Научная статья на тему 'Промышленная апробация комбинированного инструмента зенкер-метчик'

Промышленная апробация комбинированного инструмента зенкер-метчик Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

CC BY
74
10
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ДЕТАЛЬ / DETAIL / РЕЗЬБА / THREAD / КАЧЕСТВО / QUALITY / ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ / PRODUCTIVITY / КОМБИНИРОВАННЫЙ ИНСТРУМЕНТ / COMBINED TOOL / СТОЙКОСТЬ / DURABILITY / ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ВРЕМЯ / TECHNOLOGICAL TIME / КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ / TORQUE / НАКЛЕП / STRAIN HARDENING / СКОРОСТЬ РЕЗАНИЯ / CUTTING SPEED

Аннотация научной статьи по технологиям материалов, автор научной работы — Вагабов Нурулла Магомедович, Курбанов Али Зульпукарович, Магомедова Марина Алиевна

Цель. На основе критического анализа результатов проведенных комплексных исследований необходимо доказать преимущество разработанной технологии с применением комбинированного инструмента зенкер-метчик с новой схемой резания по сравнению с существующими технологиями. Метод. Для повышения производительности обработки, стойкости инструмента и качества нарезаемой резьбы одним из способов является снижение крутящего момента, уменьшение наклепа обрабатываемого материала за счет новой схемы резания с целью полного исключения трения боковых сторон зуба о поверхности нарезаемой резьбы. Данная технология применена в реальном производстве. Результат. Проведенные производственные испытания комбинированного зенкер-метчика с новой схемой резания, признанного изобретателями, показали, что в результате значительного снижения крутящего момента, уменьшения наклепа обрабатываемого материала, создается возможность увеличения скорости резания и повышения производительности труда более чем в 2 раза по сравнению с процессами резьбонарезания при использовании метчиков с шахматным расположением зубьев, в 1,2 раза корригированного строения, в 6 раз стандартных метчиков. Одновременно повышается стойкость инструмента 3-5 раза и резко сокращается число поломок. Вывод. Установлено, что точность геометрических параметров, прочность и качество поверхности резьбы, нарезаемой комбинированным зенкер-метчиком с новой схемой резания в труднообрабатываемых материалах значительно выше тех же параметров резьбы, полученной обработкой стандартными и другими известными метчиками. Исследования также показали его высокую надежность, работоспособность и целесообразность применения для обработки выше названных материалов. К преимуществам комбинированного инструмента относятся также сокращение времени резьбонарезания по сравнению с раздельной обработкой резьбового отверстия (зенкерование стандартным зенкером с последующим нарезанием резьбы).

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по технологиям материалов , автор научной работы — Вагабов Нурулла Магомедович, Курбанов Али Зульпукарович, Магомедова Марина Алиевна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

INDUSTRIAL APPROBATION OF COMBINED COUNTERSINK-TAP TOOL

Objectives Based on a critical analysis of the results of complex studies, we set out to demonstrate the advantages, as compared with existing technologies, of a developed technology that uses a new cutting scheme with a combined countersink-tap tool. Methods One way to improve the processing capacity, tool life and quality of a cut thread is to reduce the torque and strain hardening of the processed material by employing a new cutting approach to completely eliminate the friction of the lateral sides of the tooth on the surface of the cut thread. It was necessary for this technology to be checked in real production conditions. Results The conducted production tests of a combined countersink-tap tool with the new cutting scheme developed by the inventors have shown that, as a result of a significant reduction in the torque and a decrease in the strain hardening of the processed material, it is possible to increase the cutting speed and increase labour productivity by more than 2 times as compared with the thread cutting processes using taps with staggered teeth, 1.2 times as compared to taps with a corrected structure, and more than 6 times as compared to standard taps. At the same time, the stability of the tool is increased 3-a times and the number of breakages is also sharply reduced. Conclusion It has been established that the accuracy of the geometric parameters as well as the strength and quality of the thread surface cut by the combined countersink-tap tool with the new cutting scheme in hard-to-work materials is much higher than the same thread parameters obtained by processing with standard and other known taps. The studies also indicated its high reliability, operability and expediency of application for processing the above-mentioned materials. The advantages of the combined tool also include a reduction in thread cutting time as compared to a separate machining of the threaded hole (countersinking with a standard countersink followed by subsequent tapping).

Текст научной работы на тему «Промышленная апробация комбинированного инструмента зенкер-метчик»

Для цитирования: Вагабов Н.М., Курбанов А.З., Магомедова М.А. Промышленная апробация комбинированного инструмента зенкер-метчик. Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки. 2017;44 (4):19-28. DOI:10.21822/2073-6185-2017-44-4-19-28

For citation: Vagabov N.M., Kurbanov A.Z., Magomedovа M.A. Industrial approbation of combined countersink-tap tool. Herald of Daghestan State Technical University. Technical Sciences.2017;44(4):19-28.(In Russ.) D01:10.21822/2073-6185-2017-44-4-19-28

ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ МЕХАНИКА

УДК 621.882.085/.086.004

DOI: 10.21822/2073-6185-2017-44-4-19-28

ПРОМЫШЛЕННАЯ АПРОБАЦИЯ КОМБИНИРОВАННОГО ИНСТРУМЕНТА

ЗЕНКЕР-МЕТЧИК

12 3

Вагабов Н.М. , Курбанов А.З. , Магомедова М.А.

