OBRABOTKAMETALLOV Vol. 24 No. 3 2022 57 EQUIPMENT. INSTRUMENTS механические колебания ультразвуковой частоты передаются в первую ступень, концентрируются непосредственно на режущем инструменте 1 устройства. Обрабатываемая деталь закрепляется на шпинделе и осуществляется обработка, при этом режимные параметры скорость и сила резания измеряются с помощью пьезоэлектрического датчика 7, который формирует на поверхности своих электродов электрический сигнал. Этот сигнал подается на вход усилителя напряжения 8, с выхода которого подается на вход индикатора устройства, преобразующего аналоговый сигнал в цифровой код. Особенности процесса плазменно-механической обработки изучали в условиях ультразвукового резания при точении сталей марок 20Х23Н18 и 20Х25Н20С2Л (см. таблицу). Наружный диаметр заготовок был равен 170…196 мм, длина – 1500…1800 мм. Заготовки устанавливали в 4-кулачковом патроне с упором в торец патрона и прижимали задним центром. Обработку вели по корке и по обработанной поверхности. Вначале включали дежурную дугу и после автоматического перехода ее на основную дугу включали продольную подачу и протачивали цилиндрический участок длиной 20…30 мм на глубину 7…10 мм. Устанавливали плазмотрон так, чтобы минимальное расстояние от поверхности резания до сопла плазмотрона при максимальном биении составляло 5…10 мм. Максимальное расстояние от плазмотрона до заготовки принималось в пределах L = 30…40 мм. Угловое положение плазмотрона регулировалось в процессе резания с целью оптимального нагрева поверхности резания на заготовке. Режимы работы плазменного нагрева, в частности питания, в процессе экспериментов варьировали в следующих пределах: рабочее напряжение источника питания U = 150…200 В, рабочий ток I = 250…300 A. Химический состав обрабатываемых материалов (согласно ГОСТ 5632–72) Chemical composition of work materials (according to GOST 5632–72) Марка стали C Si Mn Cr Ni 20Х23Н18 ≤ 0,20 ≤ 1,0 ≤ 2,0 22…25 17…20 20Х25Н20С2Л ≤ 0,20 2-3 ≤ 1,5 24…27 18…21 Проведенные исследования показали, что рациональный интервал нагрева срезаемого слоя поверхности заготовки из жаропрочной стали 20Х23Н8 в условиях плазменного механического резания должен быть в пределах 700…750 оС, при обработке стали 20Х25Н20С2Л должен нагреваться в пределах 800…820 оС. Давление сжатого воздуха, подаваемого источником питания в плазмотрон, регулировали в пределах 0,15…0,20 МПа. Охлаждение плазмотрона осуществлялось водопроводной технической водой с последующим сливом в канализацию. Режимы ультразвукового точения на режущую кромку инструмента подаются ультразвуковые колебания, частота которых меняется в пределах 18…22 кГц, амплитуда колебаний варьировалась от 2 до 15 мкм. При проведении экспериментов установлено, что выбор диаметра отверстия сопла плазмотрона для нагрева поверхности заготовки во времени, образования стружки является одним из важных параметров процесса плазменного нагрева. Для определения режимов процесса стабильного плазменного нагрева заготовки в условиях обработки рассчитываются технологические параметры, такие как напряжение питания, сила тока, расстояние от сопла до зоны резания, давление сжатого воздуха и др. Поэтому были испытаны сопло с диаметром отверстия, равным 4, 5, 6, 7, 8 и 9 мм. Эксперименты показали, что при использовании сопла с диаметром 7 мм значительно улучшаются условия нагрева заготовки, обеспечивающие устойчивый факел пламени и лучший отвод продуктов горения от рабочей зоны. Эксперименты проводились с использованием токарных резцов как с напаянными, так и неперетачиваемыми пластинками. Геометрические параметры режущей части инструментов были: γ = 5…10o; α = 8…12o; λ = 10…15o; φ = 15…20o и радиус вершины режущей кромки r = 1,5 мм.
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1