CC BY
8ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ
ТЕХНОЛОГИЯ
воположным точкам составил 25,0; 22,0; 23,0; 21,5 мкм. Средний радиальный зазор составил 22,875 мкм.
Процедура проверки эффективности РВС заключалась в нанесении на дорожку качения подшипника рабочей смазки: 3 мл. масла веретенного, 7 гр. литола и 0,3 гр. РВС. Подшипник устанавливался внутренним кольцом в патрон токарного станка, нагрузка на внешнюю обойму передавалась через латунную оправку рряцодержателем станка.
Обкатка подшипника производилась при средней на--рузке на оборотах 710 в течение 15 мин; на обоэотах 1000 з течение 15 мин.; на оборотах 1600 в течение 15 мин. После повторной набивки смазкой обкатка производилась на оборотах 710 в течение 5 мин.; на оборотах 1600 в течение 10 мин. После обкатки подшипник промывался в дизельном топливе и продувался сжатым воздухом.
Лабораторные испытания подтвердили эффективность применения РВС-технопогий. После обработки дорожки качения очистились полностью от коррозии, вращение обоймы стало плавным без шумов. Радиальный зазор по четырем диаметрально противоположным точкам составил 21,0; 18,5; 19,0; 17,0 мкм.
Таким образом, обработка по РВС - технологии позволила компенсировать износ дорожек качения 17%, снизить трение и очистить поверхности качения и тела качения от
коррозии.
Результаты исследования позволяют сформулировать основные требования к порядку разработки технологии ремонта л восстановления работоспособности деталей машин. В зависимости от физического состояния изношенной поверхности следует провести сортировку деталей на две группы:
1) детали с износом рабочих поверхностей в пределах допуска;
2) детали с износом рабочих поверхностей и механическими дефектами. Детали перЕОй группы подвергаются восстаноЕлению РВС - технологиями, детали второй группы обрабатываются твердыми сплавами под ремонтный размер, после наплавки проводится чистовая лезвийная обработка инструментами из композитов под рабочие размеры чер-ежа.
Литература
1. Кудряшов Е.А. Обработка деталей инструментом из композитов в осложненных технологических условиях -Чита: ЧитГУ, 2002. Том 1. - 257 с.
2. Кудряшов Е.А. Обработка деталей инструментом из композитов в осложненных технологических условиях -Чита: ЧитГУ, 2002. Том 2. - 290 с.
Совершенствование элементов станочных приспосоОлений для изготовления нежестких корпусных деталей
А.А.ЧЕРЕПАНОВ, доцент, канд. техн. наук, АлтГТУ им. И.И. Ползунова, а. Барнаул
Основной причиной технологических трудностей при обработке нежестких деталей являются сравнительно высокие упругие свойства материалов, которые вызывают деформации на всех стадиях обработки, сборки и эксплуатации деталей. В свою очередь, упругие деформации приводят к нарушению технологических баз, погрешностям формы и размеров деталей, ограничению режимов резания. Данное обстоятельство обусловливает необходимость использования специализированных станочных приспособлений, повышающих жесткость технологической системы. Традиционно, для повышения жесткости при обработке тонкостенных корпусных деталей в рамках станочных приспособлений использую- систему подводимых домкратов. Основным недостатком этих станочных приспособлений является значительное время на подготовку производства, обусловленное необходимостью настройки подво- димых домкратов на каждую заготовку и их фиксацию.
Сокращение времени на подготовку производства становится возможным с применением гибкой системы под-еодимых домкратов, обеспечивающих самоустановку и сэиксацию домкратов в процессе обработки. Для эффективного конструирования такой технологической оснастки целесообразно использовать методологию поискового конструирования, позволяющую значительно интенсифицировать поисковые работы
На этапе предварительной постановки задачи предусматриваются ряд операций, включающих в себя: описание проблемной ситуации с указанием путей ее устранения; списание функции (назначения) технического объекта; выбор прототипа и формирование списка требований; составление списка недостатков прототипов; предваритель-
ная формулировка задачи, кратко обобщающая результаты, полученные при выполнении предыдущих операций.
Описание функции технического объекта содержит четкую и краткую характеристику технического средства, с помощью которого можно удовлетворить возникшую потребность.
Описание функции можно представить в виде трех компонент:
Р = (О.С,Н) (1)
где О - указание действия, производимого рассматриваемым объектом и приводящего к желаемому результату; в - указание объекта, или предмета обработки, на который направлено действие Р; 11 - указание особых условий и ограничений, при которых выполняется действие.
