автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.01, диссертация на тему:Повышение производительности и стойкости инструмента при высокоскоростном прерывистом резании горячего металла путем предельного увеличения толщины среза

$$ о з. й а

ыоакиадшй ордша труд сшо красного знамйш

стшошютр/шшташш институт

На правах рукописи

л

к.т.н. Ы1Ы Юрий Ефимович

%

1г,

шщжше пш13всдатнош и ск&косш мглттт ЦШ ВЬССКОСКСРОС'ШШ ШЕНШШЖЫ ЖШШ ГОРЯЧЕГО ЫЕТАЛЛА Ю"Ш,1 ЛРЭДШШГО УВЕЛИЧЕНИЯ ТОШЩШ СРЕЗА

1!пац«аяьн001'ь 05,03.01 - Есюцзоац махашчоакой и физико- тахштоной обработай, отанки и ансирумнг

АВТОРЕФЕРАТ диссеркздш на оошкащв ученой см-епвви цокюса технических даун

Ыосишз - 1992

Работа выполнена во Всесоюзном научно-исследовательском и проектво-конструкторском институте металлургического машиностроения г.Москва. Официальные оппоненты:

д.т.п., проф. Каналов B.C. д.г,я., проф. Верещака Л.С. д.т.н., проф. Шаторян М.А. Ведущее предприятие ПО "Электростальтяямаш" г.Электросталь

Защита состоится "2/ »¿1Ир£4л( 1992г. а I / чао. на заседания спвциачизированного совета Д 063.42.01 Московского ордена Трудового Красного Знамени стагао-инструментального института по адресу: 103055, Москва, Вадковский пор., д. За.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского станкоинструментального института за месяц до 8ащиты.

Ваша отзывы в 2-х экземплярах, заверенные печатью учреждения, просим направлять в Совет по указанному адресу; Автореферат разослан " 0 " ¿¿Orf/M*1- 1992г.

Ученый секретарь специализированного совете к.ф.м.н.,доцент

В,А.Бубнов

íFmSq з

Г.лЛЕМ f

- ; общая характеристика работы

. i..írr-гj

' Актуалыюогь проблаш, В наотоящаа враця пород отечествен шш ьшвшностроошгом отонт задача соэцашш новых революционных технологий и конкурентоспособных na мировом ринке машин, обес£ь чивапцих высокую эффективность производства и качество проиэво-дшой продукции.

Для обеспечения конкурантоспоообноогя отечественных машин ш мировом ринка прейдя всего необходимо, чтобы они по осиовниы тонюлогкчеокш параыограы существенно превосходили зарубалние аналоги. В олучаа резания горячего металла в условиях поточного производства на пилах горячей разки (ИГР J та ¡um параметрами яь дяются производительность процесса резания и стойкость ино груши те, так как poor мощностей прокатных агрогатов, повышенна качества продукции, расширение оа сортамента во многом определят--ся именно этими парапетрами режущих ыашин.

Для решения проблемы производительности лрл разка горячего ыагалла в условиях поточного производства шобходшло прежде виеги сократить время раза до минимально возможного зтчения. Наиболее эффективным путам сокращения в рома ¡ni pasa является применение предельных режимов раэашш, отличаицихоя разним, по о равнению a традиционными пилами горячей рейки, повышением толщины срази, при сохранении высокой скорости резания (иоряцка 100 м/о).

Олшко определенна предельных режимов резания на разрывно связано с выявлением огранячанлЛ, накладываемых разрезаемым си-чанаем, инструментом и иашиной, что и свою очораць связано о проблемой ощидагшшн знвргосиловнх параметров процеооа и отсй-кооти инструмента. Оирацолание этих гираштров и сознательное назшгшшш ролгиши ризакшт невозишт без количаотвэнного описания процессов нлаитичиский деформации и разрушения, мронохо-

дящих в зона отружкообразования и на контактных поверхностях ш огруыэнга, и определения наиболее важных параметров этого ппо-цеоса: напряжения сдвига, температуры контактных поверхностен, интенсивности радиального износа, уоловий обэспечения плаотп-чеокой прочности вершины зуба.

Следует озметить, что ввиду большого количества исоладут факторов решение проблемы определения предельных рекимов и опт> мизации технологических процеооов рсзашш металла не может огрг ничитьоя только эмпирическими подходами и требует Т00р9Т1ГЧеСК01 осмысления. Однако имевшиеся в данной области исследования hooj преимущественно экспериментальный характер и проведены для вес! ограниченного диапазона рекимов резания и разрезаемых оечений, что на дает возможности охватить на поставленные выше вопрооы.

Таким обрезом, аналитическое определение энергосиловых параметров резания и стойкости инструмента и выявление на этой (м нова предельных режимных параметров резания горячего ыегалла я их оптимизации представляет актуальную задачу, решение которой позволит значительно повысить гехничэокий уровень отечественны пил горячей резки и их конкурентоопоообнооть на мировом рыпко.

»4

Работа проводилась автором в отделе режущих машин ВНИИ-МЕШАШ и связана о выполнением координационных планов научно-иооледовательоких работ миниогеротва тяжелого машиностроения СССР (Направление 308), планов по созданию новой техники для машиностроительных и металлургических заводов, а также ежегодных планов НИР ВНШМЕШШ (номера roo.регистрации Г.Р.61020506 Г.Р. 81020582, Г.Р.798П319, Г.Р.01830045141 и др.).

