Obrabotka Metallov 2014 No. 2

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 2 (63) 2014 46 ТЕХНОЛОГИЯ УДК 621.9.01; 621.791.947.55 ВЫБОР ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ И ОПТИМИЗАЦИЯ РЕЖИМОВ ТОНКОСТРУЙНОЙ ПЛАЗМЕННОЙ РЕЗКИ КОНСТРУКЦИОННЫХ СТАЛЕЙ* А.Х. РАХИМЯНОВ, инженер ( НГТУ, г. Новосибирск ) Поступила 26 марта 2014 Рецензирование 7 мая 2014 Принята к печати 12 мая 2014 Рахимянов А.Х. – 630073, г. Новосибирск, пр. К. Маркса, 20, Новосибирский государственный технический университет, e-mail: centerfht@mail.ru Рассмотрены вопросы выбора технологических схем тонкоструйной плазменной резки листовых кон- струкционных сталей в диапазоне толщин от 0,5 до 30 мм. Представлены результаты экспериментальных исследований по оптимизации режимов плазменного раскроя углеродистой стали Ст3 толщиной 3 мм с оцен- кой точности реза, качества его поверхности, гратообразования на нижней кромке. Точность раскроя листо- вых материалов оценивалась по углу наклона кромок реза на поперечных шлифах, а качество обработан- ных поверхностей – по параметру шероховатости. Установлено, что при выбранной технологической схеме тонкоструйной плазменной резки в зависимости от класса листового материала, его толщины достижение требуемой точности и качества реза обеспечивается за счет скорости обработки. Так, при повышении ско- рости обработки конструкционной стали Ст3 с 2,0 до 2,4 м/мин происходит увеличение отклонения кромок реза от перпендикулярности с 3,8 до 5,8  и повышение шероховатости поверхности реза от Rа = 1,75 мкм до Rа = 3,2 мкм. Снижение точности реза с повышением скорости обработки объясняется ростом градиента температур по сечению реза, приводящим к неравномерному температурному полю по толщине реза. Ухуд- шение шероховатости поверхности реза на максимальных скоростях объясняется ограничениями в развитии газо- и гидродинамических потоков, участвующих в удалении продуктов расплава из зоны реза, что приводит к частичному их осаждению на обработанных поверхностях. Тонкоструйная плазменная обработка конструк- ционной стали Ст3 не приводит к значительному гратообразованию на кромках реза во всем исследованном диапазоне скоростей. Ключевые слова: т онкоструйная плазменная резка, точность и качество реза, технологические схемы, плазмообразующие и завихряющие газы, конструкционные стали. _______________ * Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства образования и науки РФ по государствен- ному заданию № 2014/138, проект № 257. Введение Технологический процесс изготовления де- талей машин в общем случае предполагает тра- диционную структуру: заготовительная опера- ция; комплекс механических операций, включая обдирочные, черновые, чистовые и отделочные этапы обработки; различного рода термические операции (нормализация, отжиг, закалка, от- пуск); нанесение покрытий, мойка и контроль. Перспективным путем снижения технологиче- ской себестоимости может быть использование методов обработки, позволяющих сократить или исключить определенные этапы технологиче- ского процесса. Так, на этапе заготовительного производства использование традиционных тех- нологий раскроя листовых материалов, таких как газопламенная [1], плазменная резка [2], со-