Металлообработка № 3 (123)/2021

Обработка материалов резанием

Александров А. С., Бригаднов И. А., Васильков Д. В., Голикова В. В. Силы резания при фрезе­ровании винтовых поверхностей

Предложена методика определения сил резания при фрезеровании дисковыми фасонными фре­зами рабочей части ротора винтового компрессора. Рассмотрена расчетная схема определе­ния силы резания, действующей на зуб фрезы. Приняты основные допущения, обеспечивающие упрощение вычислений. При различном заглублении для отдельных участков зуба фрезы опре­делены составляющие силы резания. Для одно- и многозубого фрезерования определены про­екции силы резания на оси координат. Установлено, что у дисковой фасонной фрезы с числом зубьев 10 в резании участвует практически один зуб и имеет место малое перекрытие зубьев. При этом очень высокая неравномерность фрезерования, которая практически соответству­ет однозубому резанию. При увеличении количества зубьев фрезы до 15 угол смещения между зубьями уменьшается от 36° до 24°. В результате получается существенно большее пере­крытие, обеспечивающее одновременное резание двумя зубьями. Применение дисковой фасон­ной фрезы с числом зубьев 15 позволяет на 60 % уменьшить неравномерность нагрузки на ис­полнительные органы станка и снизить уровень вибраций, вызванных переменностью возму­щающего действия фрезы, что, в свою очередь, исключает вибрационные следы на обрабо­танной поверхности профиля рабочей части ротора.

Ключевые слова: фрезерование, винтовая поверхность, ротор винтового компрессора, дисковая фасонная фреза, зуб фрезы, силы резания, неравномерность фрезерования.

Максаров В. В., Минин А. О., Бригаднов И. А. Применение ультразвуковых колебаний при механической обработке труднообрабатываемых материалов

Рассмотрены методы механической обработки труднообрабатываемых материалов с приме­нением ультразвуковых колебаний, способствующих обеспечению качества изготовления из­делий, а также проблемы, возникающие в процессе обработки таких материалов.

Ключевые слова: труднообрабатываемые материалы, ультразвуковые колебания, обработка резанием, параметры резания, режущий инструмент.

Щипачев А. М., Варданян Э. Д., Мухамадеев В. Р., Мухамадеев И. Р. Исследование изменения твердости поверхности режущего инструмента с покрытием TiAlN

Представлены результаты исследования твердости в поверхностных слоях режущего инстру­мента. В работе были выполнены исследования влияния процесса резания в период приработ­ки и начальной стадии нормального износа на изменение микротвердости в приповерхност­ных слоях режущего инструмента с композиционным покрытием. Для этого был смоделирован процесс, близкий к периоду приработки и начальной стадии нормального износа. Исследовали образцы из сплава ТТ8К6 с покрытием TiAlN, которые подвергались отжигу при температуре 700 °C под давлением 0,5 ГПа в течение 20 мин. Обнаружено уменьшение твердости в поверх­ностных слоях нагретого образца, но при этом отсутствует резкий скачок твердости в срав­нении с исходным образцом.

Ключевые слова: инструмент, покрытие, твердость, износ, титан, алюминий.

Новые материалы и технологии

Коновалов А. М., Кугушев В. И. Математическая модель носителя свободной энергии в динами­ческих процессах неразрушающего контроля

В статье представлена математическая модель для описания процесса формирования и на­копления упругой энергии в деталях при динамическом воздействии. Показано, что в насто­ящее время для некоторых наблюдаемых экспериментально динамических процессов не суще­ствует конкретного механизма и предлагаемая модель восполняет этот пробел. Добиться этого удалось, введя в модель виртуальное риманово пространство, взаимодействующее с реальным евклидовым пространством. Показано, как предлагаемая математическая модель конкретно объясняет практически все динамические процессы, связанные с возбуждением соб­ственных колебаний детали, что дает основание считать ее носителем «свободной энергии». Модель также обосновывает моделирование влияния трещин в процессе неразрушающего контроля с помощью собственных колебаний.

Ключевые слова: возбуждение колебаний, конкретная модель, риманово пространство, сво­бодная энергия.

Соколов Ю. А., Гусев С. А. Моделирование производственных систем

Рассмотрены вопросы организации аддитивного производства, формализации процесса про­ектирования производственных систем с использованием унифицированного языка модели­рования UML (Unified Modelling Language). Приведены основные этапы разработки оборудо­вания для реализации технологии селективного электронно-лучевого сплавления.

Ключевые слова: производственные системы, объектно-ориентированный подход, язык модели­рования, этапы проектирования, типы моделей, селективное электронно-лучевое сплавление, управление технологическим процессом, программное обеспечение.

Максаров В. В., Филипенко И. А., Щеглова Р. А., Бригаднов И. А. Технологическое обеспече­ние качества кромок плоских изделий посредством магнитно-абразивной обработки

Рассмотрены проблемы, возникающие при достижении качества поверхности изделий из алю­миниевых сплавов. Предложен способ магнитно-абразивной обработки как метод финишной обработки. Выбор способа обусловлен невысокими температурами в зоне резания, что ока­зывает благоприятное влияние на поверхностный слой изделия. Рассмотрены два способа магнитно-абразивной обработки: с применением трех синхронно вращающихся полюсных на­конечников и с применением полюсных наконечников, вращающихся не синхронно. По резуль­татам исследования разработан и обоснован способ магнитно-абразивной обработки кромок плоских изделий, позволяющий производить бездефектную равномерную обработку кромок изделий, при этом сохраняя точность геометрической формы.

Ключевые слова: магнитно-абразивная обработка, алюминиевые изделия, обработка кромок.