Автобиография
Автореферат
Ссылки по теме
Отчёт о поиске
Индивидуальное задание
БУФО: Безабразивная ультразвуковая финишная обработка металлов
Директор Центра Ультразвуковых Технологий профессор Ю.В. Холопов
По заказам и предложениям машиностроительных заводов России Центр ультразвуковых технологий провел весьма серьезные модификации БУФ-инструмента для комплектования токарных, строгальных, плоскошлифовальных и других станков. В частности, модернизирована конструкция акустической головки. По предложениям заводов корпус ее теперь выполняется из легированной стали, заменена система охлаждения СОЖ, разработан ряд новых излучателей ультразвука. В работах было учтено и то, что на заводы начали поступать источники питания акустических систем с использованием цифровой техники. Их применение оценивается специалистами как исключительно перспективное. Они обеспечивают снижение энергопотребления процесса, совершенствование управления, уменьшение веса и габаритов акустических систем.
Каковы же результаты использования технологии для безабразивной ультразвуковой финишной обработки металлов и как идет процесс внедрения ее в промышленности? Приведем несколько примеров.
Технолог ОАО "Чебоксарский агрегатный завод" Быков В.А. предложил использовать технологию БУФО при обработке внутренней поверхности пневмоулавливателя кривошипно-шатунного станка модели К 2538. Материал: серый чугун СЧ 20 ГОСТ 1412-85 твердостью 240 НВ. Использовавшаяся на заводе технология обработки: чистовая расточка при n = 50 об/мин, s = 0,125 мм/об с получением Ra = 6,3 мкм. Последующее чистовое шлифование отверстия при V = 15…20 м/мин с использованием нестандартного оборудования. Недостатки данной технологии: большая трудоемкость, низкий класс шероховатости (Rа = 1,6 мкм.), разброс по геометрии отверстия (некруглость в поле допуска Н7), низкая производительность (1 деталь в смену).
Как осуществлялся технологический процесс с использованием комплекта БУФО?
Предварительно деталь подверглась чистовой расточке при n = 50 об/мин, s = 0,125 мм/об, до Rа исх = 3,2, после чего производилась обработка БУФО (модель 34 для обработки внутренних поверхностей деталей диаметром от 70 мм на длину 1500 мм) при n = 50 об/мин, s = 0,05 мм/об.
Значение Ra, полученное после БУФО, - 0,2 мкм.
Полученные преимущества:
- исключены процесс шлифовки и использование нестандартного оборудования;
- снижена трудоемкость изготовления пневмоулавливателя;
- значительно повышен класс шероховатости за один проход излучателя ультразвука;
- снижена некруглость отверстия до 50% поля допуска Н7;
- увеличена производительность в 1,5 раза (изготавливаются 3 детали за 2 рабочие смены ).
Заместителем директора по производству ОАО "Кизлярский Электромеханический Завод" Гасановым А.Р. были привезены образцы деталей для отработки технологии БУФО применительно к специфике их изделий.
Образец № 1.
Натяжитель цепи двигателя ВАЗ. Материал: сталь Ст30ХГСА. Твердость материала 35-40 НRС. Предыдущая технология: черновая и чистовая токарная обработка детали с последующей шлифовкой.
Образец № 2.
Гидравлическая опора клапана двигателя ВАЗ. Материал: сталь Ст20Х с нитроцементацией 0,15-0,25 мм. Твердость - 54-58 НRС. Предыдущая технология: шлифовка с последующей ручной полировкой.
Все образцы в Центре были подвергнуты чистовой токарной обработке до Rа исх. = 1,6, после чего произведена обработка БУФО (использовалась модель БУФО-0,63-22-31 для внутренней обработки поверхностей деталей диаметром от 10 до 25 мм).
Технологические режимы обработки деталей: расточка - 1000 об/мин, подача - 0,05 мм/об; БУФО - 400 об/мин, подача - 0,05 мм/об. Значение Rа, полученное после БУФО, - 0,12 мкм.
От специалистов заводов постоянно поступают запросы о необходимости обработки поверхности металла после напыления твердых сплавов, наплавок и других подобных операций.
Центр провел опытные работы совместно с ООО "Метиз". Главным технологом завода Коченковым Ю.Н. были предложены два образца.
Образец № 1.
Шкив для намотки сварочного провода. Материал: железо с напылением твердого сплава карбида вольфрама 4090 + 60% хрома и никеля. Твердость материала 63-65 НRС. Обычная технология обработки поверхности: черновая токарная обработка детали с последующей шлифовкой.
Образец № 2 вариант А.
Шкив для намотки сварочного провода.
Материал: железо + наплавочная порошковая проволока ППАН 140(С - 0,76%; Мn - 0,07%; Si - 0,98%; Мо - 1,74%; Сr - 9%; W - 0,73%; Тi - 0,15%; V - 0,5%). Твердость материала 60 НRС. Предыдущая технология: черновая токарная обработка детали с последующей шлифовкой.
Образец № 2 вариант Б.
Ролик.
Материал: железо с порошковым напылением ПРХ 17 (хром + никель). Твердость материала 55НRС. Предыдущая технология: черновая токарная обработка детали с последующей шлифовкой.
В Центре все образцы были подвергнуты чистовой токарной обработке до Rа исх. = 1,57, после чего произведена обработка БУФО (модель БУФО-0,63-22-10 для наружной обработки поверхностей деталей).
Технологические режимы обработки деталей: точение - 500 об/мин, подача - 0,075 мм/об. Rа, полученное после БУФО, - 0,12 мкм.
Много запросов поступает о возможности применения технологии БУФО на заводах нефтегазового комплекса. Это относится к обработке посадочных мест валов подшипников насосов, уплотнительных колец, упрочнению резьбы и прочих изделий.
Нефтекамский машиностроительный завод нефтегазового оборудования запросил технологию по проточке посадочного места трубы из стали 32НФА-3, внутренний диаметр посадочного места которой, - 82+0,2. Типовая технология обработки - ручная с помощью абразивной шкурки. Процесс сопровождается пылью, грязью, разупрочнением поверхностной структуры; время обработки - 15 минут.
Технология безабразивной финишной ультразвуковой обработки дала точную машинную проточку, исключила абразив, ручной труд, пыль, грязь. Структура поверхностного слоя упрочнена, остаточные напряжения ушли в минус, а время обработки составило 1,6 минуты, т.е. производительность труда увеличилась почти в 10 раз.
Основная задача заключалась в том, чтобы для обработки этого изделия подобрать материал твердого сплава для излучателя ультразвука, изменить его форму и провести еще ряд подготовительных работ. И, как сообщает основной инициатор работы - главный инженер М.М.Ломакин, - им пришлось потрудиться. Но надо отдать должное - уже третий месяц на заводе работают в две смены три установки БУФО-0,63-22-10.
Автобиография
Автореферат
Ссылки по теме
Отчёт о поиске
Индивидуальное задание