Исследование процесса автоматического управления сменой полярности тока в условиях гибридной технологии электрохимической обработки коррозионностойких сталей

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Введение. В различных отраслях промышленности все более широкое использование находят термообработанные конструкционные материалы с повышенными физико-механическими свойствами. К таким материалам относятся коррозионно-стойкие стали. Они применяются в машиностроении для изготовления деталей и узлов машин и механизмов, в нефтехимической и газоперерабатывающей отрасли, в производстве и переработке пищевых продуктов, в фармацевтике для изготовления медицинского инвентаря и оборудования и в медицине для изготовления протезов. В современном производстве наряду с традиционными методами интенсификации технологических операций применяют комбинированные и гибридные технологии обработки. Для обработки сложнопрофильных изделий возможно применение гибридной технологии электрохимической обработки, при которой периодическая электрохимическая правка алмазного круга осуществляется путем смены полярности тока, протекающего по цепи, непосредственно в процессе шлифования без применения дополнительной цепи правки инструмента. Одной из проблем, сдерживающих широкое практическое применение гибридных технологий в промышленности, является создание необходимого оборудования, сочетающего в себе основной вид механической обработки с дополнительными источниками энергии, способное работать в автоматическом режиме. Это ведет к необходимости создания специальных систем управления для организации гибридных и комбинированных технологий в условиях автоматизированного производства. Цель работы – повышение эффективности гибридной технологии электрохимической обработки коррозионно-стойких сталей за счет автоматического управления сменой полярности тока. Результаты и обсуждение. Для выполнения поставленной задачи нами разработано и изготовлено программируемое устройство для автоматического управления сменой полярности тока в электрической цепи. Оно может реализовывать поочередно два режима работы. Первый режим – электрохимическое шлифование детали. Второй режим – электрохимическая правка алмазного круга. Исследование процесса электрохимического шлифования образцов из стали 12Х18Н10Т и электрохимической правки алмазного инструмента с использованием устройства для автоматического управления сменой полярности тока проводилось на изготовленном нами стенде. Для оценки параметров качества обработанной поверхности проводились измерения микротвердости обработанных образцов на микротвердомере HMV-G21S, исследования микрорельефа образцов, полученного на сканирующем зондовом микроскопе АСМ Solver Next, и измерение величины шероховатости обработанной поверхности на профилометре модели 130. Анализ результатов исследования позволяет сделать вывод, что применение программируемого устройства позволяет автоматизировать процесс управления сменой полярности электрического тока без снижения показателей качества шлифования поверхности в условиях гибридной технологии электрохимической обработки.

Об авторах

М. А. Борисов

Email: borisovmgou@mail.ru
канд.техн. наук, Доцент, Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова, пр-т Московский, 15, г. Чебоксары, Чувашская Республика, 428015, Россия, borisovmgou@mail.ru

Д. В. Лобанов

Email: lobanovdv@list.ru
доктор техн. наук, Доцент, Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова, пр-т Московский, 15, г. Чебоксары, Чувашская Республика, 428015, Россия, lobanovdv@list.ru

А. С. Янюшкин

Email: yanyushkinas@mail.ru
доктор техн. наук, Профессор, Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова, пр-т Московский, 15, г. Чебоксары, Чувашская Республика, 428015, Россия, yanyushkinas@mail.ru

В. Ю. Скиба

Email: skeeba_vadim@mail.ru
канд. техн. наук, Доцент, Новосибирский государственный технический университет, пр. К. Маркса, 20, г. Новосибирск, 630073, Россия, skeeba_vadim@mail.ru

