ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ

Аннотация
Рассмотрены вопросы выбора технологических схем тонкоструйной плазменной резки листовых конструкционных 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 оценкой точности реза, качества его поверхности, гратообразования на нижней кромке. Точность раскроя листовых материалов оценивалась по углу наклона кромок реза на поперечных шлифах, а качество обработанных 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 скорости 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. Ухудшение 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 конструкционной стали Ст3 не приводит к значительному гратообразованию на кромках реза во всем исследованном диапазоне скоростей.

Список литературы
1. Полевой Г.В. Газопламенная обработка металлов: Учебник для студ. учреждений сред. проф. образования / Г.В.Полевой, Г.К.Сухинин. — М.: Издательский центр «Академия», 2005. — 336 с.

2. Попилов Л.Я. Электрофизическая и электрохимическая обработка материалов: Справочник – 2-е изд., перераб. и доп._М.: Машиностроение, 1982, 400с.

3. Григорьянц А.Г., Соколов А.А. Лазерная резка металлов. М.: Высшая школа, 1988, 127с.

4. Афонин Ю.В., Ермолаев Г.В., Малов А.Н., Малов Н.А., Оришич А.М., Шулятьев В.Б., Печурин В.А., Филев В.Ф. Экспериментальное исследование газолазерной резки малоуглеродистой стали // Тр. 4-ой Междунар. конф. «Лазерные технологии и средства их реализации». С-Петербург, 2003. - С. 47-54.

5. Григорьянц А.Г., Шиганов И.Н., Мисюров А.И. Технологические процессы лазерной обработки: Учеб. пособие для вузов / Под ред. А.Г. Григорьянца.- 2-е изд. стереотип.- М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2008, 664с.

6. Рахимянов Х.М. Моделирование процессов тонкоструйной плазменной резки для обеспечения точности формирования криволинейных контуров / Х.М. Рахимянов, А.И. Журавлев, А.А. Локтионов, А.Х. Рахимянов // Научный вестник НГТУ, 2009 - № 4 (37) – С.123-134.

7. Рахимянов Х.М. Влияние технологий тонкоструйной плазменной резки на формирование шероховатости поверхности реза / Х.М. Рахимянов, А.А. Локтионов // Современные проблемы машиностроения: Сб. науч. тр. 7 Междунар. науч. – техн. конф., Томск, 11-13 нояб. 2013 г. – Томск: Изд-во Томского политехн. ун-та, 2013. – С.349-353.

8. Рахимянов А.Х. Теоретические и экспериментальные исследования теплофизических процессов при тонкоструйной плазменной резке листовых материалов / А.Х. Рахимянов // Высокие, критические электро – и нанотехнологии [Электронный ресурс]: Всерос. науч. – техн. конф.: программа конф. – сб. трудов конф. – Тула: ТулГУ, 2011. – 1 электрон. опт. диск (CD-Rom). – Загл. с этикетки контейнера.

9. Локтионов А.А. Повышение эффективности листового раскроя в заготовительном производстве / А.А. Локтионов, Х.М. Рахимянов // Инновации в машиностроении: Тр. 3 междунар. науч. – практ. конф., Барнаул, 26-28 сентября 2012 г.

10. Локтионов А.А. Тонкоструйная плазменная резка как эффективная технология в заготовительном производстве / А.А. Локтионов, В.В. Захаров // Наука. Технологии. Инновации: Материалы Всерос. науч. конф. молодых ученых, 2-4 дек. 2011 г. – в 6 ч. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2011. – ч.2 – С.29-30.

11. Рахимянов А.Х. Исследование обрабатываемости стали Ст3 методом тонкоструйной плазменной резки / А.Х. Рахимянов, К.Х. Рахимянов, С.В. Шопф // Ползуновский альманах. – 2012. – Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2012. - №1 -  С.121-124.

12. Рахимянов Х.М. Анализ погрешностей формообразования при тонкоструйной плазменной резке металлических материалов / Х.М. Рахимянов, А.А. Локтионов // Современные проблемы в технологии машиностроения: Всерос. науч. – практ. конф., посвященная 100-летию со дня рождения профессора Муханова И.И.: Сб. тр. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2009. – С.151-153.

13. Handbuch zum Thema Plasmaschneiden [eine elektronische Ressource] / Werkstatt Ausrüstung Leitner Josef. – Salzweg, 2002. – 66 s. – Zugriffsmodus: htpp://www.wal-austria.at/pdf/wissenswertes/handbuch_ plasmaschneiden.pdf – Der Titel Bildschirm.

14. Локтионов А.А. Износ расходных элементов плазмотрона при термической резке листового материала / А.А. Локтионов, Х.М. Рахимянов, А.И. Журавлев // Жизненный цикл конструкционных материалов (от получения до утилизации): Материалы докладов II Всерос. с междунар. участием науч. – техн. конф. (Иркутск, 25-27 апреля 2012 г.) / под ред. Профессора С.А. Зайдеса. – Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2012. – С.61-65.

15. Х.М. Рахимянов. Влияние износа расходных элементов на точность формообразования при тонкоструйной плазменной резке / Х.М. Рахимянов, А.А. Локтионов // Обработка металлов: Технология. Оборудование. Инструменты. – 2011. - № 4 (53) – С.14-18.