Анализ проблем протягивания пазов сложной формы в России и за рубежом

определении количества неправильно принятых (а), неправильно забракованных деталей (в2) и вероятностном предельном значении (с) выхода размера за каждую границу интервала допуска у неправильно принятых бракованных деталей, учитывая, что отклонения формы отсчитываются от базовой поверхности формы и в зависимости от вида поверхности оцениваются комплексными и элементными параметрами геометрической точности формы.

Полагая изотермическое течение газа по трех-кольцевому лабиринтному дифференциальному уплотнению, доказано, что для уменьшения влияния погрешности измерений на достоверность результатов измерительного контроля, избежания смещения мгновенного центра рассеивания а^ . и искажения кривой распределения совокупности средней р(/и,ах, х0), годность предельных размеров высоты поршневых компрессионных колец бензиновых двигателей ЗМЗ-402.10, ЗМЗ-4062.10 при выполнении приемочного контроля и прогнозирования вероятностного появления погрешностей разбраковки необходимо определять относительно нормированного по ГОСТ 25346-2013 значения производственного допуска ТЬпр = 0,010 мм, при смещении внутрь приемочной границы относительно непроходного предела, на удвоенное значение вероятностного предельного выхода размера 2 с=0,002 мм за каждую границу интервала допуска у неправильно принятых бракованных деталей с назначением

на размер высоты поршневых компрессионных колец класса допуска 2И7 в системе вала.

Библиографический список

1. Чигрик, Н. Н. Исследование влияния погрешности отклонения формы сопрягаемых поверхностей деталей цилин-дро-поршневой группы автомобильного двигателя ЗМЗ-511.10 при селективной сборке на точность элементных размеров / Н. Н. Чигрик // Омский научный вестник. Сер. Приборы, машины и технологии. - 2013. - № 3 (123). - С. 124-135.

2. ГОСТ Р ИСО 2859-1-2007. Статистические методы. Процедуры выборочного контроля по альтернативному признаку. Часть 1. Планы выборочного контроля последовательных партий на основе приемлемого уровня качества. - Введ. 2007-0601. - М. : Стандартинформ, 2008. - 101 с.

3. Пат. 135407 Российская Федерация МПК С01Б5/24. Устройство для взаимного расположения поверхностей / Н. Н. Чигрик ; заявитель и патентообладатель Н. Н. Чигрик ; заявл. 16.07.13. ; опубл. 10.12.13 . - № 2013133086/28(049447), Бюл. № 34. - 3 с.

ЧИГРИК Надежда Николаевна, кандидат технических наук, доцент (Россия), заведующая лабораторией кабинета метрологии, преподаватель спецдисциплин.

Адрес для переписки: ChigrikNadya@yandex.ru

Статья поступила в редакцию 01.07.2015 г. © Н. Н. Чигрик

УДК 6219 И. А. БУГАЙ

Е. В. ВАСИЛЬЕВ М. В. ВАСИЛЬЕВА А. В. ЕЛИСЕЕВА М. А. ПЕСКОВ

Омский государственный технический университет

АНАЛИЗ ПРОБЛЕМ ПРОТЯГИВАНИЯ ПАЗОВ СЛОЖНОЙ ФОРМЫ В РОССИИ И ЗА РУБЕЖОМ

Проведен анализ состояния проблемы протягивания лопаток компрессоров в России и за рубежом. Рассмотрены нагрузки, которые испытывает режущая пластина при работе. Произведен подбор режущих пластин из каталога твердосплавных изделий Кировоградского завода твердых сплавов для обработки титана и жаропрочных сталей с учетом действующих сил. Ключевые слова: протягивание, нагрузка, лопатка, режущая пластина, титан, жаропрочный сплав.

В современных условиях острой конкурентной борьбы за рынки сбыта авиационной техники как внутри страны, так и за рубежом интенсификация производства газотурбинных двигателей (ГТД) означает внедрение мероприятий по значительному сокращению трудозатрат, снижению себестоимости обработки, сокращению сроков освоения новых изделий при одновременном повышении качества и

стабильности обработки, надежности и ресурса работы деталей в условиях эксплуатации. Повышенные эксплуатационные требования к деталям ГТД обусловлены особыми требованиями к безопасности воздушных перевозок людей и грузов.

