OBRABOTKAMETALLOV Vol. 25 No. 3 2023 69 EQUIPMENT. INSTRUMENTS Согласно заводскому технологическому процессу изготовления пуансона после предварительной механической обработки выполняется операция «поверхностная закалка ТВЧ». В этой операции необходимо учесть технологическую глубину закалки, принимая во внимание последующую финишную механическую обработку (шлифование). Технологическая глубина закалки в этом случае должна составлять AТ = 0,84 +0,1 мм [97, 98]. Однако стоит отметить, что согласно данным предприятия примерно 7 % изготовленных деталей подлежат выбраковке из-за наличия прижогов и микротрещин на поверхности, образующихся в процессе операции «шлифование». Для достижения указанной глубины упрочненного слоя с использованием генератора частотой 440 кГц требуется реализовать поверхностную схему нагрева. В такой схеме удельная мощность и скорость движения источника нагрева будут ниже по сравнению с объемной схемой. Активный провод индуктора имеет ширину RS = 4 мм и длину b = 15 мм, что соответствует удельной мощности qS = 1,2 ∙ 10 7 Вт/м2 и скорости VS = 2 мм/с. Для закалки детали необходимо обработать два участка общей длиной 300 × 2 = 600 мм. Оба участка обрабатываются за два продольных перемещения петлевого индуктора относительно детали. Общая длина хода инструмента (перемещение вдоль оси X) с учетом захода и выхода индуктора при непрерывнопоследовательной схеме нагрева составляет l = (300 + 8 + 4) × 2 = 624 мм. При таких параметрах основное время равно То = l / Vд = 312 с. В соответствии с общемашиностроительными нормами на термическую обработку на установках ТВЧ вспомогательное время для базирования детали типа «плоскость» составляет Твсп = 15 с. Таким образом, штучная производительность равна øò î âñï 1 1 Ï 0, 003 312 15 Ò Ò = = = + + с –1, а энергозатраты составляют è S ä Ý q bR l V = = 7 1, 2 10 0, 015 0, 004 0, 624 0, 002 ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ = ≈ 0, 062 ≈ кВт ∙ ч. Финишная стадия технологического процесса изготовления детали при использовании гибридного металлообрабатывающего оборудования осуществлялась на модернизированном многоцелевом обрабатывающем центре МС 032.06 и состояла из трех переходов: предварительная (черновая) и получистовая механическая обработка, поверхностная закалка ВЭН ТВЧ, чистовое фрезерование. Станочная система была дооснащена дополнительным источником энергии, в качестве которого использовался сверхвысокочастотный генератор тиристорного типа СВЧ-10 с рабочей частотой тока 440 кГц. Для измерения и контроля рабочей частоты индукционного нагревателя использовался цифровой осциллограф Hantek DSO 1000S Series. Исходя из габаритных размеров изделия 25×160×300 мм из материала У10А, была взята заготовка в форме листа 30×170×310 мм. Для базирования в станке использовалась пара специальных самоцентрирующихся тисов с сечением губок 40×100 мм. Первым этапом изготовления было формообразование присоединительного основания пуансона, которое включало в себя черновую и чистовую обработку торцевыми и концевыми фрезами с СМП из твердого сплава. Исходя из технических характеристик станка и обрабатываемого материала был подобран инструмент и рассчитаны режимы резания. Для черновых операций использовалась торцевая фреза IE21-90.11A16.040.05 диаметром 40 мм с пластинами APKT113508R-GL IA6330, предназначенными для фрезерования углеродистой и нержавеющей стали и твердых материалов. Режимы резания: VC = 200 м/мин; ap = 5 мм; ae = 30 мм; Vf = 800 мм/мин. Этим же инструментом производилась чистовая доводка плоскости на следующих режимах: VC = 350 м/мин; ap = 0,15 мм; ae = 30 мм; Vf = 500 мм/мин. Для формирования присоединительных пазов использовалась монолитная твердосплавная фреза диаметром 4 мм с радиусом кромки 0,2 мм и шаровая фреза диаметром 2 мм на следующих режимах: VC = 50 м/мин; ap = 0,5 мм; ae = 4 мм; Vf = 500 мм/мин. В процессе закалки использовался индуктор петлевого типа, оснащенный ферритом марки N87 (рис. 2) [7, 14, 17, 21, 47, 61, 71–73, 75, 82–83, 87]. Индуктор установлен в переходную оправку из стеклонаполненного пластика ZX-
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1