Список литературы

  1. Владимирова Ю.О., Шалунов Е.П., Илларионов И.Е. Расчет заготовки поршня из объемного наноструктурного материала на основе меди для машин литья под давлением // Теория и технология металлургического производства. – 2019. – № 2. – С. 29–36.
  2. Шалунов Е.П., Смирнов В.М., Урянский И.П. Износостойкие подшипники скольжения из наноструктурных материалов для мощных электродвигателей // Вестник Чувашского университета. – 2015. – № 1. – С. 131–139.
  3. Солер Я.И., Гайсин С.Н., Казимиров Д.Ю. Прогнозирование микрорельефа шлифованных деталей переменной жесткости из стали 13Х15Н4АМ3 при многопроходном съеме припуска // Вестник Иркутского государственного технического университета. – 2006. – № 1 (25). – С. 64–70.
  4. Grigorenko V.B. Applications of corrosion-resistant steel // Steel in Translation. – 2014. – Vol. 44, iss. 1. – P. 80–85. – doi: 10.3103/S0967091214010070.
  5. Совершенствование технологии формообразования высокопрочных стекловолокнистых композиционных материалов на полимерной основе / Д.А. Рычков, А.С. Янюшкин, Д.В. Лобанов, В.В. Базаркина // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2012. – № 3 (56). – С. 150–153.
  6. Аврелькин В.А., Купцов М.В. Использование усовершенствованных технологий, разработанных учеными Поволжья, на машиностроительных предприятиях Чувашской республики // Инновационные технологии в металлообработке: Всероссийская научно-практическая заочная конференция с международным участием, г. Ульяновск, 25 ноября 2018 г.: сборник научных трудов. – Ульяновск, 2019. – С. 158–163.
  7. Axial tool for the machining of composites / E.V. Vasil’;ev, A.Y. Popov, I.A. Bugai, P.V. Nazarov // Russian Engineering Research. – 2015. – Vol. 35. – P. 771–772. – doi: 10.3103/S1068798X1510024X.
  8. Плоское шлифование торцов колец крупногабаритных подшипников с требуемым качеством поверхности / В.А. Носенко, В.Н. Тышкевич, С.В. Орлов, А.В. Саразов // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Машиностроение. – 2014. – Т. 14, № 4. – С. 67–78.
  9. Прогрессивные машиностроительные технологии, оборудование и инструменты. Т. 5 / А.С. Верещагина, А.П. Возняковский, Т.Ф. Григорьева, О.Н. Кириллов, А.М. Козлов, А.А. Козлов, В.А. Лиопо, А.В. Мандрыкин, Б.Я. Мокрицкий, А.В. Морозова, Е.В. Овчинников, В.А. Панайоти, Д.И. Петрешин, С.А. Попов, Д.А. Прушак, А.Ю. Рязанцев, О.В. Скрыгин, В.П. Смоленцев, В.А. Струк, С.Ю. Съянов, О.Н. Федонин, А.В. Хандожко, Е.И. Эйсымонт: коллективная монография. – М.: Спектр, 2015. – 464 с. – ISBN 978-5-4442-0088-9.
  10. Чесов Ю.С., Иванцивский В.В., Птицын С.В. Технология, оборудование и инструмент для финишных операций // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2001. – № 1 (12). – С. 52–54.
  11. Integrated processing: quality assurance procedure of the surface layer of machine parts during the manufacturing step “diamond smoothing" / V.Yu. Skeeba, V.V. Ivancivsky, D.V. Lobanov, A.K. Zhigulev, P.Yu. Skeeba // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – 2016. – Vol. 125, iss. 1. – P. 012031. – doi: 10.1088/1757-899X/125/1/012031.
  12. Скиба В.Ю., Иванцивский В.В. Гибридное металлообрабатывающее оборудование: повышение эффективности технологического процесса обработки деталей при интеграции поверхностной закалки и абразивного шлифования: монография. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2018. – 312 с. – ISBN 978-5-7782-3690-5.
  13. Deep grinding of incomplete-cycle surfaces, with periodic straightening of the wheel / V.A. Nosenko, V.K. Zhukov, A.A. Vasil’;ev, S.V. Nosenko // Russian Engineering Research. – 2008. – Vol. 28. – P. 442–449. – doi: 10.3103/S1068798X08050109.