Для рассматриваемой проблемной ситуации, описание и пути решения которой приведены в начале статьи, описание функции выглядит следующим образом: «Приспособление, содержащее гибкую систему домкратов, позволяющих повысить жесткость технологической системы устанавливает (базирует и закрепляет) (О) нежесткую заготовку корпусной детали (в) с габаритными размерами 300x200x100 с погрешностью установки не более 0,02 мм (Н)».
В описании проблемной ситуации часто указывают прототипы, которые требуется усовершенствовать. При выборе прототипов рекомендуется использовать словари технических функций, международную классификацию изобретений, патентные описания, справочники, техническую литературу и т.п.
При разработке и проектировании технического объекта всегда имеет место определенный список требований, которым технический объект должен удовлетворять. Если
«
ТЕХНОЛОГИЯ
ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ
в таком наборе не будет учтено и выполнено хотя бы одно требование, то в созданном техническом объекте проявится хотя бы один существенный недостаток или он будет неработоспособен. Отсюда следует важность необходимого и достаточного списка требований. Список требований должен содержать:
- функциональные требования, т.е. перечень количественных показателей производимого действия, количественных показателей объекта (предмета обработки) на который направлено действие технического объекта ['];
- требования и условия к выбору потоков веществ, энергии, сигналов на входе и выходе технического объекта; значения физических величин, характеризующих потоки; условия и ограничения на потоки, вызванные взаимодействием технического объекта с надсистемой и окружающей средой; условия и ограничения на потоки, связанные с их преобразованием внутри технического объекта;
- требования, условия и ограничения, накладываемые на выбор основных материалов, используемых при реализации физико-технических эффектов;
- требования по массе, форме, габаритным размерам и компоновке; выбору используемых материалов и комплектующих изделий; способам и средствам соединения и связи элементов между собой; управлению и регулированию; безопасности эксплуатации; патентоспособности; лимитной цене и т. д.
В качестве прототипов были выбраны самоустанавливающийся пружинный домкрат и блок самоустанавливаю-щихся тружинных домкратов (рис. 1).
Заготовка
а) Самоустанавливающийзя пружинный домкрат (Применяют для крепления нетяжелых и нежестких заготовок]
Заготовка
б) Блок самоустанавливающихся пружинных домкратов (Применяют для подвода несколэких опор, расположенных на одной линии. В установленном положении опоры закрепляются болтом)
Рис.1. Эскизы прототипов
Недостатками прототипов являются: невысокая производительность обработки, обусловленная дополнительными затратами вэемени на фиксацию опор вручную до начала обработки; невысокая точность обработки маложестких деталей, объясняющаяся ненадежной фиксацией опор (самоотвинчивание болта), а также неплотным прилеганием опор к поверхности (прототип № 2), что вызывает вибрацию поверхности в ходе обработки; огряничрнные технологические возможности, обусловленные расположением подводимых опор на одной линии (прототип № 2), что препятствует установки в приспособлении деталей сложной конфигурации.
Главная цель решения задачи - устранение недостатков.
Предварительная формулировка задачи содержит две части: «дано» и «требуется». Такое обобщение дает комплексное и легко обозримое представление о задаче.
Дано: а) Приспособление, содержащие пружинные домкраты, которое устанавливает (закрепляет и базирует) маложесткую заготовку корпусной детали с габаритными размерами 300X200X100 с погрешностью установки не более 0,02 мм.; б) перечень и описание возможных прототипов; в) списки недостатков прототипов.
Требуется та< изменить существующие приспособления, чтобы:
1) Приспособление с установленными в нем подводимыми домкратами должно обеспечивать: точность обработки тонкостенной поверхности по 8 квглитету (толщина стопки); шсрохосатость Р ~2,5; время установки заготовки не более 0,6 мин;
2) Подводимая опора должна быть компактной, а ее конструкция и физический принцип действия должны позволять произвольное расположение в корпусе в зависимости от конфиг/рации нежесткой детали.
3) Стоимость приспособления с подводимыми опорами не должна превышать 2% стоимости оборудования.
На следующем этапе конструирования предусматривается анализ функций прототипов и пос-роение улучшенной конструктивной функциональной структуры. Анализ функций прототипа осуществляется через построение конструктивной функциональной структуры.
Приведем пример построения конструктивной функциональной структуры для самоустанавливающегося пружинного домкрата (прототип № 1).
Построение конструктивной функциональной структуры проводится в следующей последовательности:
1) Разделение технического объекта на элементы;
2) Описание функций элементов;
3) Построение конструктивной функциональной структуры. Конструктивная функциональная структура представляет собой ориентированный граф, вершинами которого являются наименование элементов технического объекта и окружающей среды, а ребрами функции элементов.