Главной проблемой в современном протягивании является обеспечение качества и усталостной износостойкости при минимальных затратах

о

го

на производство лопаток компрессора. В частности, для снижения затрат основными решениями являются снижение трудоемкости и удешевление инструментального хозяйства в области протягивания. Снижение трудоемкости достигается увеличением скорости резания.

В данный момент в нашей и зарубежной промышленности в основном используются протяжки из быстрорежущей стали, например, Р18. Для увеличения стойкости инструмента рекомендуется использовать протяжки с напайными твердосплавными пластинами, также сборные протяжки со специальными режущими элементами [1, 2]. Во втором варианте для обработки титана используются пластины ВК8. В то же время современный уровень сменных твердосплавных пластин позволяет более гибко подбирать режимы резания, увеличивать скорость резания при обработке лопаток компрессора из титана и жаропрочных сталей. Сборные протяжки со специальными режущими элементами также позволяют решить эти проблемы, но это ведет к удорожанию инструментального хозяйства, увеличению номенклатуры режущих и крепежных элементов. Также ввиду отсутствия развитой конкуренции и специфичности инструмента могут возникать проблемы с поставками.

Одним из путей повышения эффективности финишной механической обработки деталей ГТД является разработка, исследование и внедрение такого высокопроизводительного процесса, как скоростное протягивание сборными протяжками со сменными твердосплавными пластинами. Применение режущего инструмента с твердосплавными пластинами позволяет уйти от проблемы неравномерной заточки зубьев, что требует высокой квалификации заточника и высокоточного дорогого оборудования. Однако для получения точных геометрических параметров протяжки требуется очень точная обработка посадочных мест под пластины. В то же время затраты на изготовление корпуса протяжки окупаются из-за ее многоразового использования.

Геометрические параметры режущего инструмента оказывают существенное влияние на усилие резания, качество поверхности и износ инструмента [3]. Так, с увеличением угла у инструмент легче врезается в материал, снижаются силы резания, улучшается качество поверхности, но повышается износ инструмента. Наличие угла снижает трение инструмента о поверхность резания, уменьшая его износ, но чрезмерное его увеличение ослабляет режущую кромку, способствуя ее разрушению при ударных нагрузках.

Силы резания Р представляют собой силы, действующие на режущий инструмент в процессе упругопластической деформации и разрушения срезаемой стружки.

Силы резания приводят к вершине лезвия или к точке режущей кромки и раскладывают по координатным осям прямоугольной системы координат xyz. В этой системе координат ось z направлена по скорости главного движения и ее положительное направление соответствует направлению действия обрабатываемого материала на инструмент. Ось у направлена по радиусу окружности главного движения вершины. Ее положительное направление также соответствует направлению действия металла на инструмент. Направление оси х выбирается из условия образования правой системы координат. Значение усилия резания определяется несколькими факторами. Оно растет с увеличением глубины

резания h и скорости подачи в (сечения срезаемой стружки), скорости резания V, со снижением переднего угла у режущего инструмента. Расчет усилия резания производится по эмпирическим формулам, установленным для каждого способа обработки (см. справочники по обработке резанием) [4 — 6]. Например, для строгания эта формула имеет вид

Р = СрНХ ,А'УрХп

где коэффициенты Ср, Хр, Ур, п характеризуют материал заготовки, резцр и врд обррботки.

Мощность процесса резания определяется скалярным произведением

Р з Р . бе

где Ve — полная скорость перемещения.

Выразив это пзоизведение через проекции по координатным осям, получим:

Р 3 рб В Рдбд б Робо

где V,, vz — проекции на оси координат скорости движения точки приложения равнодействующей сил резания. В практических расчетах используется приближенная зависимость N = Ру. Это упрощение обусловлено тем, что составляющие Ру и Рх полной силы резания малы по сравнению с Р2, а скорость подачи относительно скорости резания составляет всего 1-0,1 %.

На рис. 1 рассмотрена схема распределения нагрузки на кромку режущей пластины.

В данном случае сила действует в оси х, z.

С учетом моделирования и испытания сборных резцов выбираем пластины для титана ВТ3-1, ВТ8 и для жаропрочных сталей ЭИ 787 ВД и ВЖЛ 14. Для точения жаропрочных сталей типа ЭИ 787 ВД и ВЖЛ 14 можно использовать квадратные пластины для получистовой обработки, а так же возможно использование пластин оптимизированных

Рис. 1. Распределение нагрузки на кромку режущей пластины при протягивании

Рг

\

~~-----__,

Рис. 2. Узел крепления выбранных пластин для титана и сталей с учетом действующих сил

сверху, методом косой тяги, клиновое крепление, напайное крепление, крепление силами упругой деформации и др.

