Рис. 1. Схема технологического процесса получения ПП пленочной нити с использованием плазмы пониженного давления
УДК 621.9.025.01
МНОГОФАКТОРНЫЕ МОДЕЛИ СТОЙКОСТИ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА ПРИ СВЕРЛЕНИИ, НАРЕЗАНИИ РЕЗЬБЫ МЕТЧИКАМИ, КОНЦЕВОМ И ТОРЦОВОМ ФРЕЗЕРОВАНИИ ХЛАДОСТОЙКИХ СТАЛЕЙ
Александр Владимирович Фомин,
аспирант Евгений Владимирович Фомин,
кандидат технических наук Филиал Санкт-Петербургского государственного морского технического университета
(СПбГМТУ) « СЕВМАШВ ТУЗ » г. Северодвинск, Россия avfomin84@mail. т
Рассмотрены исследования влияния режимов резания (скорости резания, подачи и глубины резания) на стойкость режущего инструмента при лезвийной обработки хладостойкой стали 10ГНБ. На основании исследований получены многофакторные модели стойкости режущего инструмента.
Ключевые слова: хладостойкие стали, лезвийная обработка, стойкость режущего инструмента, математическое моделирование.
Добыча нефти на шельфе арктических морей (газоконденсатные и нефтяные запасы Штокма-новского, Приразломного и др. месторождений Баренцева моря) характеризуется сложной ледовой обстановкой, низкотемпературными условиями эксплуатации (до -40^-50°С), глубоководным (до 360 м) расположением трубопроводов высокого давления и их протяженностью (до 546 км). Поэтому для сооружения морских буровых платформ, резервуаров и нефтегазопроводов, необходимо чтобы стали обладали достаточной хладостойкостью. В тоже время хладостойкие стали обладают особыми физико-химическими и механическими свойствами, обуславливающие низкую обрабатываемость резанием.
В настоящее время на машиностроительных предприятиях г. Северодвинска ОАО «ЦС «Звездочка» и ОАО «ПО «Севмаш» для производства конструкций и механизмов, работающих при высоких отрицательных температурах, используется хладостойкая сталь 10ГНБ.
Несмотря на множество проводимых исследований в области обработки различных конструкционных материалов в настоящее время в современном производстве не существует универсальных математических моделей, позволяющих устанавливать оптимальные режимы резания на стадии проектирования технологического процесса при обработке материалов всех видов, а в технической литературе практически нет данных по обрабатываемости толстолистовой хладостойкой стали 10ГНБ для океанотехники и судостроения. В связи с этим, разработка стойкостных моделей позволяющих устанавливать оптимальные режимы резания на стадии проектирования технологического процесса, является актуальной задачей исследования.
Условия испытаний. При проведении исследований стойкости режущего инструмента использовался вертикально-фрезерный станок модели 6Т12 и вертикально-сверлильный станок модели 2Н135. В качестве режущих инструментов использовались:
1) торцовая фреза ГОСТ 26595-85 диаметром 125 мм, оснащенная режущими пластинами Т5К10. В целях экономии обрабатываемого и инструментального материалов фреза использовалась в качестве однозубой.
2) концевая фреза ГОСТ 17026-71 из быстрорежущей стали Р6М5 диаметром 20 мм.
3) сверла спиральные с коническим хвостовиком ГОСТ 12121-77 диаметром 12 мм.
4) Метчики машинные ГОСТ 3266-81 М12 х 1,75.
В качестве обрабатываемого материала была использована толстолистовая хладостойкая сталь 10ГНБ. Резание осуществлялось всухую.
Планирование и результаты испытаний. Целью проводимого исследования являлось определение стойкости сверл, метчиков, концевых и торцовый фрез при обработке хладостойкой стали 10ГНБ и на основании исследований - получение многофакторных математических моделей для определения стойкости режущего инструмента.
Для проведения эксперимента использовался двухуровневый метод планирования эксперимента по формуле ПФЭ 2 и ПФЭ 22 [1,4].
Основные факторы (параметры процессов резания) имели значения:
1) Торцовое фрезерование: скорость резания V = 98 - 247 м/мин; глубина резания t = 1 - 3 мм; подача на зуб Sz = 0,16 - 0,24 мм/зуб.
2) Концевое фрезерование: скорость резания V = 39 - 78 м/мин; глубина резания t = 3 - 5 мм; подача на зуб Sz = 0,04 - 0,1 мм/зуб.
3) Сверление: скорость резания V = 16,6 - 28,5 об/зуб; подача S = 0,08 - 0,15 мм/об.
4) Нарезание резьбы метчиками: V = 4 - 5,7 м/мин.
Для определения стойкости использовалась методика, предложенная в работе [2]. Результаты экспериментальных исследований стойкости режущего инструмента представлены в таблицах №1 -№4:
Таблица 1.
Результаты исследований стойкости режущего инструмента при нарезании резьбы в хладостойкой стали 10ГНБ
№ V, Вид отверстия Стойкость,
п/п м/мин Тср (мин)
1 4 сквозное 22
2 4 глухое 16
3 5,7 сквозное 15,4
4 5,7 глухое 11,2
Таблица 2.
Результаты исследований стойкости режущего инструмента, при торцовом фрезеровании стали 10ГНБ
№ Кодиров анные V, Sz, Стойкость,
п/п переменные м/мин мм мм/зуб Тср (мин)
х1 х2 х3
1 - - - 98 1 0,16 142,5
2 + - - 247 1 0,16 30
3 - + - 98 3 0,16 105
4 + + - 247 3 0,16 24
5 - - + 98 1 0,24 140
6 + - + 247 1 0,24 24
7 - + + 98 3 0,24 90
8 + + + 247 3 0,24 12
Таблица 3.
