Технология обработки металлов без снятия стружки в целом: процессы, инструмент, оборудование и приспособления

В книге с единых позиций механики сплошных сред, термодинамики и физической кинетики рассмотрены механические процессы в твёрдых, жидких и порошковых системах. Особый упор сделан на вопросы кинетики спекания и припекания порошковых слоёв в связи с существующими технологиями нанесения на детали машин защитных покрытий. Показана роль и взаимодействие активирующих спекание факторов.

В работе приведена методика расчета параметров технологии горячей объемной штамповки (ГОШ) поковок удлиненной формы на кривошипных горячештамповочных прессах (КГШЛ). Рассмотрен пример проектирования технологии штамповки поковки «шатун». Представлены варианты индивидуальных заданий, контрольные вопросы и компьютерная программа для расчета параметров технологии.

Существующие технологические процессы изготовления тонкостенных подшипников скольжения характеризуются низкой эффективностью. Решение проблемы видится в применении прогрессивных, металлосберегающих способов обработки. На примере изготовления самосмазывающихся тонкостенных подшипников скольжения предлагается методика моделирования технологических операций формирования их рабочих поверхностей в системах автоматизированного инженерного анализа SolidWorks и ANSYS, а также новый технологический процесс.

В методических указаниях содержатся описания четырех лабораторных работ, посвященных выбору и созданию моделей тепловых процессов лазерной обработки с применением аналитических методов расчета, установлению показателя технологической прочности сплавов при фазовых и структурных превращениях.

Исследовались материалы, полученные из композиций Cu-CuO-AI-C с применением реакционного размола и последующего отжига. Показано, что за счет твердофазных взаимодействий, инициированных деформацией при реакционном размоле и термически активируемых при отжиге, возможно получение материалов с размерами зерен матричного металла 150-300 нм с расположенными по границам включениями фазы гамма - AI[2]O[3] размерами 30-60 нм. Такая структура является термически устойчивой и не склонна к рекристаллизации до температуры 860? C.

Приведен материал для дополнительных занятий по курсу «Научная работа студентов», который основан на работах в области ультразвукового контроля, позволяющих студентам получить практические навыки измерения акустических параметров ультразвуковых волн, построения диаграммы направленности преобразователей.

Актуальность и цели. Технологический процесс колесотокарной обработки не предусматривает применения смазочно-охлаждающих технологических сред (СОТС), что существенно увеличивает температуру резания и ухудшает стойкость инструмента. Поэтому в работе рассматриваются методы повышения стойкости инструмента путем снижения температуры резания, исключающие применение СОТС. Актуальность данного исследования также подтверждается тенденциями экологически чистого резания «Зеленое резание» без применения СОТС Материалы и методы. Исследования проводили при обработке катальной части колесных пар на токарных станках типа «Rafamet» модели UDA-112. Объектом исследования были токарные резцы, оснащаемые сменными режущими пластинами формы LNMX 301940 и BNMX (ISO 513), часть из которых составила контрольную группу без покрытия, на другие наносили специально разработанные для этих целей нанодисперсные многослойно-композиционные покрытия (NMCC). Использовали режущие пластины, которые крепили в державки, при этом между опорной и режущей пластиной формировали специальный интерфейс, улучшающий теплоотвод в режущий инструмент. При проведении стойкостных испытаний критерием отказа инструмента служил предельный износ задней поверхности режущей пластины h3 = 0,6–0,8 мм. Измерение фаски износа задней поверхности проводили на инструментальном микроскопе БМИ-1Ц. Оценку шероховатости обработанной поверхности производили при использовании профилографа-профилометра модели Hand-held Roughness Tester TR 200 (Япония). Результаты. Установлена высокая эффективность твердосплавных режущих пластин формы LNMX 301940 из твердого сплава АТ15S с теплопроводным интерфейсом и разработанными НМСС на основе трехслойной системы Ti-TiN-(Ti,Al)N по сравнению с стандартными аналогами при тяжелой восстановительной обточке катальной поверхности колесных пар. В частности, отмечено не только более высокое среднее значение стойкости (88,1 мин) и коэффициента стойкости КСТ (103,12), но и снижение коэффициента вариации стойкости (υ = 3,25). Отмеченное свидетельствует о существенном повышении работоспособности и надежности инструмента, оснащенного тангенциальными пластинами LNMX 301940 из сплава AT15S с повышенной теплопроводностью твердого сплава и покрытия на основе системы Ti-TiN-TiAlN, разработанными для обточки поверхности катания колесных пар. Выводы. Рассмотрено тепловое состояние режущего инструмента в процессе колесотокарной обработки, которое определяет его работоспособность. Предложены способы улучшения теплоотвода от режущей пластины в процессе обработки. Их применение позволяет снизить теплонапряженность режущего клина и, соответственно, увеличить стойкость инструмента при колесотокарной обработке.