1 Дагестанский государственный технический университет,

1367026, г. Махачкала, пр. И. Шамиля, 70, Россия,

2-3

2-3Дагестанский государственный педагогический университет,

2-3

~ 367003 г. Махачкала, ул. Ярагского, д.57, Россия,

1e-mail:vagabov01@inbox.ru, 2e-mail:kurbanov-48@ mail.ru,

3e-mail:mag.marina1979@gmail.com

Резюме: Цель. На основе критического анализа результатов проведенных комплексных исследований необходимо доказать преимущество разработанной технологии с применением комбинированного инструмента зенкер-метчик с новой схемой резания по сравнению с существующими технологиями. Метод. Для повышения производительности обработки, стойкости инструмента и качества нарезаемой резьбы одним из способов является снижение крутящего момента, уменьшение наклепа обрабатываемого материала за счет новой схемы резания с целью полного исключения трения боковых сторон зуба о поверхности нарезаемой резьбы. Данная технология применена в реальном производстве. Результат. Проведенные производственные испытания комбинированного зенкер-метчика с новой схемой резания, признанного изобретателями, показали, что в результате значительного снижения крутящего момента, уменьшения наклепа обрабатываемого материала, создается возможность увеличения скорости резания и повышения производительности труда более чем в 2 раза по сравнению с процессами резьбонарезания при использовании метчиков с шахматным расположением зубъев, в 1,2 раза корригированного строения, в 6 раз стандартных метчиков. Одновременно повышается стойкость инструмента 3-5 раза и резко сокращается число поломок. Вывод. Установлено, что точность геометрических параметров, прочность и качество поверхности резьбы, нарезаемой комбинированным зенкер-метчиком с новой схемой резания в труднообрабатываемых материалах значительно выше тех же параметров резьбы, полученной обработкой стандартными и другими известными метчиками. Исследования также показали его высокую надежность, работоспособность и целесообразность применения для обработки выше названных материалов. К преимуществам комбинированного инструмента относятся также сокращение времени резьбонарезания по сравнению с раздельной обработкой резьбового отверстия (зенкерование стандартным зенкером с последующим нарезанием резьбы).

Ключевые слова: деталь, резьба, качество, производительность, комбинированный инструмент, стойкость, технологическое время, крутящий момент, наклеп, скорость резания

PHYSICAL-MATEMATICAL SCIENCE MECHANICS

INDUSTRIAL APPROBATION OF COMBINED COUNTERSINK-TAP TOOL

12 3

Nurulla M. Vagabov, Ali Z. Kurbanov, Marina A. Magomedova

1Daghestan State Technical University,

1701. Shamilya Ave., Makhachkala 367026, Russia,

2-3

2-3Daghestan State Pedagogical University,

2-357 Yaragskogo Ave., Makhachkala 367003, Russia,

1 2

e-mail: vagabov01@inbox.ru, e-mail: kurbanov-48@ mail.ru,

3 e-mail:mag.marina1979@gmail.com

Abstract. Objectives Based on a critical analysis of the results of complex studies, we set out to demonstrate the advantages, as compared with existing technologies, of a developed technology that uses a new cutting scheme with a combined countersink-tap tool. Methods One way to improve the processing capacity, tool life and quality of a cut thread is to reduce the torque and strain hardening of the processed material by employing a new cutting approach to completely eliminate the friction of the lateral sides of the tooth on the surface of the cut thread. It was necessary for this technology to be checked in real production conditions. Results The conducted production tests of a combined countersink-tap tool with the new cutting scheme developed by the inventors have shown that, as a result of a significant reduction in the torque and a decrease in the strain hardening of the processed material, it is possible to increase the cutting speed and increase labour productivity by more than 2 times as compared with the thread cutting processes using taps with staggered teeth, 1.2 times as compared to taps with a corrected structure, and more than 6 times as compared to standard taps. At the same time, the stability of the tool is increased 3-5 times and the number of breakages is also sharply reduced. Conclusion It has been established that the accuracy of the geometric parameters as well as the strength and quality of the thread surface cut by the combined countersink-tap tool with the new cutting scheme in hard-to-work materials is much higher than the same thread parameters obtained by processing with standard and other known taps. The studies also indicated its high reliability, opera-bility and expediency of application for processing the above-mentioned materials. The advantages of the combined tool also include a reduction in thread cutting time as compared to a separate machining of the threaded hole (countersinking with a standard countersink followed by subsequent tapping).

Keywords: detail, thread, quality, productivity, combined tool, durability, technological time, torque, strain hardening, cutting speed

Введение. В основных направлениях экономического развития судостроительной промышленности на ближайшие десятилетия большое внимание уделяется повышению технического уровня и качества выпускаемой продукции, обеспечению на этой основе высокой производительности труда. Решение поставленных задач особенно актуально для промышленных предприятий Российской Федерации, в том числе Республики Дагестан, в числе которых ОАО им. Гаджиева (предприятие 1) и завода «Дагдизель» (предприятие 2). На данных предприятиях авторами проводились производственные испытания.