В таблице 1 приведены конструктивные элементы пружинного домкрата и выполняемые ими функции, а на рисунке 2 - конструктивная функциональная структура домкрата.
Корректировка (улучшение) функциональной структуры обесиечиваеюн блашдарн. иииску новых функциональных элементов, обеспечивающих устранение недостатков прототипа или с/щественное повышение эффективности и качества технического объекта; исключению элементов для устранения недостатков прототипа; поиску элементов, которые целесообразно исключить и передать их функции другим элементам; поиску многофункциональных элементов, функций которых целесообразно разделить и
(Продолжение на 22 стр.)
НОВОСИБИРСКАЯ НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ КОММЕРЧЕСКАЯ ФИРМА
ИМИ«»
630087, г. Новосибирск, пр. К. Маркса ЗО.оФпс 309. Теп. (383-2) 46-37-79. «-mail: Msp@chpu.ru
НПКФ "Машсервисприбор" и ООО Станки РТМ предлагают за минимальную плату максимально повысить надёжность систем ЧПУ, путём уменьшения количества субблоков за счёт использования современной элементной базы. Результаты модернизации более двух сотен систем ЧПУ на десятках предприятий России подтвердили высокую надёжность и экономическую эффективность этого направления. Гарантия 3 года. Подробности на сайте www.chpu.ru
Варианты модернизации УЧПУ
ЗАМЕНЯЕТ: в УЧПУ 2С42-65: МС1201.02. 5В067.
5В935(232). 5В978(234) -3 шт. 5В473. БВОвб. 5ВЧ54. 5В445. источник пптанпя СН-12. "корзину" ЭВМ: в УЧПУ 2Р22: МС1201.02(М2). БВ978(046) -Зшт. 5В884.5В757. 5В473.5В047.5ВЦ5<1. источник пптанпя СН-12. "корзину" ЭВМ
ЗАМЕНЯЕТ: в УЧПУ 2С42-65: Субблоки 5В440.
БВЧШ. 5ВЦ42. БВЦЦЗ. 5ВЦ63. 5В46Ч. БВООЧ. 33054(180). 5В781. 5В782. 5В783. БВ058:
в Учпу 2Р22: Субблоки 5ВЦ43. БВИбЗ. 5В464(050). БВ058. БВ780(05Ц) БВ781. 5В782. 5В783
Контроллер Д52.1
Контроллер Д49.4
Контроллер Д70.1
Контроллер Д893
Картридж ЭК64,ЭК256
Программатор ЭПЗ
Модуль 3500. ПЗУ
ЗАМЕНЯЕТ: 2 блока 5В-449
в составе УЧПУ 2С42-65. 2Р22 и рекомендуется для восстановления и модернизации этих систем. Разработан на новой элементной базе
ЗАМЕНЯЕТ: в УЧПУ 2С42-65. 2Р22:
субблоки SB-466. SB-465. SB-976.SB-775 П70.1 раВотарт с электронными картриджами ЭК6Ч.ЭК256 на запись и считывание управляющих программ УЧПУ.
ЗАМЕНЯЕТ: в УЧПУ 2С42-65. 2Р22: субблоки SB893 - 3 шт.
ПРЕаНАЗНАЧЕН для ввода и хранения управляющих программ. Функционального программного обеспечения ЧПУ. параметров ЧПУ. корректоров и нулей станка, ввода тестов аппаратной части ЧПУ.
Плата программатора для записи управляющих программ в электронный картридж из персонального компьютера
ЗАМЕНЯЕТ: в УЧПУ Н11-31 ПЗУ
в модуле ОЗУ (3500) позволяет простым переключением шкампера устанавливать любую версию ни-31
ООО «СТАНКИ РТМ»
630087.Г. Новосибирск.пр. К. Маркса ЗО.оФпс 316-1. ТелДФакс: (383-2) 46-39-81. e-mail: Msp@chpu.ru
иТо\ Издательство «ИТО»
Ж
предлагает подписку
на «Комплект: ИТО»
через редакцию
В ««Комплектах: ИТО» рассказывается о последних технологических достижениях в машиностроении. Они предназначены для широкого круга руководителей и специалистов машиностроительных предприятий России и других стран СНГ
Стоимость подписки на один «Комплект: ИТО» через редакцию - 450 руб., включая НДС и почтовые расходы.
Подписку через редакцию можно осуществлять с любого номера.