В методических указаниях рассмотрены два способа получения отливок: литье в песчано-глинистые формы и литье в кокиль.

Приведены основные положения по выполнению лабораторных по курсу «Сварочные работы в строительстве».

В статье рассматриваются конструкции поводковых приспособлений на базе жесткого и плавающего центра для станков токарной группы, а также их технологические возможности в обеспечении качества обрабатываемых заготовок. Основной характеристикой эффективной работоспособности поводкового устройства принята его зажимная способность и обеспечение размерной точности обработки поверхностей заготовок. Зажимная способность поводковой оснастки определяется через параметр максимального крутящего момента, который может быть передан обрабатываемой заготовке. Приводятся основные достоинства и недостатки различных конструктивных решений поводковых станочных приспособлений. Представлены данные точности и производительности обработки, по жесткости поводковых устройств с различными типами поводковых элементов.

Предназначаются для студентов четвёртого курса направления подготовки 150100 «Материаловедение и технологии материалов в металлургии» и 150400 «Металлургия» квалификации бакалавра. В работе рассмотрены методы оценки качества сварных соединений по ГОСТ 3242-79 и ГОСТ 30242–97.

Пособие содержит теоретический материал, условия заданий, примеры решения задач. Рекомендуется использовать для аудиторной и самостоятельной работы студентов.

Методические указания предназначены для студентов, обучающихся по направлению подготовки 15.03.01 «Машиностроение», профиль подготовки «Машины и технология обработки металлов давлением»

Приведены необходимые данные для выполнения домашнего задания по курсу «Материаловедение». Указаны цели, содержание, порядок выполнения и защиты задания, а также требования к оформлению отчета. Представлен пример выполнения домашнего задания.

Синтезированы и исследованы магнитные наночастицы Fe3O4 на водной основе, стабилизированные олеиновой кислотой и маннитолом. Наночастицы получали покапельным введением водного раствора солей железа(II) и (III) в водный раствор аммиака. В качестве источников ионов железа были взяты двойные соли железа: железоаммонийные квасцы и соль Мора

Настоящее учебно-методическое пособие содержит задания, текстовые условия задач, в ней предусмотрено место для геометрических построений, выполняемых учащимися в аудитории и вне ее. Тетрадь составлена в соответствии с учебным материалом, изучаемым в 10-м классе, и обеспечивает объем практикума, установленный рабочей программой дисциплины. Рабочая тетрадь предназначена для проведения аудиторных практических занятий под руководством преподавателя и самостоятельной работы учащихся.

Приведена классификация существующих методов упрочняющей обработки металла. На основе анализа рассмотренных методов объясняется актуальность разработки новых методов упрочняощей обработки, отвечающих требованиям экономичности и оптимизации качества получаемых деталей.

В работе приведены методики и справочные данные для расчета параметров технологии при получении деталей из листового проката с использованием формоизменяющих операций листовой штамповки (ЛШ) – гибки и вытяжки. Рассмотрены примеры расчета параметров штамповки деталей «скоба» и «стакан». Представлены варианты индивидуальных заданий и контрольные вопросы.

Методические указания определяют содержание и последовательность проведения лабораторных занятий, предназначенных для закрепления и углубления знаний, полученных на теоретических занятиях, а также практического ознакомления с деформацией металла на прокатных станах.

