Введение к работе
Актуальность работы. Проблема продления ресурса сменного оборудования метизных агрегатов, является одной из актуальных задач в современном метизном производстве. Рассматривая в работе как единое целое «агрегат-инструмент-заготовка», и решая проблему продления ресурса сменного оборудования (инструмента) можно увеличить объем выпускаемой продукции, при этом снизить ее себестоимость, а также уменьшить затраты на приобретение или изготовление инструмента применяемого при ее производстве Одним из решений данной проблемы является разработка новых, малозатратных технологий изготовления или восстановления инструмента с существенным увеличением его стойкости.
Сменное оборудования метизных агрегатов (в работе особое внимание уделено отрезным ножам и пробивным пуансонам) в процессе работы подвергается интенсивному износу, и для повышения его износостойкости применяют различные методы модификации поверхности. Однако достаточно высокая энергоемкость и себестоимость большинства известных способов снижают технико-экономическую целесообразность их применения.
В последнее время для повышения износостойкости деталей пар трения используют малозатратный и высокоэффективный способ нанесения антифрикционных покрытий: плакирование гибким инструментом (ПГИ), разработанный учеными магнитогорского государственного технического университета. На наш взгляд, разработка эффективных технологий проектирование и изготовление режущего инструмента повышенной стойкости с использованием этого метода является весьма важной и актуальной задачей метизного производства
Цель работы - продление ресурса сменного оборудования метизных агрегатов на основе моделирования процесса изнашивания и использования нового метода финишной обработки - плакирования гибким инструментом различными антифрикционными покрытиями.
Научная новизна работы состоит в следующем: - предложена методика прогнозирования текущего износа и определения допустимого срока службы сменного оборудования метизных агрегатов на основе энергетической гипотезы изнашивания твердых тел Крагельского И.В. с использованием энергетического показателя изнашивания (J3");
разработана математическая модель процесса изнашивания сменного оборудования метизных агрегатов, позволяющая прогнозировать величину износа в любой момент времени его эксплуатации, а также предельный срок службы;
экспериментально-аналитическим методом определены значения энергетических показателей изнашивания для отрезных ножей и пробивных пуансонов (J'"- без плакирования и j* - после плакирования рабочих поверхностей);
на уровне изобретения разработан новый способ плакирования изделий секционным инструментом и математическая модель для его описания;
теоретическими исследованиями определены рациональные режимы плакирования, прогнозирующие повышение срока службы сменного оборудования не менее чем в 1,5 раза.
Практическая ценность результатов работы заключается в возможности использования следующих результатов:
нового способа плакирования с использованием секционной конструкции плакирующего инструмента (свидетельство РФ на полезную модель № 27999) для формирования покрытий толщиной 5...1000 мкм;
нового устройства (патент РФ на полезную модель №32719) для формирования наиболее эффективных композиционных медьсодержащих покрытий;
пакета прикладных программ для ЭВМ, позволяющих прогнозировать рациональные режимы плакирования для расчета ожидаемого повышения срока службы сменного оборудования метизных агрегатов.
Реализация работы в промышленности.
Для сменного оборудования метизных агрегатов (отрезных ножей, пробивных пуансонов) разработана конструкторская и технологическая документация для его обработки способом плакирования секционным инструментом.
В четырех цехах Магнитогорского метизно-металлургического завода проведены промышленные испытания опытных партий плакированного инструмента, которые показали увеличение их срока службы в 1,2...2,5 раза.
Апробация работы. Основные положения диссертации были доложены на международной научно-практической конференции "Инженерно-техническое обеспечение АПК и научно-технологические станции в условиях реформирования", Орел, 2000 г.; на V Всероссийской научно-практической конференции "Современные технологии в машиностроении", Пенза, 2002 г.; на международной научно-практической конференции "Современные материалы и технологии-2002", Пенза, 2002 г.; на VI Всероссийской научно-практической конференции "Современные технологии в машиностроении", Пенза 2003 г.; на "1, 2 и 4-ой международной научно-технической конференции молодых специалистов, инженеров и техников ОАО "ММК", Магнитогорск, 2001,2002, 2004 гг.; на ежегодных научно-технических конференциях МГТУ, Магнитогорск 2001-2005 гг.
Публикации. Основное содержание диссертации изложено в 15 статьях. По результатам работы получены свидетельство и патент РФ на полезные модели.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов, списка литературы, включающего 127 наименований. Работа содержит 163 страницы машинописного текста, 54 рисунка, 32 таблицы и 7 приложений.
Похожие диссертации на Продление ресурса сменного оборудования метизных агрегатов на основе моделирования процесса изнашивания и применения плакирования рабочих поверхностей