Результаты исследований стойкости режущего инструмента при сверлении хладостойкой стали 10ГНБ
№ V, Стойкость,
п/п об/мин мм/об ТСр (мин)
1 16,6 0,08 25,8
2 16,6 0,15 18,2
3 28,5 0,08 15
4 28,5 0,15 9,4
Таблица 4.
Результаты исследований стойкости режущего инструмента при концевом фрезеровании стали 10ГНБ
№ Кодированные V, Sz, Стойкость,
п/п переменные м/мин мм/зуб мм Тср (мин)
х1 х2 х3
1 - - - 39 0,04 3 120
2 + - - 78 0,04 3 60
3 - + - 39 0,1 3 96,9
4 + + - 78 0,1 3 48,5
5 - - + 39 0,04 5 109,2
6 + - + 78 0,04 5 54,6
7 - + + 39 0,1 5 86,2
8 + + + 78 0,1 5 43,1
На основании результатов экспериментальных исследований по методике [1,4] были получены многофакторные математические модели стойкости режущего инструмента:
1) Многофакторная модель для определения стойкости при сверлении хладостойкой стали 10ГНБ: ТСв. = 1260^-1,9-°,3521п(8) Я04 ,
где V - скорость резания (об/мин); S - подача (мм/об); Тсв. - стойкость сверла (мин).
2) Многофакторная модель для определения стойкости при нарезании резьбы в хладостойкой
,ПГТТГ гт оп ~ ,г-1,014+0,091п(Котв) 1-1,14
стали 10ГНБ: Тм. = 89,3^у ^ ' •к ,
где котв - коэффициент, учитывающий тип отверстия; котв=1 при сквозном отверстии, котв=1,375 при глухом; V - скорость резания (м/мин); Тм. - стойкость метчиков (мин).
3) Многофакторная модель для определения стойкости при торцовом фрезеровании хладостойкой стали 10ГНБ:
Т = з 1Ы05-у-1'8-°'084'п(1) ^ -1'08-°'71"(8) -°'32
где V - скорость резания (м/мин); t - глубина резания (мм); Sz - подача на зуб (мм/зуб); Тт.ф. - стойкость торцовой фрезы (мин).
4) Многофакторная модель для определения стойкости при концевом фрезеровании хладостойкой стали 10ГНБ:
Т = 2595^У -1-°'°11п(82) -°Д4-0,0141п(У) ^ -0,21
где V - скорость резания (м/мин); t - глубина резания (мм); Sz - подача на зуб (мм/зуб); Тк.ф. - стойкость концевой фрезы (мин).
Проведенный сравнительный анализ полученных математических моделей с результатами экспериментальных исследований показал, что погрешность расчета по моделям составляет 5 - 12 %. На основании этого можно сделать вывод: многофакторные математические модели вполне адекватны и могут быть использованы для определения стойкости режущего инструмента при сверлении, нарезании резьбы метчиками, концевом и торцовом фрезеровании хладостойких сталей.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ
1. Грачев Ю.П. Математические методы планирования эксперимента / Грачев Ю.П. М.: Машиностроение, 1979. С.278.
2. Малыгин В.И., Светлаков Г.Б. Косвенный метод контроля текущего износа инструмента по градиенту термо-ЭДС // Технология судостроения. - 1991. - №1. - с.39-40.
3. Новик Ф.С., Арсов Я.Б. Оптимизация процессов технологии обработки металлов методами планирования эксперимента / Ф.С. Новик, Я.Б. Арсов. М.: Машиностроение, Техника, 1980. С.304.
4. Рогов В.А. Методика и практика технических экспериментов / В.А. Рогов, Г.Г. Позняк. М.: Издательский центр «Академия», 2005. С.288.
ИСТОРИЧЕСКИЕ НАУКИ
УДК 930:001.12
«СИМВОЛ ЭПОХИ КАПИТАЛИЗМА». РЕЦ. НА КН.: НИЗАМОВА М.С. ЗЕМСТВА ПОВОЛЖЬЯ И УРАЛА (1864-1914 ГГ.): СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ АСПЕКТ. КАЗАНЬ:
КАЗАНСКИЙ ГОС. УН-Т, 2009. 500 С.
Ирина Валерьевна Корнилова1,
кандидат исторических наук Тимур Альбертович Магсумов2,
кандидат исторических наук 1Елабужский государственный педагогический университет г. Елабуга, Россия 2Набережночелнинский государственный педагогический институт г. Набережные Челны, Россия nabonid1 @yandex. ги
В рецензии дается положительная оценка монографии кандидата исторических наук, доцента М.С. Низамовой, посвященной рассмотрению хозяйственной и социально-культурной деятельности земских учреждений Поволжского и Уральского регионов периода 1864-1914 гг.
Ключевые слова: земства, Поволжье, Урал.
Знакомство с исследованием Марины Сабировны Низамовой дает основание полагать, что в качестве монографии ею представлено серьезное исследование на интересную и актуальную тему: «Земства Поволжья и Урала (1864-1914 гг.): социально-экономический аспект». Постижение разносторонней деятельности российского земства в рассматриваемый период является одним из наиболее плодотворных исследовательских направлений современной отечественной исторической науки. Свидетельством тому являются фундаментальные труды по земской тематике. Демократические преобразования последних десятилетий во всех областях общественной жизни поставили на повестку дня вопрос о необходимости обращения к опыту многоплановой социально-экономической деятельности Российского земства, накопленного в течении XIX - начала ХХ вв. В свете вышесказанного изучение деятельности российского земства является проблемой актуальной и научно значи-
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.