Металлообработка № 4 (142)/2024

ОБРАБОТКА МАТЕРИАЛОВ РЕЗАНИЕМ

Ю. И. Кижняев, Б. А. Немцев «Определение расхода СОЖ при глубоком сверлении по условию поглощения и отвода теплоты стружкообразования»

Резюме. Приведена методика расчета теплоты стружкообразования, выделяющейся на поверхности резания при сплошном глубоком сверлении отверстий диаметром 12–50 мм. Составлены зависимости для определения скорости потока и расхода СОЖ по условию по

глощения и отвода теплоты стружкообразования. Приведены результаты оценки влияния

диаметра, глубины сверления и режимов резания на расход СОЖ для отвода стружки и теплоты стружкообразования.

Ключевые слова: глубокое сверление, теплота стружкообразования при сверлении, скорость потока и расход СОЖ для поглощения и отвода теплоты

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ

Д. Р. Кравцов, А. А. Степанов, В. С. Мамутов, К. С. Арсентьева «Испытание нестандартизированных тонколистовых образцов на растяжение»

Резюме. Приведена методика испытаний на растяжение нестандартизированных тонколистовых образцов различных типоразмеров в условиях промышленного производства. Оценена возможность получения механических характеристик из испытаний нестандартных образцов. Выявлены особенности определения модуля Юнга, связанные с толщиной материала и закреплением в зажимном устройстве. По отлаженной методике получены механические свойства материала нейзильбер МНЦ 15-20 толщиной 0,2 мм. С помощью компьютерного моделирования и экспериментов оценена адекватность полученных характеристик.

Ключевые слова: листовая штамповка, механические свойства металлов, испытания на растяжение, тонколистовой материал

НОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИИ

Т. С. Новиков, С. А. Вологжанина, И. К. Морозов, И. В. Тарасюк «Повышение эксплуатационных характеристик лопаток газотурбинных двигателей»

Резюме. Развитие современной техники ставит перед инженерами-конструкторами сложные технические задачи, которые связаны с увеличением ресурса эксплуатации машин. Для обеспечения работоспособности деталей, эксплуатируемых в условиях высоких температур, агрессивных сред, абразивного воздействия, применяют упрочняющую обработку поверхностного слоя. В работе рассмотрена комплексная вакуумная ионно-плазменная обработка, которая позволяет добиться существенного улучшения эксплуатационных свойств сталей и титановых сплавов, широко применяющихся при производстве деталей газотурбинных двигателей.

Ключевые слова: газотурбинный двигатель, ионная имплантация, электролитно-плазменное полирование, комплексная вакуумная ионно-плазменная обработка

Б. Я. Мокрицкий, А. В. Киричек, Д. Л. Соловьёв, А. А. Скрипилёв, А. А. Непогожев, С. Б. Марьин «Результаты исследования состояния абразивных инструментов в ходе их эксплуатации»

Резюме. Расходы на металлорежущий инструмент для изготовления деталей неуклонно растут. Это относится и к абразивному инструменту. В условиях крупносерийного производства при бесцентровом шлифовании заготовок высокоточных деталей вопрос о работоспособности инструмента напрямую связан с качеством инструмента и деталей. Необходимо развитие решений в этом вопросе. Цель исследования. Установить интенсивность разрушения зерен абразивного инструмента по мере его эксплуатации, выявить превалирующие виды разрушения. Задача. Установить взаимосвязь между интенсивностью разрушения зерен инструмента и параметрами качества изготовления деталей. Методы исследования. Использован экспериментальный метод исследования. Методика исследования предусматривает анализ состояния абразивного инструмента и его зерен для исходного состояния абразивного инструмента (т. е. до начала его эксплуатации) и через некоторые интервалы времени его эксплуатации. Состояние зерен оценивали на одинаковой по площади поверхности инструмента (1 см2). Для этого использовали маску с квадратным отверстием, имеющим стороны длиной 1 см. Маску накладывали на произвольный участок инструмента, инструмент располагали в зоне наблюдения мультисенсорного измерительного центра Mikro Vu Sol 161, считали количество зерен, имевших разные виды повреждения. После того как абразивный инструмент отработал определенное время, исследовали состояние изготовленной детали (каждой пятидесятой детали). На ней измеряли твердость, микротвердость и ше

роховатость шлифованной поверхности. Новизна работы. Установлена взаимосвязь между интенсивностью разрушения зерен абразивного инструмента и параметрами качества изготовления детали на примере детали «штырь», выполненной из стали 12Х18Н10Т, которая крупносерийно выпускается в условиях АО «Концерн ВКО «Алмаз Антей». Результаты исследования. Показано, какие именно виды разрушения абразивных зерен инструмента превалируют, как они изменяются по ходу эксплуатации абразивного инструмента и насколько это влияет на твердость, микротвердость и шероховатость шлифованной поверхности деталей. Выявлены глубины резания и частоты вращения ведущего круга, наиболее значительно влияющие на качество обработки. Вывод. Управление качеством обработанной поверхности детали при бесцентровом шлифовании целесообразно выполнять путем применения наиболее рациональной глубины резания и частоты вращения ведущего круга. Это исключит прижог материала детали и обеспечит требования чертежа детали.

Ключевые слова: бесцентровое шлифование, разрушение зерен абразивного инструмента, влияние на параметры качества изготовленных деталей

И. А. Маслеников, Ю. А. Соколов, В. Ю. Соколов «Моделирование напряженно-деформированного состояния материала детали при резании»

Резюме. Рассматриваются вопросы математического моделирования процесса резания материалов лезвийным инструментом. Приводятся аналитические и численные модели для расчета напряженно-деформированного состояния материала детали при резании.

Ключевые слова: резание материалов, технологии, моделирование, процесс, управление

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ

А. М. Кудрявцева, А. Н. Лабусов, П. Ю. Пискарёв, М. М. Радкевич «Исследование режимов термостабилизации панелей первой стенки реактора ИТЭР на основе компьютерного моделирования методом конечных элементов»

Резюме. Работа посвящена исследованию одного из этапов технологического процесса изготовления панелей первой стенки реактора-токамака ИТЭР. Рассмотрены три режима термостабилизации, выполняемой после лазерной сварки биметаллической крышки и стального основания. Для обоснованного выбора одного из режимов был выполнен механический расчет методом конечных элементов в программе Ansys WorkBench с учетом остаточных напряжений, наследованных на предыдущем этапе технологического процесса — лазерной сварке. По результатам расчетов рассматриваемых технологических процессов изготовления макета было выполнено качественное сравнение результатов (напряжений) и рекомендован оптимальный режим термостабилизации, обеспечивающий целостность конструкции. Материалы статьи представлены на Международной научно-практической конференции «Перспективные

машиностроительные технологии (Advanced Engineering Technologies) AET 2024», посвященной 125-летию Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого и 5-летию Высшей школы машиностроения, проходившей в Санкт-Петербурге 13–17 мая 2024 года.

Ключевые слова: ИТЭР, панели первой стенки, термостабилизация, механический расчет, метод конечных элементов, напряженно-деформированное состояние

В. М. Петров, А. В. Федосов, К. Н. Шония «Особенности расчета воздухообмена на участке механической лезвийной обработки полимерных композиционных материалов, используемых в судостроении»

Резюме. Изложен алгоритм расчета воздухообмена на участке механической обработки резанием современных полимерных композиционных материалов. Представлены последовательность расчета и необходимые для этого математические зависимости. Рассмотрены негативные факторы, влияющие на экологическое состояние на рабочих местах и в рабочих зонах технологического оборудования. Предложенный алгоритм может быть использован при инженерных расчетах систем вентиляции механообрабатывающего производства полимерных композиционных материалов.

Ключевые слова: система вентиляции, механическая обработка, композиционный материал, вредные факторы, пыль, стружка, расход воздуха, алгоритм расчета, безопасность труда

КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА И ТЕХНИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ

А. В. Никитин «Экспериментальное определение деформирующей способности технологических начальных напряжений на образцах-свидетелях»

Резюме. Статья подготовлена по материалам доклада на Международной научно-практической конференции AET 2024. Приведены основные понятия технологических начальных напряжений, их деформирующей способности и средних технологических начальных напряжений. Рассмотрены разрушающий метод Давиденкова—Биргера и неразрушающий резистивный метод определения технологических остаточных напряжений на деталях- и образцах-свидетелях. Определены технологические остаточные напряжения в металлах и сплавах с различной электрической проводимостью.

Ключевые слова: технологические начальные напряжения, технологические остаточные напряжения, средние технологические остаточные напряжения. детали-свидетели, образцы-свидетели, метод Давиденкова—Биргера, резистивный метод