ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 25 № 3 2023 63 ОБОРУДОВАНИЕ. ИНСТРУМЕНТЫ Рационализация режимов поверхностной закалки ВЭН ТВЧ рабочих поверхностей пуансона в условиях гибридной обработки Вадим Скиба 1, a, *, Никита Вахрушев 1, b, Кристина Титова 1, с, Алексей Черников 2, 1, d 1 Новосибирский государственный технический университет, пр. К. Маркса, 20, г. Новосибирск, 630073, Россия 2 ОАО «ГЛК-Промышленные технологии», ул. Большевистская, 177, цех 16, г. Новосибирск, 630083, Россия a https://orcid.org/0000-0002-8242-2295, skeeba_vadim@mail.ru, b https://orcid.org/0000-0002-2273-5329, vah_nikit@mail.ru, c https://orcid.org/0000-0002-2708-3171, krispars@yandex.ru, d https://orcid.org/0009-0006-9412-7687, aleksey.chernikov.97@mail.ru Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты). 2023 Том 25 № 3 с. 63–86 ISSN: 1994-6309 (print) / 2541-819X (online) DOI: 10.17212/1994-6309-2023-25.3-63-86 Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты) Сайт журнала: http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov ИНФОРМАЦИЯ О СТАТЬЕ УДК 621.9.06(07): 621.785 История статьи: Поступила: 14 июня 2023 Рецензирование: 14 июля 2023 Принята к печати: 27 июля 2023 Доступно онлайн: 15 сентября 2023 Ключевые слова: Гибридное оборудование Многолезвийная механическая обработка Высокоэнергетический нагрев Резание Индукционная закалка Финансирование Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 23-29-00945, https://rscf.ru/ project/23-29-00945/. Благодарности Исследования выполнены на оборудовании ЦКП «Структура, механические и физические свойства материалов» (соглашение с Минобрнауки № 13.ЦКП.21.0034). АННОТАЦИЯ Введение. Развитие кластера гибридных металлообрабатывающих систем в станкостроении сопряжено с рядом позитивных последствий. Во-первых, такие системы помогают сократить затраты на производство путем оптимизации использования ресурсов и энергии. Это особенно актуально в условиях повышенной конкуренции и стремления к экономии. Во-вторых, гибридные системы обеспечивают возможность производства качественной продукции с повышенной производительностью. Благодаря интеграции различных функций в одном технологическом оборудовании процессы металлообработки становятся более эффективными и точными. Это позволяет снизить количество брака и повысить качество конечной продукции. Кроме того, гибридные металлообрабатывающие системы обладают автономной функциональностью, что особенно важно в гибком машиностроительном производстве, где требуется быстрая переналадка и адаптация к различным производственным задачам. Таким образом, гибридные металлообрабатывающие системы представляют собой важный шаг в развитии современного машиностроения, способствующий сокращению затрат, повышению производительности и обеспечению высокого качества продукции. Цель данной работы заключается в повышении производительности и снижении энергозатрат при поверхностно-термическом упрочнении деталей машин посредством использования концентрированных источников энергии в условиях интегральной обработки. Теория и методы. Для достижения поставленной цели были проведены исследования возможного структурного состава и компоновки гибридного оборудования, интегрирующего механические и поверхностно-термические процессы. При разработке теории и методов были учтены основные положения структурного синтеза и компонентики металлообрабатывающих систем. Теоретические исследования основаны на применении системного анализа, геометрической теории формирования поверхностей и конструирования металлообрабатывающих станков. Эксперименты проводились на модернизированном многоцелевом обрабатывающем центре МС 032.06, оснащенном дополнительным источником энергии, в качестве которого использовался сверхвысокочастотный генератор тиристорного типа СВЧ-10 с рабочей частотой тока 440 кГц, реализующий высокоэнергетический нагрев токами высокой частоты. Структурные исследования производили с применением оптической и растровой микроскопии. Напряженно-деформированное состояние поверхностного слоя детали оценивали посредством механического и рентгеновского методов определения остаточных напряжений. Микротвердость упрочненного поверхностного слоя деталей оценивали на приборе Wolpert Group 402MVD. Результаты и обсуждение. Представлена оригинальная методика проведения структурно-кинематического анализа для предпроектных исследований гибридного металлообрабатывающего оборудования. Разработаны методологические рекомендации по модернизации металлорежущих станков, позволяющие осуществить высокоэнергетический нагрев токами высокой частоты (ВЭН ТВЧ) на стандартной станочной системе и создать наукоемкое технологическое оборудование с расширенными функциональными возможностями. Экспериментально подтверждено, что внедрение предлагаемого гибридного станка в производство в сочетании с рекомендациями по назначению режимов ВЭН ТВЧ при интегральной обработке деталей типа «пуансон» позволяет увеличить производительность поверхностной закалки в 36–40 раз и снизить энергозатраты в 6 раз. Для цитирования: Рационализация режимов поверхностной закалки ВЭН ТВЧ рабочих поверхностей пуансона в условиях гибридной обработки / В.Ю. Скиба, Н.В. Вахрушев, К.А. Титова, А.Д. Черников // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2023. – Т. 25, № 3. – С. 63–86. – DOI: 10.17212/1994-6309-2023-25.3-63-86. ______ *Адрес для переписки Скиба Вадим Юрьевич, к.т.н., доцент, с.н.с. Новосибирский государственный технический университет, пр. К. Маркса, 20, г. Новосибирск, 630073, Россия Тел.: +7 (383) 346-17-79, e-mail: skeeba_vadim@mail.ru
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1