Предприятия изготавливают детали и узлы судовых машин, механизмов и судовой арматуры: планка, пластик, лист, фланец, штуцер и т.д., перечень которых приведен в табл.1. Детали, узлы, механизмы, изготовлены из сталей и сплавов, с особыми физико-механическими свойствами, входящих в группу труднообрабатываемых материалов; функционируют они обычно при высоких температурах и в агрессивной среде; подвергаются большим нагрузкам [1,3]. С учетом этих условий детали должны обладать маломагнитными, коррозионно-стойкими, кислотостойкими и жаростойкими свойствами, что очень затрудняет процесс их обработки. Особенно трудным является получение качественных резьбовых отверстий малых

диаметров в деталях, изготовленных из этих материалов [2-5].

Таблица 1. Примерный перечень деталей, выпускаемых на промышленных

предприятиях 1 и 2

Table 1. An approximate list of details that are shown in industrial eni terprises 1 and 2

Деталь Материал Параметры нарезаемой резьбы Точность обработки

Установка Дозерная УД 40-100

Фланец 12Х18Н10Т М6 7Н

Планка 12Х18Н10Т М7 6Н

Дно 12Х18Н10Т М8 7Н

Пластик 12Х18Н10Т М10 7Н

Штуцер 08Х18Н10Т М27х2 6Н

Лист 12Х12 М6 7Н

Кран ДУ10 РУ6

Корпус 12Х18Н10Т М6 7Н

Крышка 12Х18Н10Т М10 7Н

Фланец 12Х18Н10Т М12 7Н

Втулка 8Х18Н10Т М18 7Н

Насос ЦВС (Центробежный вихревый самовсасывающий)

Вставка рабочая внутренняя 12Х18Н9Т М6, М4 12Н

Рулевая машина

Клапан 20Х13 М8 7Н

Поворотные затворы (Задвижки большого диаметра)

Детали 2Х13, 12Х18Н10Т, ВТ3 М6, М18, М20 7Н

Клапан дизеля 40Х5В2ФС М6, М10 7Н

Постановка задачи. Существующая технология обработки резьбовых отверстий малых диаметров в деталях судовых машин и механизмов не обеспечивает высокое качество и производительность, для чего необходимо разработать более совершенную технологию создания и конструирования прогрессивного инструмента. Для этого, авторами разработан и сконструирован комбинированный инструмент зенкер-метчик с новой схемой резания [2].

Для обеспечения высокого качества резьбовых отверстий и повышения стойкости метчи-ковой части комбинированного инструмента разработана новая схема резания, в соответствии с которой, на режущих кромках шлифуются фаски размером 0,1-0,15 мм, перекрывающие толщину среза и сокращающие тем самым длины режущих кромок инструмента. Кроме того, заборный конус с углом ф=3° распространяется на всю резьбовую часть [2].

Такая конструкция инструмента позволяет повысить производительность и качество получаемых резьбовых отверстий малых диаметров в деталях судовых машин, механизмов и судовой арматуры, изготовленных из труднообрабатываемых материалов [6-11]. Проведенные лабораторные исследования показали эффективность работы данного инструмента.

Методы исследования. Повышение качества обработки резьбовых отверстий и производительности труда можно достичь разными путями, в частности, за счет оптимального выбора режимов резания, улучшения конструкции инструмента и режущих свойств обрабатываемого материала. В целях практической проверки результатов лабораторных исследований произведена обработка различных деталей судовых машин, механизмов и судовой арматуры, изготовленных из труднообрабатываемых материалов на предприятиях 1 и 2. Резьбонарезание в этих деталях для сравнения осуществляли инструментами стандартных и других конструкций, а

также комбинированного строения с новой схемой. При этом контролировали количество резь-бонарезаний и стойкость инструмента.

Весь исследуемый инструмент был изготовлен из стали Р9К5 и имел твердость HRC64-65. Например, обрабатывали резьбовые отверстия М14х1.5 по 2 степени точности в корпусе топливного насоса дизелей типов Ч8,5/11 и Ч9,5/11, обрабатывали и другие детали.

Обсуждение результатов. Результаты комплексных исследований показали, что стойкость комбинированного метчика при обработке корпуса насоса ЦН-105, изготовленного из стали 20Х13, составляет 60 мин., а нормального - 10 мин., при этом, комбинированным метчиком обработано 1600 отверстий, нормальным - всего 235.

Стойкость комбинированных метчиков при равных условиях обработки превышает стойкость нормальных метчиков более чем в 6 раз, стойкость метчика с корригированным профилем и шахматным расположением зубьев находится в середине между стойкостью нормального и комбинированного зенкер-метчика.

Таким образом, применение комбинированного инструмента разработанной конструкции позволяет сократить технологическое время при обработке данного изделия с 7,2 мин. до 1,2 мин., что значительно повышает качество получаемой резьбы.