Детали сложной пространственной конфигурации из полимерных материалов часто изготавливают методами литья или объемной штамповки, что сопровождается образованием на поверхностях деталей остатков литниковых систем и облоя. Устранение или предотвращение появления этих дефектов на операциях формообразования приводит к значительному удорожанию технологического оснащения. Поэтому удаление облоя с полимерных деталей после литья или штамповки является трудоемкой технологической операцией, механизация которой является актуальной. Центробежно-планетарная объемная обработка является одним из наиболее производительных способов механизации зачистки. Цель исследования: разработка технологии эффективного удаления облоя с полимерных деталей небольшой массы и размеров. Исследована зависимость выхода годных и бракованных деталей от основных технологических факторов центробежно-планетарной объемной обработки. Предложена методика расчета, позволяющая реализовать способ зачистной обработки полимерных деталей с однократной дозированной подачей хладагента. Оптимизированы режимы для группы промышленных мелкоразмерных деталей.

Методические указания содержат оригинальные тексты на английском языке, лексические и грамматические упражнения,позволяющие овладеть необходимой терминологией по специальности, развить навыки понимания и перевода научно-технической литературы, а также усовершенствовать навыки устной речи.

В статье обосновывается применение ручных ударных машин с линейным электромагнитным приводом для соединения строительной арматуры в стальных цилиндрических втулках. Произведен выбор наиболее подходящей энергии удара для соединения арматуры диаметром 10...14 мм как наиболее часто использующейся в плитах перекрытия и фундаментах зданий. Сравнив усилие на разрыв обжимного и сварного соединения, установлено, что качество таких соединений сопоставимо. С помощью модели системы «оператор – машина – обрабатываемое изделие» выявлены наиболее виброопасные фазы рабочего цикла ударной машины, а с помощью модели машины как колебательной системы установлены частоты, в которых необходимо производить замеры виброускорения. Экспериментально установлено, что уровень вибронагрузки при опрессовке арматуры находится в пределах допустимых значений, однако существует необходимость снижения вибронагрузки на корпус устройства. Результаты исследования показывают, что с помощью ручных ударных машин с энергией удара 50 Дж возможно соединять строительную арматуру диаметром 10...14 мм. При этом необходимо усовершенствование конструкции известных машин для обеспечения вибробезопасности.

Составлены варианты заданий и рекомендации для разработки программ автоматизированного проектирования с использованием баз данных и программирования на VBA, включающие в себя основные операции листовой штамповки, а также технологии раскроя металла на полосы, ленты и заготовки различной конфигурации и размеров.

Методические указания соответствуют дисциплине «Основы расчета на прочность деталей металлургического оборудования», входящей в учебный план высшего образования для подготовки бакалавров по направлению 22.03.02 «Металлургия». Методические указания определяют последовательность проведения и содержание лабораторных занятий, предназначенных для закрепления и углубления знаний, полученных на лекционных и практических занятиях.

В статье излагается основные методика проектирования станочного приспособления с заданными параметрами качества и надежностью. Методика проектирования станочных приспособлений основывается на обеспечении таких эксплуатационных свойств приспособления как прочность, контактная прочность, усталостная прочность, жесткость, контактная жесткость, износостойкость, трение, виброустойчивость, зажимная способность, постоянство размеров. Основным критерием рационального проектирования приспособления является обеспечение заданной точности формообразования заготовки и минимальной погрешности установки заготовки в приспособлении. Решение задачи оптимизации параметров качества станочного приспособления проводится относительно критериев минимальности времени и себестоимости обеспечения проектных параметров станочного приспособления при его изготовлении.

Методический указания предназначаются для студентов четвёртого курса направления подготовки 150100 «Материаловедение и технологии материалов в металлургии» и 150400 «Металлургия» квалификации бакалавра. В работе рассмотрены расчётные методы определения прокаливаемости и закаливаемости стали и по ГОСТ 5657-59.

В статье рассматривается методика расчета оптимальных режимов обработки рабочих поверхностей деталей станочных приспособлений. Представлен экспертный параметр качества, который позволяет рассчитать дискретные значения параметров качества поверхностей деталей станочных приспособлений. Показана математическая формализация по нахождению минимальной жесткости станочного приспособления по заданным высотным параметрам шероховатости обрабатываемой поверхности заготовки. Указанные в статье методики позволяют проектировать станочные приспособления и другие изделия технологической оснастки с минимальными затратами на их изготовление.

