МЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА  ЛИТЫХ ПОРИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ

 

THE MACHINING  OF CAST POROUS MATERIALS

 

Толстенко А.В., Бедин А.С. (ДГАЭУ, г.Днепропетровск, Украина)

Tolstenko A., Bedin A. (Dniepropetrovsk state agrarian economics university, Ukraine)

 

В статье описано влияние факторов механической обработки на шероховатость литых пористых материалов.

The article describes the influence of factors of the machining on the surface roughness of cast porous materials.

 

Ключевые слова: шероховатость Ra, фрезерование, обработка резанием, пористые материалы.

Keywords: surface roughness Ra, milling, cutting process, porous materials.

 

Применение литых пористых материалов в современном машиностроении подробно описано в [1]. Использование таких материалов в качестве фильтров повышает производительность, за счет увеличения давления жидкости или газа, фильтры подвергаются регенерации, имеют меньшее гидравлическое сопротивление, больший ресурс. Подшипники из литых пористых материалов, за счет высокой прочности, применяются при больших нагрузках и скоростях эксплуатации. Электрохимические источники энергии работают при повышенных механических нагрузках и вибрации. Фрикционные материалы перспективны из-за высокой прочности и заданной ориентации пор относительно плоскости трения. Литые пористые материалы, при закрытых порах, можно применять для изготовления высокотемпературных уплотнителей и термоизоляционных прокладок. Использование их в качестве легких конструкционных материалов, обеспечивает прочностные и демпфирующие свойства  изделий в автомобильной промышленности, авиационной и космической технике.

Прочность и низкое сопротивление течению жидкостей и газов материалов с цилиндрическими порами позволяет использовать их в разделителях газа и жидкости, капиллярных насосах, носителях катализаторов, тепловых элементах, пламегасителях, композиционных материалах, поглотителях излучения, конденсаторах жидкостей из пара, испарительных охладителях и т.д.

Во многих приведенных случаях большое значение имеет качество механической обработки поверхности. Для обеспечения точности размеров образцов и высокого качества обрабатываемой поверхности наиболее широко применяется обработка резанием и фрезерование. Цель проведенного исследования – сравнительный анализ шероховатости поверхности образцов от следующих факторов:

- механическая обработка резанием: скорость резания, поперечная подача, используемая смазочно-охлаждающая жидкость [2];

- фрезерование: число оборотов фрезы, фактическая минутная подача стола, используемая смазочно-охлаждающая жидкость [3].

Соответственно, механическая обработка осуществлялась отрезным резцом из быстрорежущей стали Р6М5К5 и отрезной дисковой фрезой со средним зубом ( Ø125х1,6; Р6М5 ) на горизонтально-фрезерном станке (модель 6Р81Г).

Испытания проводились на образцах медных газаров высотой 5 мм и диаметром 20 мм с аксиальными порами среднего диаметра – 20 - 40 мкм. Шероховатость поверхности образцов измерялась профилометром (модель 296).

Уравнение регрессии, после расчета коэффициентов, для токарной  обработки:

Ra=2,82+0,98Х1-0,75Х2+0,13Х3-0,51Х1Х2-0,32Х1Х3+0,44Х2Х3+0,18Х1Х2Х3   (1)

  Измерение среднего арифметического отклонения профиля обработанной поверхности медного газара (Ra) при подачах 0,05-0,1 мм/об (Х2), скоростях резания 78,5-31,4 м/мин (Х1) и при использовании смазочно-охлаждающих жидкостей двух составов Х3одный раствор мыла, индустриальное масло).

  После расчета коэффициентов уравнение, для фрезерной обработки,  выглядит следующим образом:

Ra=0,593+0,208Х1+0,041Х2-0,057Х3+0,095Х1Х2+0,020Х1Х3+0,055Х2Х3   (2)

  Измерение среднего арифметического отклонения профиля обработанной поверхности медного газара (Ra) при фактических минутных подачах стола 35-65 мм/мин (Х2), числе оборотов вращения фрезы 100-800 мин-11) и при использовании смазочно-охлаждающих жидкостей двух составов Х3 одный раствор мыла, индустриальное масло).

  Сопоставив  полученные результаты в первом приближении, можно сделать следующие выводы:

1.  Наибольшее влияние на шероховатость поверхностей литых пористых  материалов при обработке резанием имеет число оборотов шпинделя или фрезы;

2.   При токарной обработке наименьшее влияние на шереховатость обрабатываемой поверхности оказывает смазочно-охлаждающая жидкость. При фрезерной обработке – фактическая минутная подача стола;

3.  При токарной обработке поверхности литых пористых материалов количество открытых пор больше, чем при фрезерной обработке  (соответственно, шероховатость поверхности будет выше при токарной обработке).

 

Список использованных источников

1.    Шаповалов В.И. Легирование водородом [Текст]/ В.И.Шаповалов – Днепропетровск:  Журфонд,  2013.  – 385 с.

2.    Карпов В.Ю. Шероховатость литих пористих материалов (газаров) при обработке резанием [Текст]/ В.Ю.Карпов, А.В.Толстенко, А.С.Бедин // Новые материалы и технологии в машиностроении. Сборник научных трудов по итогам международной научно-технической конференции. Выпуск 15. - Брянск: БГИТА, 2012. - С.64-65.

3.    Карпов В.Ю. Шероховатость литих пористих материалов (газаров) при фрезерной обработке [Текст]/ В.Ю.Карпов, А.В.Толстенко, А.С.Бедин, Биб А.С., Харченко Б.Г. // Новые материалы и технологии в машиностроении. Сборник научных трудов по итогам международной научно-технической конференции. Выпуск 17. - Брянск: БГИТА, 2013. - С.44-45.