Проблемы разрушения витка стружки в условиях современного производства

In the manufacture of surfacing flux-cored wire rolling and drawing reduces the size of the charge materials in the core. To assess the degree of grinding powder particles was performed a computer simulation of process of deformation of a powder wire by solving the equations of compatibility of deformations with the subsequent calculation of the distribution of relative deformation and specific work of deformation. The simulation showed that the strain energy is unevenly distributed across the section of wire. The density of energy of deformation has the largest value on the wire surface on the die exit, down to the wire axis.

Key words: flux cored wire, drawing, mathematical modeling, numerical analysis of grinding.

Erofeev Vladimir Aleksandrovich, candidate of technical science, docent, va_erofeev@mail. ru, Russia, Tula, Tula State University,

Zakharov Sergey Konstantinovich, candidate of technical science, docent, zzzsk19 71@yandex. ru, Russia, Tula, Tula State University,

Kuznetsov Oleg Viacheslavovich, candidate of technical science, engineer, kos-gor@yandex. ru, Russia, Tula, Tula State University

УДК 621.9

ПРОБЛЕМЫ РАЗРУШЕНИЯ ВИТКА СТРУЖКИ В УСЛОВИЯХ СОВРЕМЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА

Д.С. Зябрева

Статья посвящена разрушению витка стружки и рассмотрению сопутствующих данному процессу проблем. Подтверждается необходимость разработки теоретически обоснованных методик проектирования сменных многогранных пластин, что, в свою очередь, требует проведения дополнительных исследований.

Ключевые слова: разрушение витка стружки, сменные многогранные пластины, токарная обработка, передняя поверхность.

Использование в современном машиностроении автоматизированных станочных систем сделало актуальной задачу управления процессом стружкообразования. Изучение механизма стружкообразования имеет большое значение еще и потому, что от него зависят такие показатели, как износ режущего инструмента и качество обработанной поверхности.

В зависимости от условий резания припуск преобразуется в стружку определенной формы [1]. Форма стружки, удобная для удаления из рабочей зоны технологического оборудования, в настоящее время является важной характеристикой процесса резания. Особенно остро вопрос разру-

шения стружки возник в связи с внедрением в производство малолюдных технологических процессов на автоматических линиях и автоматах, что вызвало необходимость создания простых и вместе с тем надежных средств завивания и разрушения витка стружки.

Одним из путей повышения конкурентоспособности продукции машиностроения является применение материалов с особыми свойствами [2]. Процесс чистовой токарной операции требует уменьшения припуска и повышения скорости резания. При обработке вязких и прочных металлов и сплавов образуется сливная лентообразная стружка. Наматываясь на вращающиеся и поступательно движущиеся узлы станков и инструментов, она препятствует работе как автоматизированного, так и универсального оборудования и является причиной преждевременного износа и аварий станков и приспособлений, мешает контролю состояния изделия, вызывает вынужденные остановки оборудования, ухудшает качество обработанной поверхности. Будучи нагретой до высокой температуры, она представляет опасность для рабочего и является причиной травм. Образование неблагоприятной формы стружки препятствует механизации вспомогательных процессов уборки и транспортировки стружки и в целом является причиной повышения себестоимости токарной обработки. В условиях, когда операции установки, обработки, контроля и снятия детали выполняются автоматически, попадание длинной сливной стружки на резцедержатель, патрон или измерительные позиции станка приводит к погрешностям переустановки заготовок или инструмента, изготовлению бракованных деталей или вообще сбою загрузочных и измерительных механизмов оборудования.

С позиции удобства отвода из зоны резания и от станка, предпочтение, как правило, отдают прерывистой, разрушенной на мелкие части стружке. Однако, с точки зрения самого процесса резания, образование длинной сливной стружки способствует большей устойчивости процесса резания, что благоприятно сказывается на работоспособности инструмента. Выбор рациональных условий обработки требует компромиссного решения и ориентирован на образование относительно длинных отрезков стружки компактной формы, удовлетворяющей требованиям конкретного вида производства, конструкции станка, степени его автоматизации и т. п. При работе на универсальном оборудовании в качестве минимального требования, определяющего удовлетворительный отвод стружки, принимают стабильное завивание ее в спираль малого диаметра без ограничения ее длины.