В рабочей тетради рассмотрены шесть тем, по которым студенты выполняют практические работы. В каждой теме сформулировано задание к работе, даны задачи для решения, представлены формы, которые студенты должны заполнить при проведении практической работы, а также поясняющие решение задач схемы инструмента и операций обработки металлов давлением.

Рассмотрено влияние продолжительности работы ванны при формировании МДО-покрытий на рН электролита, а также на концетрацию растворенного в электролите алюминия

Сравнительное исследование особенностей фазового состава и структурных свойств оксидных продуктов механохимической и термической обработки гидроксида циркония, модифицированного анионами МоО[4]{2-}.

В методических указаниях дано описание проведения лабораторных работ по изучению влияния технологических параметров процессов восстановления на свойства наплавленного и напыляемого металла.

Одним из наиболее перспективных направлений повышения износостойкости и проч-ности дереворежущего инструмента является закалка рабочих поверхностей лучом лазера. В статье приведены результаты экспериментальных исследований процесса лазерного упрочнения легированных инструментальных сталей, широко используе-мых для изготовления фрезерного дереворежущего инструмента. Известно, что пред-варительная объемная термообработка образцов из инструментальной стали оказыва-ет существенное влияние на показатели качества поверхностного слоя (остаточные напряжения, глубина упрочнения, микротвердость поверхности) при последующем лазерном упрочнении. Эксперименты проведены на установке импульсного лазерного термоупрочнения «Квант-18» с длиной импульса 8 мс на образцах сталей 9ХС и ХВГ. Остаточные напряжения упрочненной зоны и остаточный аустенит определяли с по-мощью установки Rigaku FSM-2M, микротвердость измеряли на микрошлифах твер-домером ПМТ-3. Первая серия экспериментов по лазерному упрочнению проведена на незакаленных образцах. Установлено, что после лазерного воздействия на струк-турно неоднородный образец возникают неблагоприятные растягивающие поверх-ностные напряжения, микротвердость при этом изменяется незначительно. Во второй серии экспериментов образцы подвергали объемной термообработке. Сделан вывод о том, что для качественного лазерного упрочнения после объемной термообработки необходимо проводить низкий отпуск. С ростом температуры отпуска происходит снижение остаточного аустенита в поверхностном слое упрочняемой детали, что уменьшает величину упрочненного слоя и микротвердость поверхности. Рост темпе-ратуры предварительной закалки положительно сказывается на показателях качества упрочненного слоя, но при этом существенно снижается обрабатываемость резанием инструментальных сталей, что может негативно отразить на операциях механической обработки рабочих и базирующих поверхностей инструмента (включая шлифование), предшествующих операции лазерного упрочнения.

Рассмотрен комплекс вопросов, связанных с закреплением знаний и приобретением студентами практических навыков по дисциплине «Производство композитных конструкций». Приведены исходные данные для разных вариантов домашнего задания и требования к их оформлению.

Технология плазменного напыления промышленных установок.

О создании оснастки и инструмента, позволяющих без значительных усилий получать в материале субмикро- и наноструктурные области.

Актуальность и цели. Объектом исследования является технология накатки шлицев на наружных поверхностях деталей автомобиля, преимущественно на валах. Предметом исследования является процесс формообразования шлицев методом планетарной шлиценакатки двумя шлиценакатными головками, работающими в комплекте. Целью работы является повышение качества поверхности шлицев и производительности шлиценакатки за счет применения в одной головке двух роликов различного профиля Материалы и методы. Разработка теоретических взаимосвязей между размерами чернового и чистового накатных роликов и режимами обработки. Определение теоретических зависимостей между параметрами обрабатываемой поверхности и наладочными параметрами. Результаты. Разработана конструкция комплекта шлиценакатных планетарных головок, каждая из которых оснащена черновым и чистовым роликом. Она позволяет значительно повысить производительность обработки при сохранении стойкости инструмента. Выводы. Применение в одной шлиценакатной головке двух роликов, размеры которых связаны с режимом обработки, позволило исключить из работы вершину чистового ролика и снизить нагрузку на его боковые стороны, что положительно сказалось на качестве поверхности шлицев при повышении осевой подачи заготовки.