Идея повышения качества нарезаемой резьбы и производительности обработки за счет создания новой схемы метчиковой части комбинированного инструмента, позволяющей уменьшить площадь контакта зубьев с заготовкой в зоне резания, а так же улучшая доступ СОЖ, научно обоснована авторскими лабораторными исследованиями [12-17]. Для подтверждения достоверности полученных результатов были продолжены производственные испытания, используя для обработки более труднообрабатываемые материалы. В частности, при обработке корпуса уплотнительного патрубка из стали 10Х18Н12М3ТЛ комбинированным инструментом, стойкость составила Т=55 мин., число обработанных отверстий n=1250, тогда как у нормального метчика Т=8 мин., n=230, шахматного строения Т=15 мин., n=400.

При обработке корпуса насоса ЦМ-86, изготовленного из стали 12Х18Н10, стойкость комбинированного инструмента составила Т=57 мин., число нарезанных отверстий n=1520, тогда как у нормального Т=8 мин., n=230 отверстий. Отсюда видно, что по стойкости комбинированный инструмент превосходит нормальный в 7 раз. Также была произведена обработка резьбовых отверстий в клапанах дизелей, изготовленных из стали 40Х5В2ФС.

Результаты отдельных научных исследований и производственных испытаний показаны на рис. 1 и в табл. 2.

lO ■ п Il Ю 1 J_ г ■i 1 оь ».о ÉÏÏ

. J J ill SO il M т ~ i v«o 1 •о V г 1«* ■ I

Норма ме . II.Ml. I'lHk « л pa Ici оя\ mo IHK с мат. .1. 1\Л X» . f77 mop 40ХЯ 12Ф( в Г 5 В- Г 7

| | Нормальный метчик | | Мелях с шахматным располож.зубьев ^^^Н Корригированный метчик

] Комбинированный инструмент

Рис.1. Стойкость и ресурсоспособность метчиков различной конструкции Fig.1. Resistance and resource-ability of taps of various designs

Таблица 2. Результаты научных исследований и производственных испытаний __Table 2. ^ Results of research and production trials_

предпр. Детали Обрабат. материал Угол забор. конуса (град.) Скорость резания (м/мин) Метчики

нормальные шахматные корригированные комбинированные

Стойк. Т мин Число отвер. Стойк. Т мин Число отвер. Стойк. Т мин Число отвер. Стойк. Т мин Число отвер.

1 Корпус насоса ЦН-105 20Х13 3О 22 10 235 20 475 50 1100 60 1600

1 ЦМ-86 12Х18Н1 ОТ 2О30' 15,70 10 230 18 410 45 1100 57 1520

1 Детали суд. арматуры ХН11Т ЮР 5О 4,28 5 1 10 16,5 165 25 255

1 ___"___ Н24ХГ 3О 6,28 4 25 8 40 35 90 50 130

1 Патрубок уплотнит. 10Х18Н1 2МЗТЛ 2О30' 15,70 8 230 15 400 40 900 55 1250

2 Клапана дизеля 40Х5В2 ФС 2О30' 2,4 12 16 18 25 30 49 45 84

2 Вставка вихревая Х17С2 3О 6,28 6 80 15 300 30 800 40 1200

2 Рычаг узла захлопки Х17Н2 3О 6,28 6 60 12 250 25 580 45 700

2 Детали суд. арматуры Г13 3О 22 2 20 4 30 30 80 45 120

2 Винт ВТ5 7О30' 6,28 2 20 5 60 40 500 50 600

2 Втулка ВТ7 2О30' 6,28 0,6 7 9 120 15 145

В дальнейшем для получения более точных результатов необходимо провести исследования структуры и содержания одного из перечня группы труднообрабатываемого материала, например, жаропрочной стали 40Х5В2ФС, применяемой для изготовления клапанов дизелей, а также учесть особенность технологии резьбонарезания в этих материалах.

Известно, что жаропрочная сталь 40Х5В2ФС мартенситного класса нашла широкое применение для изготовления клапанов дизелей. Так как эта сталь в 3 раза дороже обычных конструкционных сталей, то в целях экономии клапана изготавливают составными: более теплонагруженная часть с тарелкой выполняется из стали 40Х5В2ФС, менее нагруженная -тронковое тело - из стали 40Х. Резьбонарезание в первой части осуществляется до термообработки детали (закалки с последующим отпуском до НRС 48-52), т.е. в состоянии достаточно высокой вязкости стали.

Необходимо отметить, что особенность строения данного материала заключается в том, что до термообработки в нем имеется относительно вязкая металлическая матрица (ферритно-перлитная), в которой равномерно распределены (при правильной подготовке заготовки) высокотвердые карбидные (Сг7С3, Сг4С, Сг3С2) и интерметаллидные (Fе2W, FеСr) включения. Резьбонарезание в таком материале весьма затруднено.

Во-первых, из-за выкрашивания карбидных и интерметаллидных включений, которые, попадая в зону резания между метчиком и обрабатываемым материалом, создают эффект заклинивания, а также способствуют абразивному износу метчика [4].

