Формообразование со снятием стружки. Строгание, фрезерование

Проанализирована возможность использования стандартных дисковых трехсторонних фрез для получения стружечных канавок прямоугольной формы на метчиках. Для винтовых канавок такие фрезы могут быть использованы, если угол наклона канавок не превышает 20 °. При фрезеровании для получения приемлемых величин радиуса закругления дна канавки и ширины зуба необходимо устанавливать фрезу по отношению к оси метчика под углом, примерно на 8 ° бóльшим, чем угол наклона винтовых канавок

Рассмотрены возможности снижения термонапряженности процесса прерывистого профильного зубошлифования цилиндрических колес. Приведены результаты экспериментальных исследований, направленных на получение высокоточных цилиндрических колес без термических повреждений поверхности зубьев

В современном производстве актуальна задача повышения производительности обработки и качества изделий из труднообрабатываемых материалов. Одним из определяющих параметров качества и производительности является состояние режущего инструмента в процессе обработки, в том числе и собственно конструкция инструмента Предложена конструкция сверла, позволяющая повысить эффективность обработки труднообрабатываемых материалов.

В статье рассматривается влияние решения геометрической задачи ЧПУ на точность обработки заготовки посредством реализации определенного алгоритма интерполяции и значений дискретности перемещений рабочих органов станка с ЧПУ. Приводятся основные аспекты изучения влияния скорости подачи, закона управления и быстродействия привода на нестабильность контурной скорости обработки, а значит и на качество обрабатываемой поверхности детали. Рассматриваются основные методы управления контурной скоростью режущего инструмента с использованием различных видов интерполяций. Представлены рекомендации по использованию различных видов интерполяторов для обеспечения стабильности контурной скорости режущего инструмента или руки манипулятора (промышленного робота).

Известные способы получения винтовых поверхностей переменного шага характеризуются низким качеством обработанной поверхности вследствие низкой жесткости кинематической цепи от ходового винта стола до шпинделя, сложностью наладки на заданный закон изменения шага винтовой поверхности. В статье решена задача по обеспечению фрезерования винтовых канавок с любым законом изменения шага

В статье рассмотрены вопросы технологичности получения заготовок из алюминиевого сплава 01570С российской разработки. Приведены особенности различных методов ковки и штамповки заготовок из этого сплава Работа содержит описание данных, полученных авторами в ходе экспериментальных исследований. По каждому виду обработки приводятся сведения о полученных механических свойствах заготовок.

Режущий инструмент является одним из наиболее важных элементов технологической системы, расширение его технологических возможностей влияет на производительность и экономическую эффективность производства

Имеют место два подхода к исследованию колебаний в механических системах. Один основан на предположении, что возмущение от источника мгновенно распространяется по всей системе, т.е. скорость импульса бесконечно большая. Такой подход позволяет достаточно точно определять частоту и формы собственных колебаний системы, но расчет вынужденных колебаний и демпфирования не всегда отражает действительное состояние системы. Другой подход базируется на волновой теории колебаний, учитывающей конечную скорость распространения импульсов, наличие бегущих, отраженных и стоячих волн, определяющих динамическую нагрузку механической системы, и позволяющий целенаправленно определять инерционно-жесткостные и диссипативные параметры демпферов, как частично, так и полностью поглощающих энергию колебаний

В статье рассмотрены существующие методы обработки сотовых венцов уплотняющих узлов современных газотурбинных двигателей (ГТД)

В условиях современного производства требуется повышение эффективности обработки поверхностей деталей. Например, при обработке отверстий таких деталей решающую роль играет уменьшение увода оси отверстия, повышение жесткости, износостойкости режущего инструмента и, как следствие, снижение брака. Уменьшить увод оси отверстия можно в результате оптимизации режимов резания или разработки наиболее рационального профиля сверла

Получены новые методы расчета вероятностных характеристик работы систем очистки СОЖ от механических примесей на основе разработанного авторами детерминированно-вероятностного подхода и развития метода моментов. На основе развития методов Фурье и Лапласа введено новое понятие «дисперсиона» для распределения вероятностей, которое является одной из удобных форм закона распределения, и разработан соответствующий математический аппарат волновой аппроксимации законов распределения, используемых в математических моделях промышленных систем очистки

Проведен анализ величины отклонения от прямолинейности, возникающего на передней поверхности зуба многозубого режущего инструмента с винтовыми канавками при его заточке конической стороной тарельчатого шлифовального круга. Приводятся формулы для расчета отклонения от прямолинейности. Указаны пути уменьшения возникающей погрешности

В статье рассматриваются основные аспекты создания высокопроизводительного режущего инструмента из минералокерамики. Даются рекомендации по оптимальному химическому составу и структурному составу порошков для изготовления минералокерамики в области инструментального производства. Тезисно представлен усовершенствованный технологический процесс изготовления минералокерамических пластин на основе оксида алюминия. Показано влияние легирующих элементов на физико-механические свойства режущих пластин из минералокерамики. Представлены данные по испытаниям режущих пластин из минералокерамики марок ВОК60, ВОК71, ЦМ332, изготовленных с применением инновационной технологии их изготовления.

В статье выполнены исследования кинетики изнашивания режущих лезвий инструмента и произведено сопоставление полученных результатов с характером изменения деформационных характеристик стружкообразования. Результаты изучения изнашивания режущих лезвий и стружкообразования указали на существование определенной связи между этими процессами.

Разработана математическая модель процесса паровой конверсии метана в микроканальном термохимическом реакторе, описывающая прямоточный реактор с микроканальными реакционными элементами. Реакционные элементы представляют собой трубы с цилиндрической катализаторной вставкой. Зазор кольцевого канала — 600 мкм. Основу модели составляют дифференциальные уравнения первого порядка для описания движения парогазовой смеси и дымовых газов и балансовые уравнения для описания условий теплообмена на стенках реакционного элемента. Учтены неравновесный характер протекания химических реакций, а также изменение теплофизических свойств движущихся сред по длине канала. Контроль потоков излучения проводился при помощи электротепловой аналогии. Определение парциальных давлений компонентов по длине реакционного элемента осуществлялось при помощи гидравлического расчета. Математическая модель проверена путем сопоставления с экспериментальными данными, полученными на аналогичной установке. Установлена высокая сходимость с результатами экспериментов. На основе численного эксперимента выведена зависимость процента конверсии природного газа от длины реакционного элемента и размера кольцевого зазора канала. Получены профили скоростей и коэффициента теплоотдачи в реакционном канале, подтверждающие ламинарный режим теплообмена. Отличия в результатах для микроканального и обычного реакторов обусловлены существенным уменьшением диаметра канала, которое приводит к увеличению отношения площади поверхности теплообмена к объему прокачиваемой жидкости, что в свою очередь должно приводить к быстрому нарастанию температуры потока и, следовательно, росту скорости физико-химических превращений по длине РЭ. Другим обстоятельством является увеличение перепада давления по длине каналов, что меняет давление смеси и парциальные давления ее компонентов. По результатам проведенного моделирования видно, что модель, построенная на трехстадийной реакции паровой конверсии метана и одномерной задаче теплообмена, показывает хорошее совпадение с экспериментальными данными. Подтверждено, что применение микроканального термохимического реактора позволяет уменьшить массогабаритные характеристики установки по сравнению с традиционными химическими реакторами

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.

