволит увеличить количество обработанных деталей не менее чем в 3 раза.
Притупление лезвия зубьев протяжки на режимах шлифования 200 м/с позволяет увеличить точность в пределах 2 мкм.
Библиографический список
1. Щеголев, А. В. Конструирование протяжек / А. В. Ще-голев. - М. : Машгиз, 1960. - 352 с.
2. Палей, М. М. Технология производства металлорежущих инструментов / М. М. Палей. — М. : Машиностроение, 1982. — 256 с.
3. Васильев, Е. В. Конструкции протяжек с механическим креплением твердосплавных пластин для предварительной обработки «ёлочных» пазов дисков турбин [Текст] / Е. В. Васильев, А. Ю. Попов, И. А. Бугай // Динамика систем, механизмов и машин. — 2014. — № 2. — C. 287 — 290.
4. Васильев, Е. В. Специальный осевой режущий инструмент для обработки композиционных материалов / Е. В. Васильев, А. Ю. Попов, И. А. Бугай, П. В. Назаров // СТИН. — 2015. — № 4. — С. 9 — 11.
5. Макаров, В. Ф. Интенсификация процесса протягивания на протяжном станке «KURT HOFFMANN» [Текст] / В. Ф. Макаров, В. Р. Туктамышев // Материалы 4-й Всерос. науч.-техн. конф. молодых специалистов, посвящ. 83-й годовщине образования ОАО «УМПО» : сб. мат. — Уфа : УГАТУ, 2008. — С. 24.
БУГАИ Иван Анатольевич, аспирант, ассистент кафедры металлорежущих станков и инструментов. ВАСИЛЬЕВ Евгений Владимирович, кандидат технических наук, доцент (Россия), доцент кафедры металлорежущих станков и инструментов. ВАСИЛЬЕВА Мария Владимировна, магистрант гр. КТОм-151 факультета элитного образования и магистратуры.
Адрес для переписки: [email protected]
Статья поступила в редакцию 18.09.2015 г. © И. А. Бугай, Е. В. Васильев, М. В. Васильева
Книжная полка
621/П79
Проектирование технологических процессов машиностроительных производств : учеб. для вузов по направлению подгот. «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств» / В. А. Тимирязев [и др.]. - СПб. : Лань, 2014. - 378 с.
В учебнике изложен материал, раскрывающий вопросы технологического обеспечения качества машиностроительных изделий, а также основ проектирования технологических процессов механической обработки и сборки в машиностроении. Отражены сведения, опубликованные за последние годы в отечественной и зарубежной литературе, опыт работы передовых машиностроительных предприятий, учтены новые российские и международные стандарты. Приведены технологические процессы изготовления типовых машиностроительных деталей. Учебник предназначен для студентов, обучающихся по направлению «Кон-структорско-технологическое обеспечение машиностроительных производств». Будет полезен аспирантам и инженерно-техническим работникам.
621.9/Ч-92
Чупин, В. Г. История отрасли [Электронный ресурс] : конспект лекций / В. Г. Чупин, Ю. В. Петро. -Омск : Изд-во ОмГТУ, 2015. - 1 о=эл. опт. диск (CD-ROM).
Конспект лекций составлен в соответствии с учебным планом и программой дисциплины «История отрасли». Описана история развития конструкций станков, их использования, изложены последовательные стадии становления и развития станкостроительной отрасли в России, строительства станкозаводов, их последовательная специализация и переход на технологию массового производства станков. Отдельно рассмотрены этапы совершенствования инструмента, автоматизации массового машиностроения, серийного машиностроения и производства прецизионных станков.
Предназначен для студентов специальности 151002 всех форм обучения.