Для этого необходимо отправить заявку по факсу (095) 366-98-00 или 369-57-08 или по E-mail: post@ito-news.ru Бланк заявки Вы можете взять на сайте «Издательства: ИТО» -
http://www.ito-news.ru в разделе «подписка»
«Комплекты: ИТО» будут направляться Вам ежемесячно заказной бандеролью
Каждый ««Комплект: И ТО » включает:
журнал ««ИТО: инструмент,технология,оборудование»,
газету ««И ТО НОВОСТИ» о машиностроении, рынке оборудования и выставках по этой тематике.
В год выходит 12 ««Комплектов: ИТО»
www.ito-news.ru
www.MVK.ru
МЕЖДУНАРОДНАЯ ПРОМЫШЛЕННАЯ НЕДЕЛЯ В «СОКОЛЬНИКАХ»
МАШИНОСТРОЕНИЕ 2005
\
*
W; /9 -а С
МОСКВА, квц «СМОЛЬНИКИ»
www.mashex.ru
ДИРЕКЦИЯ ВЫСТАВОК. Тол.: (095) 105 34 97. 268 95 11. 268 99 14
E-mail' rlvuxmvk ru. infcf&mvtrru
Российская ассоциация «СТАНКОИНСТРУМЕНТ» Тел.: (095) 209 57 43. 209 56 69. 209 59-21 Факс: (095) 209 38 11 E-mail: siass&tsr.ru
Соорганизатор выставки «Подъемно-траислортмое и складское оборудование»: MIZUNOV MEDIA GROUP Тел./факс: (095) 730 09 95: www.skladcom.ru
Организаторы:
При содействии:
105-34-97
ВЫСТАВКИ:
MASHEX МАШИНОСТРОЕНИЕ
РЕТЕКМАШ
МАШКОМП
э ИНТЕХМАШ
д МЕТРМАШ
д ЭЛЕКМАШ
а ПОДЪЕМНО-ТРАНСПОРТНОЕ И СКЛАДСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
m ПОДШИПНИКИ (ИНБЕТЕК)
LIT ¿Л EXPO ЛИТЗКСПО
Информационный спонсор:
Выставочный
vnnnuur М\/И
российская ассоциация производителен станкоинструмен'альной
Mizunov
Morlio Пгпип
Sri ФСбкбльникй
ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ ТЕХНОЛОГИЯ
(Продолжение, начало на 19 стр.) _ _
Таблица 1
Конструктивные элементы пружинного домкрата и выполняемые ими функции
Элемент Функция
Обо-знач. Наименование Обо-знач. Описание
Е0 Домкрат пружинный Го Повышает жесткость заготовки (V,), установленной в приспособление
Е1 Корпус Базирует втулку (Е5) Базирует и перемещает болт (Е 32) Базирует пружину (Е4)
е2 Подводимая опора Ь* Р22 Повышает жесткость заготовки (V!), установленной в приспособление Размещает крышку (Е6)
Е3 Е31 ЕЗ2 Фиксатор Сухарь Болт р311 '32 Фиксирует подводимую опору (Е2) Фиксирует подводимую опору (Е2) Передает воздействие гаечного ключа (V 2) на сухарь (Е31)
е4 Пружина Поджимает подводимую опору (Е2) к заготовке (\Л)
е5 Втулка £ Защищает корпус (Е-0 от износа Направляет движение подводимой опоры (Е 2) Размещает крышку (Е6)
Е6 Крышка Р61 Препятствует проникновению пыли и стружки в зазор между втулкой (Е5) и опорой подводимой (Е2)
V,
Ключ гаечный
К 1
Е,
Корпус
Е0 Домкрат пружинный р;=р0 ' 'о V, Заготовка ▲ г- 1
Г-\ г ............................ЧС" ......................... -1
Е2 Опора подводимая
IV.
Е3
Фиксатор
е.
Пружина
и
е5
Втулка
Р.'"
Ее Крышка
Е3, Сухарь
Ез2 Болт
Рис. 2. Конструктивная функциональная структура пружинного самоустанавливающегося домкрата
V,
Тепловое поле
Ш
Е, Корпус
Е,
Домкрат пружинный
V,
Заготовка
Опора подводимая
Е3
Тепловой привод
Е,
Пружина
ш
5Р?
Втулка
г;
г/
Ев Крышка
Рис. 3. Улучшенная конструктивная функциональная структура пружинного самоустанавливающегося домкрата взести вместо одного два и более элементов. При коррек- После проведения поисковых исследований строят тировке структуры могут предлагаться новые физические улучшенную конструктивную функциональную структуру, пэинципы действия, с помощью которых становится воз- На рисунке 3 приведен пример угучшенной конструктив-можным устранение недостатков прототипов или повыше- ной функциональной структуры для пружинного самоуста-нле их эффективности. навливающегося домкрата (прототип 1).