Приведен обзор технологий валковой штамповки асесимметричных деталей различного профиля и номенклатуры, рассмотрены основные схемы деформирования

Рассмотрен процесс формирование градиентных механических и эксплуатационных свойств осесимметричных изделий комплексным локальным деформированием.

В пособие включены разделы, посвященные получению заготовок методами литья (отливок), обработки давлением (поковок, штамповок) и комбинированных заготовок (сварно-литых, штампо-сварных), а также получению из этих заготовок деталей машин методом механической обработки. Приведены примеры выполнения домашних заданий и вопросы по дисциплине «Технология конструкционных материалов».

Пособие составляют оригинальные научно-технические тексты английских и американских авторов. Каждый текст является описанием одного из процессов сварки. Тексты сопровождаются терминологическими словарями и заданиями. Задания направлены на развитие навыков чтения, изучение лексического и грамматического материала, усвоение специальной лексики, т. е. на развитие умения работать с оригинальным текстом на английском языке.

Выбор эффективных методов и устройств для поверхностного упрочнения дереворежущих инструментов затруднен из-за разнообразия их конструкций и условий эксплуатации. В связи с этим разработка таких устройств становится актуальной задачей. По данным литературы, одним из эффективных способов повышения срока службы деталей машин и инструмента является электроискровое упрочнение, или электроискровое легирование. Для него применяются промышленные электроискровые установки типа «ЭФИ» и «Элитрон» с ручными вибраторами. Однако их использование существенно увеличивает трудоемкость и время упрочнения. Кроме того, качество поверхности после упрочнения этим способом часто бывает неудовлетворительным. С целью уменьшения трудоемкости электроискрового упрочнения разработаны различные механизированные установки. Однако подобные установки предназначены для упрочнения конкретных деталей и не позволяют упрочнять инструменты различных конструкций, в том числе и дереворежущие. Качество поверхности после упрочнения на механизированных установках не всегда удовлетворяет потребителя. Для улучшения свойств поверхности после электроискрового упрочнения зачастую используют дополнительную обработку методами поверхностного пластического деформирования, такими как обкатывание и раскатывание роликами и шариками, а также алмазное выглаживание. Качество поверхности после дополнительной обработки этими методами существенно повышается, однако возрастают трудоемкость и себестоимость процесса упрочнения. Для увеличения износостойкости деталей машин и инструмента целесообразно снижение высотных параметров шероховатости, повышение микротвердости, формирование остаточных напряжений сжатия, что обеспечивается методами поверхностного пластического деформирования. Отсюда вытекает необходимость применения электроискрового упрочнения одновременно с поверхностным пластическим деформированием. Исследованы конструкция и особенности использования устройства для упрочнения инструмента. Устройство применяли для упрочнения ножей рейсмусового станка, что позволило повысить их стойкость на 100 %. По сравнению с электроискровым упрочнением ручным вибратором оно снижает шероховатость упрочненной поверхности и увеличивает качество обработки заготовок. Установлены режимы упрочнения, благодаря которым возможно эффективно упрочнять дереворежущие инструменты. Для цитирования: Буглаев А.М. Электроискровое упрочнение дереворежущего инструмента // Изв. вузов. Лесн. журн. 2021. № 5. С. 134–141. DOI: 10.37482/0536-1036- 2021-5-134-141.
Choosing effective methods and devices for surface hardening of wood-cutting tools is problematic due to the variety of their designs and operating conditions. In this regard, the development of such devices becomes an urgent task. According to the literature, one of the effective methods for increasing the service life of machine parts and tools is electrospark hardening or electrospark alloying. Industrial electrospark installations such as “EFI” (electrophysical measurements) and “Elitron” with manual vibrators are used for electrospark hardening. However, using manual vibrators significantly increases the labour intensity and hardening time. Moreover, the surface quality after hardening with manual vibrators is often unsatisfactory. Various mechanized installations have been developed in order to reduce the labour intensity of electrospark hardening. Nevertheless, these installations are designed to harden specific parts and do not allow hardening tools of various designs, including woodcutting tools. The surface quality after hardening in mechanized installations does not always satisfy the customer. Further surface plastic deformation treatments, such as rolling and unrolling with rollers and balls, as well as diamond burnishing, are often used to improve the surface quality after electrospark hardening. The surface quality after additional processing by these methods boosts, although the labour intensity and cost of the hardening process increase. To increase the wear resistance of machine parts and tools, it is reasonable to reduce the height parameters of roughness, increase microhardness, and form the residual compressive stresses, which is ensured by the methods of surface plastic deformation. In this regard, it becomes necessary to use electrospark hardening simultaneously with surface plastic deformation. The work presents the design and features of using the device for hardening. The device was used to strengthen the thicknesser machine knives, which made it possible to almost double their durability. Applying this device, in comparison with using the electrospark hardening with a manual vibrator, reduces the roughness of the hardened surface and improves the surface quality of the processed workpieces. The modes of hardening have been installed, making it possible to effectively harden wood-cutting tools. For citation: Buglaev A.M. Device for Wood-Cutting Tool Hardening. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2021, no. 5, pp. 134–141. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-5-134-141

