VI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2014

Толщина наплавки зависит от диаметра и скорости подачи электрода, скорости и шага наплавки. На практике для получения необходимой величины наплавленного слоя приходится выполнять несколько пробных наплавок, комбинируя уровни и интервалы факторов, с переменным успехом добиваясь их оптимального сочетания. Это приводит к увеличению времени, необходимого на выполнение самой наплавки (для выполнения пробных наплавок). Кроме того, поскольку заранее неизвестно, какова будет толщина дефектного слоя, наплавку, как правило, выполняют большей толщины, чем это необходимо для удаления дефектного слоя и получения требуемого размера. Толщина наплавленного слоя может в несколько раз превышать износ, что значительно увеличивает объем последующей механической обработки. Это также приводит к увеличению времени, необходимого на обработку наплавленной поверхности резанием.

Все вышеперечисленные факторы приводят к уменьшению производительности операции восстановления изношенных поверхностей, и как следствие – ее удорожанию и уменьшению эффективности. Поэтому была поставлена задача - найти метод определения режимов наплавки для обеспечения заданной толщины наплавки при условии, что припуск на обработку (т.е. дефектный слой) будет минимален.

Для решения поставленной задачи были произведены экспериментальные исследования влияния параметров режима наплавки на ее толщину и толщину дефектного слоя. По результатам проведенных экспериментов была получена регрессионная модель, которая послужила основой для получения оптимизационной модели для достижения поставленной цели – уменьшения припуска на обработку.

t_min= –0,343+0,0043V_пр+0,0155V_н–0,1593S–0,00025V_прVн–

–0,0055V_прS+0,0034V_нS+0,0001V_пр²+0,0831S². (1)

H= 3,1698+ 0,0384V_пр – 0,0996 V_н– 0,7741S–0,0005V_прVн+

+0,0054V_нS+0,00096V_н². (2)

По полученным моделям в среде MatLab 6.5 были построены трехмерные графики зависимости минимального припуска и толщины наплавки от скорости подачи электродной проволоки V_пр и скорости наплавки V_н для различных значений шага наплавки S (рис. 1.).

Рис.1. Зависимость минимального припуска от скорости подачи электродной проволоки V_пр и скорости наплавки V_н для различных значений шага наплавки S

Установлено, что с увеличением скорости подачи электродной проволоки увеличивается толщина наплавки и уменьшается толщина дефектного слоя. С увеличением скорости наплавки толщина наплавки уменьшается, а дефектный слой растет. При этом для большего шага характерны меньшая толщина наплавки и большая высота дефектного слоя. При малой скорости подачи проволоки и большой скорости наплавки дефектный слой полностью заполняет всю толщину наплавки, и применение таких режимов нерационально.

Таким образом, для получения наплавки с наименьшим припуском на обработку необходимо задавать как можно меньший шаг наплавки S с минимально возможными параметрами режима наплавки.

Диаграммы на рис. 2 следует использовать совместно. По диаграмме на рис. 2а следует определять минимальный припуск на обработку, а диаграмма на рис.2б необходима для выбора тех режимов, которые обеспечивают скорость наплавки и скорость подачи проволоки, исходя из требований к толщине наплавки.

а)

б )

 

Рис.2. Зависимость минимального припуска tmin (а) и толщины наплавки Н (б) от скорости подачи электродной проволоки V_пр и скорости наплавки V_н для диаметра электродной проволоки 2,5 мм и шага наплавки S=3 мм.

 

Для выбора оптимального режима наплавки необходимо учитывать множество факторов. На практике режим выбирается на основе имеющегося опыта и пробных наплавок. Поэтому в настоящее время ведется работа по разработке методики выбора оптимальных параметров наплавки, учитывающей противоречивые требования к обеспечению заданной толщины наплавки и минимального припуска.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Суслов А.Г. Качество поверхностного слоя деталей машин. – М.: Машиностроение, 2000. – 318 с.

2. Хасуй А., Моригаки О. Наплавка и напыление / Пер. с яп. В.Н.Попова. – М.: Машиностроение, 1985. – 240 с.

Код для цитирования: Скопировать