На рис. 2 рассмотрены нагрузки, действующие на режущие кромки в процессе протягивания.

В данном примере нагрузки компенсируются жесткими поверхностями корпуса протяжки, нагрузки на регулируемые или подвижные опоры отсутствуют. Крепление производится винтом сверху с утопающей головкой, что не препятствует движению протяжки и сходу стружки.

4. Справочник по обработке металлов резанием / Ф. Н. Абрамов [и др.]. - Киев : Техника, 1983. - 239 с.

5. Режимы резания труднообрабатываемых материалов / Я. Л. Гуревич [и др.]. - 2-е изд., перераб. и доп. - М. : Машиностроение, 1986. - 240 с.

6. Макаров, А. Д. Оптимизация процессов резания / А. Д. Макаров. - М. : Машиностроение, 1976. - 278 с.

7. Киффер, Р. Твердые сплавы / Р. Киффер, Ф. Бенезов-ский ; перевод с нем. - М. : Металургия, 1971. - 392 с.

Библиографический список

1. Палей, М. М. Технология производства металлорежущих инструментов / М. М. Палей. - М. : Машиностроение, 1982. - 256 с.

2. Бугай, И. А. Повышение точности и эффективности обработки деталей из труднообрабатываемых материалов высокоточными сборными протяжками с твердосплавной режущей частью / И. А. Бугай, Е. В. Васильев, М. В. Васильева // Омский научный вестник. Сер. Приборы, машины и технологии. - 2015. - № 3 (143). - С. 114-116.

3. Васильев, Е. В. Повышение точности шлифования круглых протяжек на станках с ЧПУ за счет изменения схемы базирования / Е. В. Васильев, И. А. Бугай, П. В. Назаров, А. Ю. Попов // Проблемы разработки, изготовления и эксплуатации ракетно-космической и авиационной техники : Материалы VIII Всерос. науч.-техн. конф. - Омск, 2013. -С. 134-138.

БУГАИ Иван Анатольевич, аспирант, ассистент кафедры металлорежущих станков и инструментов. ВАСИЛЬЕВ Евгений Владимирович, кандидат технических наук, доцент (Россия), доцент кафедры металлорежущих станков и инструментов. ВАСИЛЬЕВА Мария Владимировна, магистрант гр. КТОм-151 факультета элитного образования и магистратуры.

ЕЛИСЕЕВА Александра Владимировна, студентка гр. КТО-131 машиностроительного института. ПЕСКОВ Максим Александрович, студент гр. КТО-133 машиностроительного института. Адрес для переписки: boogie9@mail.ru

Статья поступила в редакцию 29.12.2015 г. © И. А. Бугай, Е. В. Васильев, М. В. Васильева, А. В. Елисеева, М. А. Песков

УДК 621 924 П. В. НАЗАРОВ

Е. В. ВАСИЛЬЕВ И. К. ЧЕРНЫХ М. В. ВАСИЛЬЕВА А. С. АДАНИЦКАЯ

Омский государственный технический университет

СПЕЦИАЛЬНОЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЕ, ПРЕДНАЗНАЧЕННОЕ ДЛЯ ШЛИФОВАНИЯ ЗАДНЕЙ ПОВЕРХНОСТИ

ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ПЛАСТИН_

В статье проводится анализ существующих приспособлений, предназначенных для шлифования изделий различной формы, анализируются их конструкция, их преимущества и недостатки и разрабатывается приспособление для шли- И

фования задней поверхности цилиндрических пластин. С

р

Ключевые слова: наружное шлифование, цилиндрические пластины, приспо- Н собление для шлифования. И

На машиностроительных предприятиях шлифо- емые приспособления не обладают универсально- |

ванием обрабатываются цилиндрические пластины стью.

с помощью различных приспособлений, при ис- Существуют различные приспособления, пред-

пользовании которых увеличивается время наладки назначенные для наружного шлифования деталей,

и смены деталей. Это связано с тем, что использу- анализ которых (табл. 1) [1, 2] показал главные

>