*
ТЕХНОЛОГИЯ
ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ
Из рисунка 3 видно, что б структуре применяется новый физический принцип действия, основанный на использовании тепловой энергии для управления жесткостью технологической системы. Реализация данного принципа обусловливает появление в структуре новых элементов (тепловой привод), исключение ряда существующих элементов (сухарь, болт и т.д.) и появление новых функций:
- Р31 - адаптивно менять силу прижима подводимой опоры (Е2) к заготовке;
- Р,2 - базировать тепловой привод (Е3).
На рассматриваемом этапе конструирования могут предлагаться множество улучшенных конструктивных функциональных структур и вариантов их реализации. Фактически на этом этапе определяется перечень необходимых и достаточных функций, которыми должен обладать технический объект, предлагается список физических принципов действия, которые способны реализовывать функции, уточняется список недостатков, подлежащих устранению.
Следующим этапом конструирования является материальная реализация конструктивно-функциональных структур, отвечающим поставленным требованиям.
На рис.4 схематично представлено одно из возможных технических решений, отражаощих приведенную на рис.3 конструктивную функциональную структуру домкрата.
Блок пружинных домкратов с тепловым приводом для обработки маложестких деталей работает следующим образом. Перед началом работь заготовка 7 устанавливается в приспособление на опоры 4, положение которых задается условиями обработки. В процессе обработки
(например, фрезерования плоскости) усиливается тепловыделение в зоне резания и увеличивается нагрев тонкой стенки заготовк/1. Опора 4, выполненная из материала с высоким коэффициентом линейного расширения (например, нитинола), под действием температуры удлиняется, что приводит к сжатию упругого элемента 5. При этом увеличивается сила прижима данной опоры 4 к поверхности обрабатываемой детали 7 и, следовательно, жесткость технологической системы. Происходит уравновешивание силы резания силой прижима. Регулирование силы прижима для различных условий обработки осуществляется выбором жесткости упругих элементов 5, материала с высоким коэффициентом линейного расширения, из которого выполнены опоры 4, и высотой дисков 6. Недостатком описанного технического решения является высокая инерция срабатывания подводимой опоры.
Литература
1. Половинкин А.И. Основы инженерного творчества. -М.: Машиностроение, 1988. - 368 е., ил.
Методика определения скорости охлаждения бронзы Бр. ОСЦН 10 13 2 2 при литье о формы с разной
теплопроводностью
A.B. КОРЧМИТ, ассистент, Ю.П. ЕГОРОВ, доцент, канд. техн. наук.,ТПУ, г. Томск
Оловянистые бронзы относятся к металлическим материалам, известным с давних времен, однако, несмотря на это, их строение и свойства изучены еще недостаточно. Особенно мало исследованы применяемые в промышленности сложные бронзы, в состав которых кроме олова входят цинк, свинец, никель и другие элементы [1].
Закономерности формирования структуры и свойств от условий литья у большинства оловянисто-свинцовистых бронз схожи. Поэтому в качестве основного материала для исследований принята пятикомпонентная оловянистая бронза Бр. ОСЦН 10-13-2-2, применяемая для изготовления сегментных уплотнений компрессора для сжатия этилена. Химический состав бронзы Бр. ОСЦН 10-13-2-2 приведен в таблице 1.
Таблица 1
Sn Pb Zn Ni Си
9,5-10 12-13 2-3 2 остальное
Химический состав Бр. ОСЦН 10-13-2-2, % (по массе) На формирование структуры и свойств отливок из мно-
гокомпонентных бронз одновременно оказывают влияние ряд технологических факторов, таких как температура заливки (теплосодержание расплава), теплоаккумулирующая способность фоэмы (скорость охлаждения), скорость заливки, и некоторые другие.
В данной работе определяли скорость охлаждения бронзы Бр. ОСЦН 10-13-2-2 в формах с разной теплопроводностью. Для исследований использовали формы с различной теплопроводностью: металлические (стальные), оболочковые и алюмохромфосфатные. Предполагается, что скорость охлаждения в алюмохромфэсфатных формах близка к скорости охлаждения в песчано-глинистых формах. Температуры заливки - 1050°С и 1220°С. Температуру контролировали с помощью быстродействующего оптического пирометра ТПТ-90 с лазерным наведением фирмы Адета (Швеция). Скорость действия пирометра -0,7 °С/сек., погрешность измерения прибора ± 1°С. Плавку проводили в высокочастотной индукционной тигельной печи ВЧГ2-100/0,066 из технически чистых металлов в графитовом тигле. Расплав перегревали перед разливкой на 50...70°С, раскисляли фосфористой медью, а затем под-стуживали до требуемой температуры.