Развитие деревянного домостроения сдерживается из-за недостатка станков для обработки круглых сортиментов и получения заготовок высокого качества. Целью работы является разработка станков для изготовления заготовок круглых сортиментов высокого качества в виде цилиндров и бруса, которые используются в деревянном домостроении. При-ведены конструкции станков для обработки круглых сортиментов, позволяющие получать такие заготовки. Обработка круглых сортиментов производится фрезами, перемещающимися вдоль оси бревна. Получение заготовок в виде цилиндров и многогранных призм обеспечивается с помощью различных фрез соответствующего профиля и поворота бревна на определенный угол после каждого прохода фрезы. На станках также возможна установка круглых пил вместо фрез, что дает возможность получать доски и брус и расширяет их конструктивные возможности. Для повышения качества обработанных бревен предложена усовершенствованная конструкция станка, в котором имеется устройство, позволяющее выполнять в бревнах продольные пазы, вводить в них жидкий быстрозатвердевающий клей, маскирующий полученные пазы. Это способствует снижению остаточных напряжений и уменьшает опасность растрескивания бревна. Формирование паза осуществляется с помощью сборной фрезы, производящей одновременно обработку бревна. Количество пропилов и их глубина зависят от диаметра бревна. В статье приведена таблица для определения количества и глубины пропилов. Другое устройство обеспечивает упаковку бревна в пленку, что позволяет защитить бревно от загрязнения, изолирует клей от вытекания и сохраняет исходную влажность бревна. Мощность электродвигателей для фрезерования составляет 5,0…10,0 кВт, мощность мотор-редуктора механизма подачи – 1,0…2,0 кВт, мощность мотор-редуктора для поворота бревна – 0,5… 1,0 кВт. Суммарная максимальная мощность составляет 13,0 кВт, что меньше чем у серийных аналогичных станков. Предложенная конструкция позволяет получать сортименты высокого качества без трещин и растрескиваний через несколько лет после изготовления. Новая разработка защищена патентами на изобретения.

В статье проведены теоретические исследования и анализ электрических явлений, который в свою очередь характеризуют на микроструктурном уровне процесс резания металлов

Рассмотрены вопросы энергетической и экономической эффективности перехода на автономное теплоснабжение от воздушных тепловых насосов в климатических условиях России Проанализированы причины, по которым воздушные тепловые насосы не нашли в России широкого применения: ограничение эффективной работы тепловых насосов по температуре наружного воздуха, существенная зависимость коэффициента трансформации теплоты от климатических условий и значительное различие в тарифах на электрическую и тепловую энергии. Исследована автономная последовательная схема теплоснабжения от теплового насоса и электрического котла. Предложена расчетная модель, учитывающая фактические климатические условия регионов страны и фактические тарифы на электрическую и тепловую энергии. Показано, что создание запаса по номинальной теплопроизводительности теплового насоса позволяет экономить потребление электрической энергии. Снижение энергопотребления достигается за счет большей части отопительной нагрузки, восполняемой тепловым насосом, и снижения потребления энергии электрическим котлом. Результаты модельных расчетов показали, что для регионов, расчетная температура наружного воздуха в которых близка к температуре точки бивалентности, применение воздушных тепловых насосов энергетически эффективно по критерию минимума затрат условного топлива на производство потребляемой электрической энергии. При этом финансовая целесообразность применения тепловых насосов определяется соотношением тарифов на тепловую и электрическую энергии. Выделена группа потребителей теплоты, расположенных в регионах с расчетной температурой наружного воздуха от –22 до –33 °С, которая существенно ниже температуры в точке бивалентности. Потребление условного топлива, сопоставимое с потреблением условного топлива при централизованном теплоснабжении, достигается при номинальной тепловой мощности теплового насоса, превышающей расчетную отопительную нагрузку примерно на 20%. При этом финансовые затраты по оплате потребляемой электрической энергии превышают затраты по оплате тепловой энергии на 10 — 40% в зависимости от соотношения тарифов на энергоносители.

В каналах пластинчато-ребристых и трубчато-пластинчатых теплообменных поверхностей при определенных условиях реализуется процесс рациональной интенсификации конвективного теплообмена (РИКТ), при котором рост теплоотдачи Nu/Nuгл опережает рост или равен росту общих потерь давления ξ/ξгл по отношению к соответствующим характеристикам гладкого канала при идентичных геометрии профилей поперечных сечений каналов и режимах течения. РИКТ достигается в круглых каналах – трубах с поперечными канавками на наружной стороне и плавно очерченными выступами внутри [1], в некруглых каналах пластинчато-ребристых рассеченных теплообменных поверхностей за счет генерации вихрей при обтекании лобовой поверхности торцов ребер с острыми кромками [2–4], в некруглых каналах трубчато-пластинчатых с выступами и канавками теплообменных поверхностей, в которых перед сужением и расширением в потоке также периодически генерируются пристенные вихри [5, 6].

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.

Рассматриваются процессы моделирования технологических процессов нарезания и накатывания резьб САЕ-системах (DEFORM-3D)

Рассматривается вопрос разработки контроллера сопряжения ПЭВМ-УЧПУ для построения самообучающейся технологической системы. Сформулированы требования, которыми должен обладать контроллер, предложена его структурная схема и описан принцип его работы

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.

Авторами статьи получены экспериментальные зависимости расслоения стеклопластика, используемого для изготовления элементов кузова автомобилей при резании гидроабразивной струей наномодифицированным абразивом, что позволило улучшить качество обработанных поверхностей

Повышение эффективности и производительности исследований, получение высокоточных результатов экспериментов требует планирования и стандартизации этапов разработки схемы автоматизации производства. В этой связи в статье рассматривается вопрос разработки алгоритма планирования функций системы управления, ее экспериментального исследования на примере производства распылительной сушки. Предлагается архитектура автоматизированных процедур функционирования системы управления исследуемого производства При решении задачи по систематизации этапов планирования работы системы управления была предложена блок-схема интеллектуального моделирования c элементами информационного запроса, поиска, выбора, контроля и управления данными.

Температура в зоне резания при механической обработке является фактором, влияющим на качество и точность изделий. В связи с этим возникает необходимость управления тепловыми явлениями при механической обработке материалов. Существует необходимость в диагностике температуры в зоне резания.

Рассматриваемся круг вопросов планирования, организации и проведения испытаний микромеханических датчиков и приборов, в том числе микромеханических гироскопов, входящих в состав навигационных систем и комплексов подвижных объектов. В подборе исходных материалов сделан упор на нормативно-технические документы, в первую очередь государственные стандарты, излагающие общие подходы и положения, получившие широкое распространение, а также содержащие наиболее лаконичные конкретные рекомендации

Изложены основные теоретические сведения, основы расчета и проектирования машин и оборудования; дано описание конструкций машин и оборудования, принципа их действия; предложен выбор и расчет технологических линий и комплексов оборудования.

Шпиндельный узел современного станка является наиболее ответственной подсистемой в системе обеспечения качества обрабатываемых поверхностей. Процессы возникновения дефектов в опорах шпинделя существенно опережают начало изменения точностных характеристик оборудования, оказывающих большое влияние на качество деталей.

Описаны конструктивные особенности поверхностей деталей машин с элементами прерыва, образующими в сочетании с поверхностями первого и второго порядка прерывистость резания

Представлены результаты исследования влияния вибраций под произвольным углом к направлению резания. При анализе трения между стружкой и передней поверхностью резца использовалась модель изменения силы резания при наличии механической вибрации под некоторыми углами к направлению движения. Показано, что при умеренно высоких частотах вибрации возможно значительное сокращение силы резания.

В процессе механической обработки деталей энергетических устройств было установлено, что минералокерамический режущий инструмент, изготовленный из ВОК 71, разрушался внезапно хрупким сколом. Широкому применению этого инструмента мешает невысокая стойкость и вследствие этого низкая надежность.

Внешние воздействия обеспечивают условия эффективной приработки в том случае, если работа трибосопряжения проходит в режиме устойчивого смешанного трения. Область эффективной приработки находится в окрестностях критических значений параметра Зоммерфельда, ограничена с одной стороны прямой, характеризующей достижение в начале каждой ступени режима смешанной смазки без перехода к граничному трению, с другой – прямой, ограничивающей область жидкостной смазки с полным разделением поверхностей гидродинамическими силами.

В работе выполнены исследования температуры наплавленного металла в зоне механической обработки металлопокрытия в процессе его нанесения при восстановлении изношенных цилиндрических деталей. Разработана методика расчета температурных полей в зоне контакта инструмента с обрабатываемой поверхностью при дополнительном подогреве металлоемких деталей

В статье рассматривается основные параметры надежности работы минералокерамического режущего инструмента, при обеспечении шероховатости обработанной поверхности . Ra 0,8 - 0,6 мкм

В данной статье изучены технологические преимущества инструментального материала композит при обработке конструктивно сложных поверхностей деталей. Изучена зависимость стойкости инструмента от расчетной точки его встречи с поверхностью заготовки и найдены оптимальные значения геометрии