Учебно-методическое пособие подготовлено на кафедре физики полупроводников и микроэлектроники физического факультета Воронежского государственного университета.

Ежеквартальный научно-технический и производственный журнал «Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты)» публикует: материалы о прогрессивном оборудовании и инструментах для металло- и деревообработки, слесарно-монтажных, строительных и малярных работах, о достижениях в области их разработки и авангардных технологиях производства, а также о проблемах экономики и организации производства, подготовки специалистов и повышения их квалификации; результаты научных исследований докторов и кандидатов наук, аспирантов, магистров техники и технологии по следующим научным направлениям: 05.02.07 – Технология и оборудование механической и физико-технической обработки, 05.02.08 – Технология машиностроения, 05.16.01 – Металловедение и термическая обработка металлов и сплавов, 05.16.09 – Материаловедение (машиностроение). Научно-технический и производственный журнал «Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты)» вошел в индекс цитирования Emerging Sources Citation Index (ESCI) базы Web of Science.

Рассмотрены классификация, принципы маркировки сталей чугунов, алюминия, меди, титана, магния, сплавов, а также их микроструктура. Предназначены для студентов механических и технологических специальностей изучающих курс «Материаловедение».

Методические указания содержат требования к выполнению лабораторных работ для студентов, обучающихся по программе подготовки специалистов среднего звена по специальности 22.02.05 «Обработка металлов давлением», и соответствуют стандарту Липецкого государственного технического университета СТО-13-2016 «Студенческие работы. Общие требования к оформлению» (версия 2).

Способ изготовления втулок из литой заготовки позволяет устранить газовую усадочную пористость, раковины, измельчить структуру, повысить износостойкость и долговечность изделий.

Лабораторный практикум позволит студентам ознакомиться с методами экспериментального и теоретического исследований распределения температур в низкотемпературных печах. Приведены статистические характеристики надежности материалов, рассмотрены задачи прогнозирования структурных составляющих материала детали при закалке, а также методы многокритериальной оптимизации в задачах выбора материалов.

Дано общее представление о процессах лазерной обработки полупроводников с целью рекристаллизации и отжига, описаны лазерные технологии модифицирования и изменения химического состава поверхностных слоев, напыления и осаждения тонких пленок, процессы лазерного легирования поверхности полупроводников. Также в пособии рассмотрены физико-химические и технологические процессы лазерной обработки пленок и деталей микроэлектроники, дана классификация методов лазерной обработки, рассмотрены методы подгонки параметров элементов микроэлектроники, размерной обработки и маркировки тонких пленок.

Изложены основные сведения о расчете размерных цепей при решении двух задач: по заданным отклонениям составляющих звеньев вычисление неизвестного отклонения замыкающего звена и по заданному отклонению замыкающего звена расчет составляющих звеньев размерной цепи. Расчеты выполняются при проектировании технологических процессов механической обработки заготовок и сборки изделий с учетом схем базирования и методов, обеспечивающих достижимую точность при сборке.

Приведены эскизы машиностроительных деталей и рассмотрены примеры решения технологических задач по разработке конструкции и технологии получения заготовок (отливок, поковок, штампованных оболочек и т. п.) и способов механической обработки заготовок.