CC BY
6ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ
ТЕХНОЛОГИЯ
Технико-экономические характеристики промышленных технологических линий
> Производственные площади 150...500 кв. м
> Установленная мощность потребителей энергии 100.. .300 квт
> Годовая производительность линии 100.. .500 тысяч кв. м изделий
> Ориентировочная стоимость линии 175 тысяч долларов США
> Рентабельность производства изделий
(в зависимости от вида продукции) 35... 260 %
> Средневзвешенная рентабельность 93 %
Высокочастотная импульсная закалка (ВИЗ) деталей
В. В. МА РУСИН, вед. научн. сотрудник, профессор, доктор физ-мат наук, Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, г. Новосибирск
ВИЗ - это поверхнос-ное упрочнение стальных и чугунных деталей машин с целью резкого повышения ресурса их эксплуатации. Сущность процесса заключается в скоростном нагреве поверхности детали мощным импульсным ВЧ полем и последующей быстрой автозакалке нагретого слоя тепло-сбросом в глубину металла. Образование высокодисперсных упрочняющих структур (мартенсит, карбиды и др.) повышает твердость, износостойкость и другие свойства металла, увеличивает ресурс работы такой детали в несколько раз.
Разработана математическая модель процесса, нестандартная аппаратура для перевода типовых ВЧ-генераторов мощностью до 200 кВт в непрерывно-импульсный режим работы, длительность импульсов обработки и пауз между ними регулируется в диапазоне (1 - 900) мс.
Разработаны комплекты надежных промышленных профильных индукторов со специальными концентраторами энергии для упрочнения деталей различной формы, различные типы оснастки и ряд технологий прямого упрочнения деталей из любых сталей и чугунов ( с содержанием углерода более 0,3 %. Производительность процесса упрочнения достигает 15 см2/с при мощности ВЧГ 60 кВт.
Достоинства метода:
- отсутствие или существенное снижение поводок;
- снижение хрупкости засчет пластичной сердцевины и диспергирования зерна;
- возможность упрочнения внутренних и наружных поверхностей;
- возможность локального упрочнения;
- применение стандартных ВЧ генераторов после их модификации;
- снижение затрат энергии на нагрев;
- технологическая простота метода, легкость автоматизации процесса.
Отработаны аппаратура и режимы поверхностного упрочнения реальных деталей для ряда конструкционных и инструментальных сталей. Мощность ВЧ генератора типа ВЧГ 5 -50/ 0,44 составляла 60 кВт. Для сталей с содержанием углерода более 0.3 % получены значения твердости выие 60 ЖС, глубина упрочнения достигает 1,5 мм (частота 440 кГц), 3,5 мм (частота 66 кГц).
В зависимости от режима обработки, можно попучить различные профили распределения микротвердости Н(х) по глубине. Возможно получение как однородных распределений Н(х) (кривая 3, рис.1), так и распределений с демпфирующей средней зоной (кривые 1,2, рис.1).
6 X, ОТН
Максимальные значения Н100 для ряда доэвтектоидных сталей достигали уровня 10-12 Гпа. В отличие от исходной стали, упрочненные слои имеют высокодисперсную мартен-ситную структуру (рис. 2, справа, Ст45).
Рис. 2.
Методом ВИЗ при частотах f < 1 МГц упрочняются практически все стали с содержанием углерода <С> ( 0,3 %. В табл. 1 приведены достигнутые значения твердости поверхностного слоя для ряда сталей. Как видно, метод низкочастотной ВИЗ легко обеспечивает твердость поверхностного слоя упрочняемой детали на уровне НСРэ ( 60, в том числе для малоуглеродистых сталей после их цементации.
Поверхность детали после ВИЗ, кроме повышенных прочностных свойств, имеет высокую износостойкость. Так, износостойкость упрочненных деталей из стали Ст40Х повышается в -3 раза и превышает износостойкость изделий, упрочненных по стандартной технологии азотирования. На рис.3 приведен эяд деталей машин, упрочненных методом ВИЗ.
14
№ 2(23)2004
ТЕХНОЛОГИЯ ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ
Таблица
Марка стали 40Х Ст45 65 Г 38ХМЮА Х12Ф 5ХФ2С Х6ВФ Р18 9ХФМ 20X13 Ст20 Ст20 Цеме нтир. Чугун ВЧ-45
Твердость, HRC 65 64 65 63 63 63 62 65 64 64 50 66 55-60
Перспективные технологические процессы:
• Упрочнение поверхностей валков, катков, колес, прессовых матриц, штампов.
• Упрочнение внутренних поверхностей втулок, цилиндров дизелей и др.
• Упрочнение направляющих, станин, вырубных штампов, любых плоскостей.
• Упрочнение зубьев шестерен, в том числе высокомодульных.
• Упрочнение кривошипов, ряда криволинейных профи-леи.
Автоматизация оперативного управления машиностроительным
предприятием
А. М. МАРКОВ, профессор, доктор техн. наук, С. Л. ЛЕОНОВ, профессор, канд. техн. наук, Т. А. АСКАЛОНОВА, доцент, канд. техн. наук, М. И. МАРКОВА, доцент, канд. техн. наук,
АлтГТУ им. И. И. Ползуноеа, г. Барнаул
Автоматизация процесса оперативного управления является актуальной задачей для машиностроительного предприятия. Ее эффективное решение может быть основано на применении современных компьютерных технологий, внедрение которых требует проведения масштабного обследования предприятия с целью установления внутренних и внешних связей подразделений, построения схем документооборота, определения топологии компьютерной сети. В качестве примера в таблице приведен состав компьютерной сети для подразделений «Опытно-промышленное производство».
Для работы данной сети разработана структура и программное обеспечение для автоматизированной системы оперативного управления производством [1, 2]. Программное обеспечение разработано на основе оболочки системы проектирования баз данных FoxPro.
Автоматизированная система включает следующие функциональные блоки
Блок 1. «Управление подготовкой производстве!»
Блок 2. «Учет производства»
Блок 3. «Учет изготовленной продукции».
Блок управления подготовкой производства обеспечивает выполнение следующих функций:
- ведение баз данных спецификаций выпускаемой продукции и их корректирование (базы данных изменений и служебных записок);
- ведение базы данных технологических процессов и нормативов;
- оформление заказов на материалы и комплектующие;
- формирование производственных заданий для мастеров.
В данном блоке рассчитываются плановая трудоемкость и плановая себестоимость. На основе полученных данных, с учетом имеющихся заделов и незавершенного производства, осуществляется расчет порядка запуска изделий d проиэоодстоо.
Блок учета производства обеспечивает слежение за ходом производства и позволяет контролировать выполнение заданий мастерами определять загрузку участка и каждой единицы технологического оборудования. Производится расчет затрат и учет производственного брака.
Данная информация необходима для рас-
Состав компьютерной сети Таблица
опытно-промышленного производства
Наименование подразделения Кол-во рабочих мест Виды работ
Планово-диспетчерское бюро 1 Разработка карты внедрения задания; формирование заявки на материалы и комплектующие
Технологическое бюро 2 Разработка технологических процессов; ведение базы данных технологических процессов
Склад готовой продукции 1 Учет деталей я узлов
Планово-экономический отдел 2 Расчет себестоимости; ведение базы данных норм времени и материалов
Управление механическими участками 1 Ввод информации о выполнении заданий; получение оперативной информации
Начальник производства 1 Оперативное управление производством
№ 2 (23) 2004 Щ11 5