Во-вторых, при достаточно высоком локальном содержании этих частиц (в случае неравномерного распределения карбидов и интеметаллидов) резко ухудшаются условия резания, создается неравномерность в распределении сил резания, появляются задиры, рывки, вызывающие вибрацию режущего инструмента и обрабатываемой детали [4].

Для снижения этих эффектов резьбонарезание на деталях из стали 40Х5В2ФС осуществляли при самых умеренных скоростях резания ^=2,4 м/мин) обильной подачей охлаждающей жидкости. Угол заборного конуса на метчиках всех видов был доведен до 2030'. Несмотря на принятые меры, поломки метчиков были частыми, что свидетельствует о наличии значительного эффекта заклинивания.

Например, из 60 метчиков с нормальной резьбой, шахматным расположением зубьев, корригированной резьбой и комбинированных зенкер-метчиков в процессе исследования поломались, соответственно, 14, 17, 10 и 7; стойкость их составила, соответственно, 12, 18, 30 и 45 мин, а количество обработанных отверстий 16, 25, 49 и 84.

Необходимо отметить, что особое значение имеет при обработке этих материалов разработка технологии, исключающей или уменьшающей степень поломки инструмента. Поломка инструмента играет важную роль в негативном отношении при обработке труднообрабатываемых материалов [6].

Результаты исследования по отказу метчиков, выполненные на предприятиях 1 и 2, представлены в табл.3.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Таблица 3. Статистический анализ отказов стандартных метчиков в производственных условиях при обработке труднообрабатываемых материалов Table 3. Statistical analysis of failures of standard taps in production conditions when processing

hard-to-work materials

Диаметр метчиков, мм Виды отказов, % Расход метчиков в год, (шт)

катастрофический износ поломки

Предприятие 1

8 21 45 6300

10 21 46 6000

12 26 30 4700

14 23 30 4900

16 30 25 2100

20 32 27 1600

Предприятие 2

8 30 40 6100

10 30 43 6600

12 24 32 4000

14 28 31 4100

16 28 30 2000

20 31 15 1800

Результаты по трудоемкости нарезания резьбы и исправления брака, вызванного поломкой метчиков при обработке деталей из труднообрабатываемых сталей и сплавов на этих преприятиях представлены в табл. 4.

Таблица 4.Трудоемкость нарезания резьб и исправления брака, вызванного поломкой метчиков при обработке деталей из труднообрабатываемых сталей и сплавов, на предприятиях 1 и 2 Table 4. Labor-intensiveness of tapping and repair of defects caused by breakage of taps

№ п/п Наименование деталей Материал Трудоемкость, мин Доля резьбонареза-ния в % к общей трудоемкости изготовления деталей

нарезание резьб исправление брака

1. Корпус насоса ЦМ-86 12Х18Н10Т 3 51 17

2. Патрубок насоса 10Х18Н12МЗТЛ 3,8 60 18

3. Корпус ЦП-105 20Х13 7,2 120 23

4. Клапан дизеля 40Х5ВГФС 5,3 90 34

5. Гайка клапана 1Х18Н10Т 0,47 45 18

6. Рычаг захлопки 14Х17Н2 1,08 86 2,7

7. Вставка вихревая Х17С2 3,1 58 26

8. Винт гребной ВТ5 2,7 34 11,4

9. Втулки ВТ7 6,1 75 15

10. Детали крепежные (корпуса) Г13 7,3 90 17

11. Детали арматуры (втулки) ХН77ТЮР 12 131 40

Вышеприведенние данные (табл.4) свидетельствуют о том, что и в условиях повышенной трудности нарезания резьбы комбинированные метчики имеют существенные преимущества перед метчиками других конструкций [4].

Также аналитически обобщены проведенные статические исследования по производительности метчика, результаты которых отражены в табл. 5.

Таблица 5. Результаты статистических исследований по производительности

№ образца Стандартный инструмент Комбинированный инструмент

Зенкер Метчик

№ инстр. Наладка времени в мин. Машин. время в мин. Холост. время в мин. № инстр. Наладка времени в мин. Машин. время в мин. Холост. время в мин. № инстр. Наладка времени в мин. Машин. время в мин. Холост. время в мин.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

