По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 621.951.7

Оценка энергоэффективности резьбонарезания метчиками

Иванина И. В., канд. техн. наук, доцент, МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, 105005, Москва, 2-я Бауманская ул., д. 5, e-mail: i-ivanina@yandex.ru
Древаль А. Е., д-р техн. наук, профессор, МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, 105005, Москва, 2-я Бауманская ул., д. 5, e-mail: dreval@mail.ru

Рассмотрены критерии оценки энергозатрат, применяемых в технологии резания при операции механической обработки. Предложена методика определения и сравнительной оценки энергозатрат на примере технологической операции — нарезания резьбы машинно-ручными метчиками. Определена функциональная связь показателя энергоэффективности со скоростью резания при нарезании резьбы метчиками. Получены уравнения, связывающие параметры резания с энергетическими затратами. Выбран энергетический показатель на основе физического принципа «минимума действия», позволяющий с позиции энергоэффективности выполнить анализ альтернативных вариантов построения технологической операции механической обработки.

Литература:

1. Грановский, Г. И., Грановский, В.Г. Резание металлов. — Москва: Высшая школа, 1985. — 304 с.

2. Остафьев, В.А. Диагностика процесса металлообработки / В.А. Остафьев, В.С. Антонюк, Г.С. Тымчик. — Киев: Техника, 1991. — 152 с.

3. Старков, В.К. Физика и оптимизация резания металлов / В.К. Старков. — Москва: Машиностроение, 2009. — 640 с.

4. Силин, С.С. Оптимизация операций механической обработки по энергетическим критериям // Станки и инструменты. — 1999. — №1. — С. 16–17.

5. Карпов, А.В. Снижение энергетических затрат при обработке заготовок деталей машин лезвийным инструментом: автореф. … канд. техн. наук. — Москва, 2005. — 18 с.

6. Лурье, А.И. Аналитическая механика. — Москва, 1961.

7. Большая Советская энциклопедия. — Т. 8. — Москва: Советская энциклопедия, 1972. — 592 с.

8. Гусарев, В. С., Яровий, Ю.В. Енергетичнi критерii в технологii машинобудування // Вiсник Чернiгiвського державного технологiчного унiверситету. — 2015. — №2 (78). — С. 80–84.

9. Грановский, Г. И., Жихарев, Е.В. Стойкостные исследования машинных метчиков из различных марок быстрорежущей стали // Резание и инструмент. Труды МВТУ им. Н.Э. Баумана. — Москва, 1975. — № 178. — С. 77–85.

10. Литвиненко, А.В. Разработка и исследование способов повышения надежности машинно-ручных метчиков. Дис…. канд. техн. наук. — Москва, 1987. — 239 с.

11. Древаль, А. Е., Литвиненко, А.В. Критерии оптимального износа машинных метчиков // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. — 2012. — №1. — С. 60–66.

12. Матвеев, В.В. Нарезание точных резьб. — Москва: Машиностроение, 1978. — 85 с.

Cнижение энергетических затрат при механической обработке существенно определяет рентабельность и конкурентоспособность продукции металлообработки. Поэтому техникоэкономическая оценка технологического процесса должна включать методику расчета энергозатрат и выбор энергетических критериев для возможности сравнения альтернативных технологий изготовления деталей машин и оценки уровня потребляемой энергии при варьировании технологически управляемыми параметрами процесса резания.

В основу энергетических критериев — меры энергозатрат при обработке резанием, как правило, положены удельные показатели энергоемкости — отношение энергии, затраченной на срезание стружки, к массе стружки:

или к объему удаляемого материала:

где: Ne — эффективная мощность резания, кВт; S — подача, мм/об;

t — глубина резания, мм; V — скорость резания, м/мин, m — масса срезаемой стружки, кг [1, 2].

Энергетические критерии оптимальности резания предложены в работе [3] для решения задач назначения технологических условий обработки деталей из труднообрабатываемых материалов, где на основе дислокационно-энергетического подхода к процессу резания для черновой обработки предложен критерий удельной энергоемкости, а для чистовой — энергетический критерий качества, определяемый плотностью энергии деформирования, накапливаемой поверхностным слоем в процессе резания. Оба критерия связаны с пластической деформацией обрабатываемого материала и инструмента, упрочнением в зоне обработки, износом инструмента, тепловым режимом, качеством поверхностного слоя детали. В работе [4] предложен энергетический критерий, характеризующий собой тепловую активность стружки по отношению к выделяющейся в зоне резания теплоте; в качестве критериев оптимизации технологических методов обработки поверхностей в работе [5], на основе структурной модели трансформации энергии в зоне резания, получен комплекс показателей энергетической эффективности лезвийной обработки, определяемый отношением потенциальной энергоемкости обрабатываемого материала к удельным энергозатратам.

Для Цитирования:
Иванина, Древаль, Оценка энергоэффективности резьбонарезания метчиками. Главный механик. 2020;5.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: