Металлообработка № 5-6 (125-126)/2021

Обработка материалов резанием

Мокрицкий Б. Я. Инструмент для фрезерования заготовок, имеющих наплавки высокой твердости

Востребованность в деталях, материал которых имеет существенное отличие в твердости, растет в разных областях народного хозяйства, в том числе в космической и военных отрас­лях. Цель исследования. Выявить возможность применения типовых фрез для обработки по­верхностей заготовок деталей, имеющих твердость 65 HRC, для которых исключено приме­нение шлифования. Задача, решению которой посвящена статья. Определить несколько мо­делей типовых фрез, конкурентных между собой по периоду стойкости. Методы исследова­ния. Применен метод экспериментального исследования при фрезеровании заготовок деталей, изготовленных из типовых конструкционных сталей (Ст 3сп), на поверхностях которых вы­полнены наплавки порошковой проволокой, обеспечивающие высокую (65 HRC) твердость. Новизна работы. Для каждого из рассмотренных типов фрез определены параметры режима резания, обеспечивающие необходимое качество обработанной поверхности, а также крите­рии экспериментального сравнения фрез, разработана методика экспериментальных иссле­дований, установлена связь критериев с условиями нанесения наплавок. Результаты исследо­вания. Исследованы особенности обработки наплавок фрезами разной конструкции. Вырабо­таны критерии для оценки эффективности фрез. Определены наиболее эффективные фрезы. Вывод. Обработка указанных наплавок фрезерованием возможна без ущерба качеству обра­ботанной поверхности, но доля инструментальных затрат, приходящихся на единицу объема материала наплавок, различна для разных фрез и связана с условиями нанесения наплавок.

Ключевые слова: фрезерование твердых материалов, выбор конкурентных по периоду стой­кости фрез, оптимизация режима резания

Александров А. С., Петров В. М., Шарко Е. А. Методики исследования обрабатываемости реза­нием полимерных композиционных материалов и оценки параметров качества поверхностного слоя

Рост производства полимерных композиционных материалов, обладающих ценными, а иногда и уникальными свойствами, требует увеличения объемов механической обработки. Она явля­ется обязательной, наиболее ответственной и самой трудоемкой операцией в технологиче­ском цикле производства изделий из ПКМ. В статье произведен анализ обрабатываемости деталей, выполненных из полимерных композиционных материалов (ПКМ), токарными пла­стинами фирмы «Вириал» из инструментального материала на основе карбида вольфрама VHS1013. Зная особенности обрабатываемого материала, можно подобрать наиболее выгод­ную стратегию обработки, следуя заданному в работе алгоритму.

Ключевые слова: полимерные композиционные материалы, качество, износ, анизотропия свойств, волокна, матрица

Васильков Д. В., Чердакова В. С., Голикова В. В., Рак А. А. Разработка и параметризация дина­мической модели технологической системы механической обработки на основе реологического подхода

Представлен краткий обзор исследований в области автоколебаний при резании. Выполнено обоснование применимости реологического подхода к исследованию динамики технологиче­ских систем механической обработки в целях разработки и параметризации соответствую­щей нелинейной динамической модели. Предложена нелинейная динамическая модель кусочно- линейного типа в пространстве обобщенных координат, в которой рассмотрены особенно­сти контактных взаимодействий со стороны передней и задней поверхностей режущего ин­струмента и реализована функция переключения между фазами скольжения и схватывания, моделирующая формирование и разрыв адгезионных связей в зоне резания. Выполнен переход в пространство переменных состояний, который позволил уменьшить порядок производных по времени и сформировать вектор-функцию кусочно-линейного типа для фаз скольжения и схватывания с самоорганизацией переключений между ними. Выполнена параметризация ди­намической модели с применением современных методов моделирования. Представленная не­линейная модель кусочно-линейного типа позволяет исследовать уровень амплитуд колеба­ний, что является основой для моделирования регламентированных параметров качества при механической обработке.

Ключевые слова: технологическая система механической обработки, динамическая модель, рео­логические элементы, нелинейная система кусочно-линейного типа, скольжение, схватывание, функция переключений, обобщенные координаты, переменные состояния, параметризация динамической модели.

Обработка металлов давлением

Кузнецов П. А., Третьяков В. П., Просторова А. О. Технология совместного прессования биме­таллических изделий из порошковых и спеченных материалов

Статья посвящена разработке технологии совместного прессования биметаллических изде­лий из спеченных и порошковых материалов. В статье проанализированы процессы совмест­ного прессования порошков в целях получения биметаллических материалов. Для расширения номенклатуры биметаллических спеченных изделий авторами предложена технология со­вместного прессования порошка и спеченных элементов, входящих в состав биметаллическо­го изделия. Предварительное изготовление спеченных рабочих элементов обеспечивает по­лучение биметаллических изделий из разнородных порошков при существенном различии их технологических характеристик. Технология реализовывалась путем прессования в пресс- формах типовых изделий — биметаллических дисков, втулок и стаканов. Технология имеет низкую себестоимость благодаря простоте пресс-форм и возможности ее реализации на уни­версальном оборудовании.

Ключевые слова: прессование порошков, биметаллы, спеченные изделия, слоистые композиты, прочность биметаллических соединений.

Электрофизические и электрохимические методы обработки

Пименов В. А., Рева В. П., Андреев В. В. Исследование метода электроимпульсного плазменно­го спекания керамических материалов Приморского края с механоактивированными добавками

Рассмотрены вопросы актуальности использования электроимпульсного плазменного спека­ния глинистых сланцев и кварцитов месторождения Спасское Приморского края. Исследование направлено на обеспечение потребностей рынка в керамических изделиях из местного сырья. Наличие в Приморском крае месторождения минерального сырья, которое может служить ос­новой для создания производства керамических изделий различного назначения (керамика ху­дожественная, техническая, огнеупор, кирпич облицовочный и др.) делает возможным разра­ботку промышленной технологии выпуска продукции, пользующейся спросом в регионе и стра­нах АТР. Полученные материалы могут быть применены для получения качественной импор­тозамещающей и экспортоориентированной продукции по научно обоснованными технологиям с использованием глинистой массы на основе местного сырья для изготовления продукции, востребованной инновационной экономикой в регионе и стране.

Ключевые слова: керамические материалы, композит, твердость, спекание, полимер, модифи­кация, нитриды.

Новые материалы и технологии

Головкин П. А. О водородной хрупкости в сплаве НММц 38-2В типа монель

В процессе изготовления электровакуумных СВЧ-приборов различного назначения находят применение большое количество специальных сплавов, к которым предъявляются самые раз­личные требования, в частности высокая вакуумная плотность. На примере анализа прутков и лент из никелемедного сплава вакуумной плавки типа монель НММц 38-2В показана опас­ность возникновения в их материале явления водородной хрупкости (водородной болезни), совершенно неприемлемой для деталей электровакуумных приборов. Рассматриваются при­чины возникновения водородной болезни, особенности проявления и способы ее своевремен­ного обнаружения. На основании результатов проведенных исследований предлагается про­водить контроль полуфабрикатов из сплава НММц 38-2В на отсутствие водородной хрупко­сти так, как это осуществляется по стандартной методике применительно к бескислород­ной меди.

Ключевые слова: СВЧ-приборы, сплав типа монель, лента, вакуумная плотность, водородная хрупкость, химический состав, медь, примеси, кислород, структура, границы зерен, метал­лография, испытания на перегиб.

Беляев С. Н., Новиков В. И. Технологические аспекты процесса формирования функциональных тонкопленочных покрытий на узлах прецизионных приборов

Рассмотрены технологические аспекты формирования тонкопленочных покрытий на узлах прецизионных приборов на примере чувствительного элемента электростатического грави­тационного градиентометра. Приведен анализ возможных топохимических взаимодействий в зоне напыления покрытий. Разработана технология нанесения многослойных покрытий и показаны особенности процесса напыления на поверхности деталей различной конфигурации. Представлены средства оснащения процесса напыления и характеристики покрытий (тол­щина, разнотолщинность, электрическое сопротивление, шероховатость, адгезия).

Ключевые слова: гравитационный градиентометр, электростатический подвес, напыление, кварцевое стекло, титан, медь.

Бажанов Д. С., Богданова С. Ф., Борисова Н. А., Булавин Д. В., Голубев В. А., Зайцев А. А., Киушкин Д. В., Кукушкин А. Н., Махов К. О.,

Нечайкин Р. В., Халдеев В. Н. Система подготовки управляющих программ для цифрового оборудования

Объектом работы является программный модуль «Система разработки управляющих про­грамм ЧПУ» — составная часть комплекса программ в защищенном исполнении «Система пол­ного жизненного цикла изделий «Цифровое предприятие». Программный модуль предназначен для автоматизации процесса разработки управляющих программ для технологического обо­рудования с числовым программным управлением. В статье приведены описание процесса раз­работки, архитектура программного модуля, требования к функциональным возможностям, проектные решения и примеры практического использования.

Ключевые слова: жизненный цикл изделия, компьютеризированное производство, управ­ляющая программа, цифровое предприятие, числовое программное управление.

Контроль качества и технические измерения

Никитин А.В., Александров А.С., Васильков Д.В., Голикова В.В. определение деформирующей способности технологических остаточных напряжений в тонком поверхностном слое изделия на основе метода инструментального идентирования

Cуществует проблема получения эпюры технологических остаточных напряжений в тонком поверхностном слое изделий. Это связано с тем, что современные методы неразрушающего контроля не позволяют исследовать подповерхностные слои глубиной единицы микрометров. Указанное серьезно затрудняет определение поверхностных остаточных напряжений. Для решения этой проблемы предложена методика инструментального идентирования в целях определения деформирующей способности технологических остаточных напряжений. Инстру­ментальное идентирование реализуется непосредственно под нагрузкой с построением диа­граммы идентирования. По диаграмме определяются средние напряжения, по которым с при­менением тестовых образцов получают деформирующую способность технологических оста­точных напряжений. Для подтверждения работоспособности методики были проведены экс­периментальные исследования. Они показали, что измерения, выполненные в микродиапазоне, позволили в слое глубиной до 4,7 мкм реализовать четыре шага измерений с возможностью уточнения результатов по глубине идентирования. Параметризация результатов с исполь­зованием деформирующей способности технологических остаточных напряжений дала воз­можность выйти на определение поверхностных остаточных напряжений, а также оценивать характер напряженного состояния поверхностного слоя изделий путем сопоставления на­пряжений растяжения и сжатия.

Ключевые слова: инструментальное идентирование, поверхностный слой, объект контроля, средние напряжения, начальная эпюра, деформирующая способность технологических оста­точных напряжений.