  14. Popov V.Yu., Arkhipov P.V., Rychkov D.A. Adhesive wear mechanism under combined electric diamond grinding // MATEC Web of Conferences. – 2017. – Vol. 129. – P. 01002. – doi: 10.1051/matecconf/201712901002.
  15. Bratan S., Roshchupkin S., Revenko D. Probabilistic approach for modeling electroerosion removal of grinding wheel bond // Procedia Engineering. – 2017. – Vol. 206. – P. 1426–1431. – doi: 10.1016/j.proeng.2017.10.656.
  16. Моделирование процесса стохастического взаимодействия инструмента и заготовки на операциях шлифования / С.М. Братан, В.Б. Богуцкий, Ю.К. Новоселов, С.И. Рощупкин // Наукоемкие технологии в машиностроении. – 2017. – № 5 (71). – С. 9–18.
  17. Nosenko V.A., Nosenko S.V. Deep grinding of titanium alloy with continuous wheel correction // Russian Engineering Research. – 2010. – Vol. 30. – P. 1124–1128. – doi: 10.3103/S1068798X10110110.
  18. Формирование поверхностных пленок при шлифовании твердых сплавов кругами на токопроводящих связках / Л.С. Секлетина, О.И. Медведева, В.А. Гартфельдер, А.Р. Янюшкин // Наука и техника Казахстана. – 2018. – № 3. – С. 96–106.
  19. Влияние СОЖ на момент трения при обработке резанием стали У8 / А.А. Ражковский, А.Г. Кисель, А.А. Фёдоров, Д.С. Реченко // Омский научный вестник. – 2013. – № 2 (120). – С. 111–114.
  20. Kozlov A.M., Kozlov A.A. Shaping the surface topology of cylindrical components by means of an abrasive tool // Russian Engineering Research. – 2009. – Vol. 29. – P. 743–746. – doi: 10.3103/S1068798X09070223.
  21. Смирнов В.М., Тимофеев Д.А., Шалунов Е.П. Дисперно-упрочненная связка на основе порошковой меди для алмазного инструмента // Материалы II-ой Международной научно-практической конференции «Современные технологии в машиностроении и литейном производстве». – Чебоксары, 2016. – С. 317–320.
  22. Bratan S., Roshchupkin S., Novikov P. Modeling the grinding wheel working surface state // Procedia Engineering. – 2017. – Vol. 206. – P. 1419–1425.
  23. Солер Я.И., Казимиров Д.Ю., Гайсин С.Н. САПР оптимизации чистового шлифования плоских деталей 13Х15Н4АМ3 переменной жесткости по критерию шероховатости // Новые материалы и технологии в машиностроении. – 2005. – № 4. – С. 127–134.
  24. Soler Ya.I., Kazimirov D.Yu., Prokop'eva A.V. Optimizing the grinding of high-speed steel by wheels of cubic boron nitride // Russian Engineering Research. – 2007. – Vol. 27, N 12. – P. 916–919. – doi: 10.3103/S1068798X07120180.
  25. Popov V., Rychkov D., Arkhipov P. Defects in diamonds as the basic adhesion grinding // MATEC Web of Conferences. – 2017. – Vol. 129. – P. 01003. – doi: 10.1051/matecconf/201712901003.
  26. Архипов П.В., Потапова Г.Е. Твердосплавные материалы и методы их обработки // Механики XXI веку. – 2012. – № 11. – С. 220–222.
  27. Деформации в технологической системе при шлифовании / П.М. Салов, В.Н. Цай, С.С. Сайкин, Д.А. Юрпалов, Т.Г. Виноградова, Н.В. Мулюхин, Е.А. Андреева, Е.В. Антонова, Д.П. Салова // Научно-технический вестник Поволжья. – 2016. – № 3. – С. 44–46.
  28. Борисов М.А., Лобанов Д.В., Янюшкин А.С. Гибридная технология электрохимической обработки сложнопрофильных изделий // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2019. – Т. 21, № 1. – С. 25–34. – doi: 10.17212/1994-6309-2019-21.1-25-34.
  29. Малышев В.И., Левашкин Д.Г., Селиванов А.С. Автоматизация гибридных и комбинированных технологий на основе модернизации станочного оборудования и выбора кинематических связей // Вектор науки Тольяттинского государственного университета. – 2010. – № 3. – С. 70–74.
  30. Борисов М.А., Мишин В.А. Влияние продолжительности импульсов тока на интенсивность электрохимического шлифования // Актуальные проблемы в машиностроении. – 2019. – Т. 6, № 1–4. – С. 48–52.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать


Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».