1. 1 0,24 0,33 0,16 1 0,33 0,50 0,42 1 0,35 0,78

2. 1 0,25 0,33 0,16 1 0,33 0,52 0,45 1 0,38 0,83

3. 1 0,24 0,42 0,18 1 0,36 0,58 0,47 1 0,38 0,85

4. 1 0,24 0,35 0,16 1 0,33 0,58 0,43 1 0,35 0,88

5. 1 0,24 0,42 0,16 1 0,50 0,52 0,47 1 0,40 0,83

6. 1 0,16 0,42 0,25 1 0,42 0,58 0,43 1 0,33 0,92

7. 1 0,24 0,42 0,25 1 0,42 0,58 0,42 1 0,42 0,85

8. 1 0,24 0,42 0,24 1 0,42 0,57 0,42 1 0,36 0,97

9. 1 0,25 0,33 0,21 1 0,33 0,50 0,42 1 0,40 1,0

10. 1 0,21 0,36 0,25 1 0,33 0,58 0,42 1 0,36 1,05

11. 1 0,20 0,36 0,25 1 0,40 0,58 0,42 1 0,38 0,92

12. 1 0,25 0,36 0,16 1 0,40 0,57 0,45 1 0,36 0,83

13. 1 0,25 0,42 0,16 1 0,42 0,57 0,47 1 0,36 0,83

14. 1 0,26 0,42 0,18 1 0,40 0,55 0,45 1 0,38 0,82

15. 1 0,28 0,42 0,24 1 0,42 0,55 0,43 1 0,35 0,83

16. 1 0,25 0,33 0,24 1 0,33 0,57 0,42 1 0,36 0,83

17. 1 0,24 0,33 0,24 1 0,35 0,57 0,42 1 0,35 0,82

18. 1 0,24 0,35 0,24 1 0,36 0,57 0,42 1 0,35 0,83

19. 1 0,24 0,35 0,21 1 0,42 0,57 0,42 1 0,33 0,83

20. 1 0,24 0,36 0,21 1 0,40 0,57 0,42 1

21. 1 0,24 0,33 0,20 1 0,40 0,57 0,40 1

22. 1 0,21 0,35 0,20 1 0,38 0,58 0,40 1

23. 1 0,26 0,36 0,20 1 0,45 0,58 0,42 1

24. 1 0,26 0,35 0,20 1 0,38 0,57 0,42 1

25. 1 0,21 0,33 0,20 1 0,33 0,58 0,42 1

26. 1 0,24 0,33 0,16 1 0,35 0,57 0,42 1

27. 1 0,21 0,33 0,18 1 0,37 0,57 0,42 1

28. 1 0,24 0,33 0,20 1 0,38 0,58 0,40 1

29. 1 0,24 0,33 0,18 1 0,33 0,58 0,40 1

30. 1 0,25 0,33 0,20 1 0,33 0,58 0,40 1

31. 1 1 1

32. 1 1 1

33. 1 9,04 мин 10,67 6,07 1 11,29 15,99 12,79 1

К преимуществам комбинированного инструмента относятся также сокращение времени резьбонарезания по сравнению с раздельной обработкой резьбового отверстия (зенкерование стандартным зенкером с последующим нарезанием резьбы) [15-17].

Для сравнения показателей производительности проводили нарезание резьбы в 30 отверстиях из стали 20Х13 комбинированным и стандартным инструментами, результаты которых приведены в табл. 6 и показаны на рис.2 .

Проведенные нами производственные испытания комбинированного инструмента зенкер-метчик со специальной схемой резания показали [2], что в результате значительного снижения крутящего момента, уменьшения наклепа обрабатываемого материала создается возможность увеличения скорости резания и повышения производительности труда более чем в 2 раза, по

сравнению с процессами резьбонарезания при использовании метчиков различных конструкций, и в частности, с шахматным расположением зубьев.

Таблица 6. Затраты времени на резание резьбы на изделиях из стали 20XI3 Table 6. Time of cutting threads on products made of steel 20XI3_

Кол-во Затраты времени, мин

резьбонаре- Стандартный инструмент Комбинированный

заний Зенкер Метчик инструмент

наладка машин хол. наладка машин хол. наладка машин хол.

время ход время ход время ход

30 9,04 10,67 6,07 11,29 15,99 12,79 10,89 25,72 11,48

65,85 48,09

При этом одновременно повышается стойкость инструмента в 3-5 раз и значительно сокращается число поломок.

20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0

17

18

14

16

12

I--1--1--г

наладка машинное время холостое время

□ метчик

] зенкер

комбинированный инструмент

8

8

6

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

5

Рис. 2. Диаграмма сравнения затрат времени в минутах при обработке стандартными

и комбинированным инструментами Fig. 2. Diagram of time comparison in minutes when processing standard and combined tools

Вывод. Проведенные производственные испытания комбинированного инструмента с новой схемой резания доказывают его высокую надежность, работоспособность и целесообразность применения для обработки резьбовых отверстий, особенно малых диаметров (<16мм), в труднообрабатываемых материалах, используемых для изготовления деталей судового машиностроения, механизмов и судовой арматуры, что способствует повышению уровня механизации и автоматизации производственного процесса, обеспечивая рост производительности труда.

Библиографический список:

1. Высокопроизводительное нарезание внутренних резьб в трудно-обрабатываемых материалах. Монография II. Курбанов А.З. Махачкала, изд. ОАО «Деловой мир», 2004,108 с.

2. Курбанов А.З., Абдуллаев А.В. Метчик для обработки трудно-обрабатываемых материалов II Авторское свидетельство №1618535 от 08.09.1990 г.

3. Курбанов А.З. Обоснование прогрессивной технологии нарезания резьб в деталях из труднообрабатываемых материалов автореф.дис. техн. науки. Ленинград, 1987, 20 с.