Повышение экономических показателей и качества переработки стружки может быть достигнуто за счет ее разрушения непосредственно на металлорежущих станках при изготовлении детали. Это позволяет полностью исключить этап измельчения стружки на специальном оборудовании, увеличить при этом производительность утилизации, значительно сократить потери при транспортировке, уменьшить травматизм и освободить

цеховое пространство. Для условий автоматизированного производства оптимальной формой стружки являются отрезки длиной 30-80 мм. Разрушение стружки в виде колец и полуколец или на более мелкие фракции, несмотря на высокий коэффициент заполняемости тары и хорошую транспортабельность, не является наилучшей. В этом случае повышенная частота разрушения стружки увеличивает динамические нагрузки при резании и, при обработке маловязких материалов, приводит к поломкам инструментов и снижению качества обработанной поверхности. Кроме того, сыпучая стружка может рассеиваться в окружающем пространстве, что является опасным для обслуживающего персонала. Актуальным становится вопрос разрушения витка стружки и получения ее в форме, устраняющей все ранее перечисленные проблемы.

Существуют различные методы и способы разрушения витка стружки [3]. В последнее десятилетие наиболее распространенным является ломание за счет выбора существующих или создания новых специальных форм передней поверхности сменных многогранных пластин (СМП). На этапе проектирования СМП конструктором создается такая форма передней поверхности, которая обеспечивает при контакте стружки с передней поверхностью желаемые направление схода стружки, радиус витка. Естественность способа делает его наиболее привлекательным и распространенным по сравнению с другими способами. Согласно патентным исследованиям 64,8 % всех изобретений приходится на этот способ управления стружкой. Особенно большое распространение данный способ получил за рубежом.

Разнообразие видов и типов стружколомающих поверхностей у различных производителей объясняется отсутствием единой точки зрения на механизм стружкообразования и влияние геометрических параметров канавок и уступов на выходные характеристики процесса резания. Возникает необходимость в создании научно обоснованных рекомендаций, которые можно будет использовать при проектировании передних поверхностей СМП.

Работа представлена на 3-й Международной Интернет - конференции по металлургии и металлообработке, проведенной в ТулГУ 1 мая - 30 июня 2014 г.

Список литературы

1. Управление качеством процесса чистового точения на основе выбора рациональной формы и геометрических параметров передней поверхности режущей пластины / А.В.Благовещенский, О.И.Борискин, Ю.А.Хайкевич, С.Я.Хлудов, В.С.Хлудов. Тула: Гриф и К, 2007. 208 С.

2. Зябрева Д.С., Борискина М.О. Необходимые и достаточные условия дробления стружки при точении // VI Молодежная научно-

практическая конференция «Молодежные инновации», сб. док. / Тула: Изд-во ТулГУ, 2012. Ч. 1. С. 124

3. Зябрева Д.С. К вопросу о процессах "дробления", "ломания" или "разделения" витка стружки // VIII Молодежная научно-практическая конференция «Молодежные инновации», сб. док. / Тула: Изд-во ТулГУ, 2014. Ч. 1.С. 107

Зябрева Дарья Сергеевна, магистрант, tarketta@,mailru, Россия, Тула, Тульский государственный университет

PROBLEMS CRUSHING CHIPS IN MODERN PRODUCTION

D.S.Zyabreva

The article is devoted to crushing metal chips and related issues. Confirmed the need to develop theoretically based design methodologies indexable inserts, which requires additional research.

Key words: metal shavings, indexable insert, turning, front surface

Zyabreva Daria Sergeevna, magister, tarketta@,mail. ru, Russia, Tula, Tula State University

УДК 669.14.018.291:621.891:66.07-971.4:[536:004.94]

ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ СТАЛИ 25Х3М3НБЦА С ГАЗОВЫМИ СРЕДАМИ В ПРОЦЕССЕ ТРЕНИЯ СКОЛЬЖЕНИЯ С РЕСУРСНЫМ СМАЗЫВАНИЕМ

П.И. Маленко, О.Ю. Гончаров

Выполнено термодинамическое моделирование взаимодействия образцов исследуемой стали 25Х3М3НБЦА с газовыми средами в процессе трения скольжения с ресурсным смазыванием при заданных давлениях, температурах и составах газовой среды. Показано, что составы слоев на поверхности образцов практически не зависят от исходного состава слоев, который получен после никотрирования, причем состав слоев при более высокой температуре больше способствует жаростойкости образцов, чем слои, образующиеся при низких температурах.

Ключевые слова: термодинамическое моделирование, газовые среды, процесс трения скольжения с ресурсным смазыванием, конструкционная теплостойкая никотрированная сталь, кинетические факторы.

Газофазное карбонитрирование железа и сплавов на его основе обычно проводят в смеси аммиака и углеродсодержащих газов, таких как метан, эндогаз, экзогаз. При сгорании природного газа с недостатком воз-