CC BY
6ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ
ТЕХНОЛОГИЯ
Толщина общего пограничного слоя зависит от кинематической вязкости и угловой скорости вращения анода следующим образом:
6о = 3,6^.(см), (2)
где (0 - угловая скорость вращения анода, си.
На рис. 2 представлена зависимость толщины диффузионного слоя от скорости вращения анода, полученная с помощью выражений (1) и (2).
скорости вращения анода: 1 - 10 % №М03 в воде; 2 - 10 % №2804 в воде; 3 - 10 % №С1 в воде
Анализ данной зависимости показывает, что увеличение скорости вращения анода приводит к значительному снижению толщины диффузионного слоя при растворении стали Р6М5 в указанных электролитах. Данный факт подтверждается результатами экспериментальных исследований, выраженных в увеличении плотности тока при использовании метода вращающегося электрода, представленными на рис. 1.
Таким образом, результаты экспериментальных исследований анодного растворения стали Р6М5 в условиях движущегося электролита позволяют сделать вывод о том, что увеличение угловой скорости вращения анода сопровождается уменьшением влияния диффузионных ограничений не процесс растворения стали в водных растворах нейтральных солей ЫаМ03> Ма2Б04 и ЫаС1.
Список литературы
1. Рахимянов Х.М., Янпольский В.В. Анодное растворение быстроре-жущей стали Р6М5 и ее составляющих в водных растворах// Сб. науч. тр. НГТУ. - 2003. - №4 (34). -Новосибирск, 2003. - С. 141 - 146.
2. Плесков Ю.В., Филиновский В.Ю. Вращающийся дисковый элек-трод. - М.: Наука, 1972. - 342 с.
Точность формообразования при электроалмазной прорезке пазов в аморфных и нанокристаллических сплавах1
Одним из приоритетных направлений развития науки и техники является создание перспективных производственных технологий, в том числе основанных на комбинировании различных физических процессов. Разработка новых классов материалов, обладающих уникальными физическими свойствами, промышленное освоение их зыпуска определяют перспективы в создании инструментов, машин, приборов нового поколения. К таким материалам относятся аморфные и нанокристаллические сплавы [1], использование которых весьма привлекательно в электротехнике, электронике и ряде других отраслей промышлэнного производства. Однако в настоящее время широкое распространение данного класса материалов ограничивается трудностями, возникающими при их обработке. Так использование магнитопроводов, выполненных из аморфных и нанокристаллических сплавов, в виде статора электрической машины предполагает изготовление пазов для укладки обмоток. Применение существующих технологических методов механической обработки традиционных материалов не достигло требуемого результата. Следует отметить, что конструкция магнитопровода представляет собой композицию в виде чередующихся слоев аморфной либо на-нокристаллической ленты толщиной 20...30 мкм и связки (силикатная смесь, эпоксидные смолы) толщиной 5...8 мкм.
Х.М. РАХИМЯНОВ, профессор, доктор техн. наук, Б.А. КРАСИЛЬНИКОВ, доцент, канд. техн. наук, К.Х. РАХИМЯНОВ, аспирант, НГТУ, г.Новосибирск
При этом металлическая составляющая обладает высокой твердостью ( ~ 10 ГПа). Механическая обработка лезвийным инструментом (фреза) данного композиционного материала не обеспечивает процесса резания в традиционном его понимании - удалении стружки, а приводит к механическому разрушению тонких высокопрочных пластин аморфного (нанокриг.тяппич«г.кого) материала я виде блоков. Кроме этого, в зоне обработки образуется смесь в виде осколков высокопрочного материала, которая, являясь, по сути, абразивной средой, приводит к интенсивному износу твердосплавного режущего инструмента.
Абразивная обработка, в частности алмазными кругами, обеспечивает процесс резания обрабатываемого материала. Однако особенностью композиционных конструкций является подверженность тонких слоев хрупкому разрушению, поэтому требуются очень "мягкие" режимы шлифовгния, что выражается в низкой производи!ельнии-ти процесса обработки.