4. Коженков Д.В., Кирсанов С.В. Резание материалов. М.: Машиностроение, 2012, 304 с.

5. Режимы резания труднообрабатываемых материалов:Справочник/Я.Л.Гуревич, М.В.Горохов, В.И.Захаров и др.изд.,перераб. И доп..-М.: Машиностроение,1986,240с„ил.

6. Технология нарезания точных резьб в труднообрабатываемых материалах (комбинированный инструмент зенкер-метчик). Монография. КурбановА.З. идругие. Махачкала, 2015, 105с.

7. WuS.M. Tool-lifethetingoy Respose Surfach Methodology Parti. University of Wisconsin Madison.-ASME, Paper №63, p.1.

8. Westphal H. Die spannende Bearbeitung von Titan, - Werkstattstechnik und Maschinenbau, 1957, №3

9. Cook E. Titanium Demands Special Consideration. Machineru, v.62, № 7, 1956.

10. Sato T., Tujita N. The Present stage and the future of the machinability data service in Japan.-Proc. 14-th Int.Mach.Tool.Dec.and Res.Conf.Manchester, 1973, p.685-690.

11. Jacob E. Anwendung des Programms AUTOTECH - KOPA 2. Verteidigungstechnik und Betrieb, Bd.25, 1975, №11, s.668-672.

12. Курбанов А.З., Вагабов Н.М., Алиомаров Л.М. Исследование и оптимизация работоспособности и стойкости комбинированного инструмента зенкер-метчика. Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки. Махачкала, 2014. №4(35). С. 19-26.

13. Курбанов А.З., Алиомаров Л.М., Магомедова М.А. Оптимизация режимов резьбонарезания по качеству поверхности. В мире научных открытий.2014. №12.2 (60) с 815-828.

14. Курбанов А.З., Вагабов Н.М., Алиомаров Л.М. Методика контроля среднего диаметра резьбы с несимметричным профилем. Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки. Махачкала:2015. №4(39). С.8-14.

15. Вагабов Н.М., Курбанов А.З., Магомедова М.А. Исследование типового состояния зоны нарезание резьбы с помощью полного факторного эксперимента. Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки. Махачкала:2015. №2(37). С.8-12.

16. Курбанов А.З., Алиомаров Л.М., Магомедова М.А. Исследование влияния геометрических параметров комбинированного инструмента на величину крутящего момента при резьбонарезании. Вестник ВСГУТУ. 2016. №5 (62) с.38-42.

17. Вагабов Н.М., Курбанов А.З., Магомедова М.А. Технология нарезания внутренних резьб высокой точности в деталях судовых машин, механизмов и судовой арматуры. Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки. Махачкала:2016 Т.41. №2. С.28-33.

References:

1. Kurbanov A.Z. Vysokoproizvoditel'noe narezanie vnutrennikh rez'b v trudno-obrabatyvaemykh materialakh. Monografiya. Makhachkala: OAO «Delovoimir»; 2004.108 s. [Kurbanov A.Z. High-performance tapping of internal threads in hard-to-process materials. Monograph. Makhachkala: OAO «Delovoimir»; 2004.108 p. (In Russ.)]

2. Kurbanov A.Z. Abdullaev A.V. Metchik dlya obrabotki trudno-obrabatyvaemykhmaterialov. Avtorskoesvi-detel'stvo №1618535 ot 08.09.1990 g. [Kurbanov A.Z. Abdullaev A.V. Tap for processing difficult-to-process materials. Author'scertificate№1618535 from 08.09.1990 (In Russ.)]

3. Kurbanov A.Z. Obosnovanie progressivnoi tekhnologi inarezaniya rez'b v detalyakh iz trudnoobrabatyvaemykh materialov. Avtoreferat dissertatsii na soiskanie stepeni kandidata tekhnicheskikh nauk. Leningrad; 1987. 20 s. [Kurbanov A.Z. Substantiation of the progressive technology of threading in details from hard-to-process materials. Published summary of the candidate of technical sciences dissertation. Leningrad; 1987. 20 p. (In Russ.)]

4. Kozhenkov D.V., Kirsanov S.V. Rezaniematerialov. M.: Mashinostroenie; 2012. 304 s. [Kozhenkov D.V., Kirsanov S.V. Cutting of materials. M.: Mashinostroenie; 2012. 304 p. (In Russ.)]

5. Rezhimy rezaniya trudno obrabatyvaemykh materialov: Spravochnik (Podred.Ya.L. Gurevich, M.V. Gorokhov, V.I. Zakharov i dr. M.: Mashinostroenie; 1986. 240 s. [Modes of cutting hard-to-process materials: A Handbook (Edited by Ya.L. Gurevich, M.V.Gorokhov, V.I. Zakharov et al. M.: Mashinostroenie; 1986. 240 p. (In Russ.)]

6. Kurbanov A.Z. i dr. Tekhnologiya narezaniya tochnykh rez'b v trudnoobrabatyvaemykh materialakh (kom-binirovannyi instrument zenker-metchik). Monografiya. Makhachkala; 2015. 105 s. [Kurbanov A.Z. et al.The technology of tapping precise threads in hard-to-process materials (combined countersink-taptool). Monograph. Makhachkala; 2015. 105 p. (In Russ.)]