Приводится описание трехмерной конечно-элементной модели косоугольного резания, на основе которой выполнено исследование напряженного состояния режущей части инструмента при его врезании в заготовку в условиях прерывистой обработки

Описаны основные преимущества лезвийного инструмента из композита 10 при обработке комбинированных поверхностей. Приведены примеры замены круглошлифовальной операции на чистовое точение инструментом из композита 10 и замены материала режущей части (сплава ВК2) на композит 10

Исследуется процесс упрочнения дереворежущих инструментов с формированием на их рабочих поверхностях функциональных покрытий методом электроискровой обработки (ЭИО). Оценивается качество поверхностного слоя (микротвердость) на кромке лезвий ленточных пил с применением метода определения динамической микротвердости

В учебном электронном издании рассматриваются оборудование машиностроительного производства, металлорежущие станки, кинематика резания. Овладение методиками синтеза и анализа кинематических схем, точностных расчётов станка является важным вопросом подготовки специалистов-машиностроителей.

Превалирование импортного металлорежущего инструмента в отечественном машиностроении привело к тому, что затраты на инструмент достигают 30-70% от цены изделия. Приведены примеры разработки технологических процессов изготовления металлорежущего инструмента, обеспечивающих конкурентоспособность и импортозамещение за счёт упрочняющих воздействий на разных этапах изготовления инструмента.

Излагается новый взгляд на проблему устойчивости процесса резания. Показано, что при резании вершина режущего инструмента занимает неустойчивое положение, которое можно назвать метастабильным. Этот факт определяет направления повышения качества поверхности при обработке резанием и методы оценки динамических характеристик технологического оборудования. Показаны примеры экспериментального получения при резании динамических характеристик технологической системы.

В статье предпринята попытка расширить область применения второго принципа Аббе на силоизмерительные приборы. Для этого предложено в самом начале, в месте приложения силы к моментомеру, отделить часть силового потока для создания автономного измерительного узла, что позволяет сделать его весьма технологичным. Предложены некоторые структурные схемы моментомеров, построенных по этому принципу.

Рассмотрены вопросы стружкодробления при обработке токарными тангенциальными режущими пластинами бывших в эксплуатации колёс грузовых железнодорожных вагонов. Оценена эффективность стружкодробления при использовании режущих пластин разных производителей. Предложена конструкция пластин.

Проводится параллель между формированием трещин при разрушении материалов и трещинами при отделении стружки. Показано, что износ режущего инструмента меняет напряженное состояние среды в окрестности режущей кромки и коэффициенты концентрации напряжений. Это определяет доли вязкого и хрупкого разрушений и, соответственно, скорость распространения трещин, что и формирует спектральный состав виброакустического сигнала, сопровождающего процесс разрушения.

При разработке новых инструментальных материалов, способов их упрочнения, выборе рациональной марки инструментального материала принято проводить сравнительные эксплуатационные испытания работоспособности металлорежущего инструмента. Это долго и дорого. Предложено маятниковое скрайбирование, позволяющее осуществить с изменяемыми условиями нагружение исследуемого инструментального материала индентором, измерить параметры следа индентора в материалах и по параметрам следа сопоставить отдельные физико-механические свойства сравниваемых материалов и прогнозировать эксплуатационные свойства металлорежущего инструмента. При этом затраты времени и средств на порядок меньше.

Неоправданное повсеместное применение цельных твёрдосплавных концевых фрез ведёт к значительному росту инструментальных затрат в себестоимости изделия. Предложены варианты исполнения составных твёрдосплавных концевых фрез, что позволяет экономить твёрдосплавный инструментальный материал без ущерба качеству и производительности обработки.

Рассматриваются особенности построения математических моделей теплообменников в условиях высокотемпературного теплообмена. Указывается на необходимость учитывать распределение значений коэффициента теплопередачи вдоль поверхности теплообмена во избежание искажения температурных профилей, приводящего к ошибкам математического моделирования теплообменной аппаратуры, выполняемого в целях оптимизации технологических режимов ее эксплуатации и технического диагностирования.

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.