Перспективной в достижении высокой производительности (до 8х103 мм3/мин) при обеспечении требуемых показателей точности (иТ9) и шероховатости (1ЧИ = 1,25 мкм) при обработке аморфных и нанокристаллических композитов представляется электрсалмазное шлифование (ЭАШ) [2 3].
1 Статья подготовлена по результатам исследований по проекту 2005-РИ-16.0/024/023 в рамках ФЦНТП
32
№2 (31) 2006
ТЕХНОЛОГИЯ
ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ
Настоящая работа посвящена вопросу обеспечения точности формообразования пазов в магнитопроводе, выполненном из аморфного материала. Электроалмазное шлифование пазов проводилось по схеме глубинного шлифования, когда весь припуск на обработку снимается за один проход. При такой схеме шлифовальный круг является мерным инструментом, форма которого и определяет геометрию обрабатываемой поверхности.
Дгя обработки паза шириной 3.0*0,25 мм был спроектирован комбинированный инструмент, состоящий из двух алмазных отрезных кругов на металлической связке марки 1АШ 150x1,5x32 5, Ас 32 125/100 М2-02, 100%. Между кругами устанавливается металлическая проставка такого размера, чтобы действительный размер сборного инструмента находился в пределах размера З*005.
Изменение формы сборного инструмента в процессе обработки определяется процессами его износа.
На рис.1 представлена геометрия сборного инструмента до обработки. Установлено, что в процессе обработки происходит износ по периферии круга (уменьшение О0), износ по радиусу (увеличение г0), износ по боковой поверхности (появление угла а). Форма изношенного инструмента показана на рис. 2.
1 /А ¡4___
у 7 \
/
А
/ а
/
/
Ф
г0=0,3 мм 2
Рис. 1. Начальная форма сборного инструмента: 1 - отрезные алмазные круги; 2 - металлическая проставка
Рис. 2. Форма сборного инструмента после износа
Экспериментально определены значения удельных из-носов: на отмеченных участках инструмента. Так износ по периферии инструмента представлен значением удельного (на единицу объема обрабатываемого материала) износа по радиусу:
АЯр = 1,25x10"3 мкм/мм3.
Значение удельного износа по радиусу кромки:
АГуэ = 0,9x10"3 мкм/мм3, при г0 = 0,3 мм.
Изменение угла:
ДОС^ = 0,045x10 3 град/мм3.
Приведенные значения получены для диапазона экспериментов, где объем обработанного материала находился я пределах V = 0... 15000 мм3.
На рис. 3 схематично представлена геометрия инструмента в системе координат ХОУ, которую можно описать следующей системой уравнений:
у=-1д(90°-0,045хЮ'3\<)х + (300^ 09* 10"31/;х х {[1 -сое(90° - 0,045 х10'3У )+ 1д(90°- 0,045 х1 0"3У)] х х [1 - $1п(90° - 0,045 10"3 V)]}, 0 < х < хв
У=->/(300+0,9х10"3\/)2- (х -300 - 0,9 х 10"3У f -
- (300+1,25хЮ"3У),хв< х < хА
у =1,25x10 3 V, ха< х, (1)
где V - объем удаленного в процессе обработки материала, в мм3.
О X
Рис. 3. Схема геометрии инструмента
Данную геометрию инструмента, представленную семейством трех ли-ний, можно с приемлемой для технологических расчетов точностью аппрок-симировать кривой (рис. 4), функция которой имеет следующий вид: у(х) = 1,25х10'3\/ + (300+0,9х 10~3\/ - х)х е"°01х. (2)
0 100 200 300 400 X
Рис. 4. Геометрия инструмента, описываемая системой уравнений (1) - кривая 1, функцией (2) - кривая 2, при У = 1500 мм3
Экспериментальные исследования профиля обработанного паза подтвердили соответствие его размерных характеристик профилю режущего инструмента. Таким образом, полученное уравнение (2), устанавливающее зависимость изменения геометрии инструмента в процессе обработки, с достаточной точностью описывает и изменение формы обрабатываемых поверхностей.
№2(31)2006 33