7. Wu S.M. Tool-life testing by response surface methodology. Part I. Madison: University of Wisconsin-ASME; 1964. Paper №63. P.1.

8. Westphal H. Die spannende Bearbeitung von Titan. Werkstattstechnik und Maschinenbau; 1957. №3

9. Cook E. Titanium Demands Special Consideration. Machinery. 1956; 62 (7).

10. Sato T., Tujita N. The present stage and the future of the machinability data service in Japan. Proc. 14-th Int.Mach.Tool.Dec.and Res.Conf.Manchester, 1973. P.685-690.

11. Jacob E. Anwendung des Programms AUTOTECH - KOPA 2. Verteidigungstechnik und Betrieb. Bd.25. 1975;11:668-672.

12. Kurbanov A.Z., Vagabov N.M., Aliomarov L.M. Issledovanie i optimizatsiyarabotosposobnosti i stoikosti kom-binirovannogo instrumenta zenker-metchika.Vestnik Dagestanskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universi-teta. Tekhnicheskie nauki. 2014;4(35):19-26. [Kurbanov A.Z., Vagabov N.M., Aliomarov L.M. Research and optimisation of the operability and durability of the combined countersink-tap tool. Herald of Daghestan State Technical University. Technical Sciences. 2014;4(35):19-26. (In Russ.)]

13. Kurbanov A.Z., Aliomarov L.M., Magomedova M.A. Optimizatsiya rezhimovrez'bo narezaniya po kachestvu poverkhnosti. V mire nauchnykh otkrytii. 2014;12.2 (60):815-828. [Kurbanov A.Z., Aliomarov L.M., Magomedova M.A. Optimisation of thread cutting modes for surface quality. In the world of scientific discoveries. 2014;12.2 (60):815-828. (In Russ.)]

14. Kurbanov A.Z., Vagabov N.M., Aliomarov L.M. Metodika kontrolya srednego diametra rez'by s nesimmetrich-nym profilem. Vestnik Dagestanskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. Tekhnicheskie nauki. 2015;№4(39):8-14. [Kurbanov A.Z., Vagabov N.M., Aliomarov L.M. Method for controlling the average thread diameter with an asymmetric profile. Herald of Daghestan State Technical University. Technical Sciences. 2015;№4(39):8-14. (In Russ.)]

15. Vagabov N.M., Kurbanov A.Z., Magomedova M.A. Issledovanie tipovogo sostoyaniya zony narezaniya rez'by s pomoshch'yu polnogofaktornogo eksperimenta. Vestnik Dagestanskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo univer-siteta. Tekhnicheskie nauki. 2015;2(37):8-12. [Vagabov N.M., Kurbanov A.Z., Magomedova M.A. Study of the typical state of the thread cutting zone using a full factorial experiment. Herald of Daghestan State Technical University. Technical Sciences. 2015;2(37):8-12. (In Russ.)]

16. Kurbanov A.Z., Aliomarov L.M., Magomedova M.A. Issledovanie vliyaniya geometricheskikh parametrovkom-binirovannogo instrumenta na velichinu krutyashchego momenta pri rez'bonarezanii. Vestnik Dagestanskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. Tekhnicheskie nauki. 2016;5(62):38-42. [Kurbanov A.Z., Aliomarov L.M., Magomedova M.A. Investigation of the influence of the combined tool geometric parameters on the amount of torque during thread cutting. ESSUTM Bulletin. 2016;5(62):38-42. (In Russ.)]

17. Vagabov N.M., Kurbanov A.Z., Magomedova M.A. Tekhnologiya narezaniya vnutrennikhrez'bvysokoitochnosti v detalyakh sudovykh mashin, mekhanizmov i sudovoiarmatury. Vestnik Dagestanskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. Tekhnicheskie nauki. 2016;41(2):28-33. [Vagabov N.M., Kurbanov A.Z., Magomedova M.A. Technology of tapping of internal threads of high accuracy in details of ship machinery, mechanisms and ship armature. Herald of Daghestan State Technical University. Technical Sciences. 2016;41(2):28-33. (In Russ.)]

Сведения об авторах:

Вагабов Нурулла Магомедович - кандидат технических наук, старший преподаватель. Курбанов Али Зульпукарович - кандидат технических наук, профессор. Магомедова Марина Алиевна - кандидат педагогических наук, старший преподаватель. Information about the authors:

Nurulla M. Vagabov - Cand. Sci. (Technical), Senior Lecturer.

Ali Z. Kurbanov - Cand. Sci. (Technical), Prof.

Marina A. Magomedovа - Cand. Sci. (Pedagogical), Senior Lecturer.

Конфликт интересов. Conflict of interest.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. The authors declare no conflict of interest.

Поступила в редакцию 30.09.2017. Received 30.09.2017.

Принята в печать 08.11.2017. Accepted for publication 08.11.2017.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.