Целью ta боты являатоя повышение производительности и стой кооти инотруманта при высокоскоростном прерывистой резании горячего металла путем предельного увеличения толщины ореэа на

основе тоорапгчеокого и окоперишнтального определения предельных режимов ¡лзашш и их оптимизации.

Научная новизна работы заключается н раакштоН физическом природа предельной товдиш среза и установленной внутренней ьаа. имосвязи между физико-моханическиш своНстваииразрезаемого металла , параметрами нас тру мента и продольными режимами выоокосьо-ростного прерывистого резания горячего металла, па основе когорт разработана методика выбора оптимальных режимов резания, при актирования и расчета высокопроизводительных пил горячей разкн, обеопачиванцая иииимальяую энерговыкость процесса резания, высокую производительность и стойкость иис тру цента при минимально возможной уровне нагрузок, деНствущих ¡1а г.ишину.

Магоды госледований:

- теоретические' исследования знаргосиловых параметров рз-зания и с той ко. ти инструмента с использованием дислокационных мододаИ физической теории пластичности и численных методов о примешишем зш;

- эксивриыенталыша исследования в лабораторных и проыш--лешшх условиях с иопользовашкш современных методов тензометрии.

Практическая ценность и реализации результатов работы заключается:

1. В разработка новых способов разашя горячего металла зубчатыми дисковыми пилами (а.о. И 693843, а.с. 1{ 859034,

а.о. * 1386393, а.о. # 1513708).

2. В разработка ряда оригинальных конструктивных решений пил горячей резки (а.с. И 435С46, а.о.® 471959, а.о. «565782, а.о. « 772759, а.с. «1537420; патенты: США 113982456, Австралии М49М66, Ниошш №27447).

3. В создании на база проведенных научных исследований, при непосредственном творческом участш автора, высокопроизвсдоь

тельной технологии рэзания горячего металла зубчатыми пильными дисками, обеспечившей по сравнению о традиционными релшла-ми работ ПГР сокращение временя раза с десятков оакунд до сотых-десятых допей секунды, увеличение секундной производи тольвсгати о 2000...8000 до 500000 мм^/о, увеличение максимального размера разрезаемого сечения о круга 270 до круга 350,., 360 мм, улучшение качества торца и повышенна стойкости пильных диоков о I...25 до 100...200 площади разрезанных оеча-ний,'онижвние энергозатрат в 3...4 раза, существенное улучшение условий труда и уменьшение загрязнения окрунапцеА среда.

Дм ооущеоталвния этого технологического процеооа резания по техническим проектам, разработанным при непосредственном творчеоком участии автора, в СССР изготовлено и внедренр о выше 30 единиц высокопроизводительных роторных пил горячей резки модели РР типоразмеров 1200, I60Q, 2000, 2500, 2500/2000 При этом автор негооредотванйо учаогвовал во внедрашш и освоении деояти гояовшх образцов пил.

На акопорт поставлены:

1. Роторная пила 1600 - 2 шт., CP Румыния

2. Роторная пила 2500/2000 7 от., CP Рушния

3. Роторная шла 2500 - I шт., 'ф, "Ниппон Стил? Япония

4. Роторная пила 2500/2000 - I шт., ф. "Ниппон Стил", Япония.

Высокопроизводительные роторные пилы горячей резки, поставленные в Японию; заслужили высокую оценку $ирмн~заказчика "Ниппон Отил Корпорейшн", так как они многократно превосходят зарубежные аналоги по-нроизводйтельнооти процесса резания и отойкооги инструмента.

За учаотие в этой работа, куда вошла ооновная часть попаданий диссертации, автор удоотоеа звания лауреата премии Совета Миншгров СССР (работа "Создание и широкое промышленное внедрение новой технологии н высокопроизводительных пил горячей резки проката", 1964 г.). Среднегодовой экономический эффект от внедрения этих пил составляет около 2,5 ылн.руб.

Апробация работы. Материалы диооертационноЛ работы докладывались и обсуадалтоь на заседаниях секции НТС ВНШШЕШАШ по машинам обработки проката, на заседаниях кафздш резания ыате-риалов МОССТАНКШа, кафедры технологии машиностроения Грузинского-технического университета, на зарубежном семинаре "Советские технологии" в Японии (г.Токио, IS9I г.), на отраолавой конференции до отделке проката (г.Енакиево, 1982 г.), а также на технических советах и совещаниях на металлургических комбинатах, заводах тяжелого машиностроения и в проектных организациях: на Челябинском ыогаллургнчаоксм к$Винате, Таганрогском металлургическом заводе, ыетзавода им. А.К.Сарова (г.Серов), Руставском метзавода, Днепровокда металлургическом комбинате ны. Ф,Э.Дзержинокого.(г, Днепродзержинск), Нижне-Тагильоном металлургическом комбината, металлургнчооком заводе "Серп и Полот" (г.Москва), ПО Электроатальтяжмаш, G<t НПО ВНШШЕТМАШ, Старо-Краматорском машзевода.

Публикация, Основное содержание диссертации ш/ублоковано в 26 работах (включая 9 авторских свидетельств).

Структура п объем работ». Диссертация состоит из введения, восьми глав, основных выводов, списка попользованной литературы и придохашш, Матерная диооертации изложен на 343 страницах luimuoLiunnoto текста, вклшаег 38 иллюстраций. Список иснояьзопашшй литератущ содержи? 188 наименования. Общий объем работы поставляет 377 отраииц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе дан обзор работ, затронувших та или иные вопросы повышения производительности,определения энергооидо-вых параметров процосоа резаная л отсйкооти инструмента не пилах горячей резня. Проанализированы данные ряда авторов: Л.Рота, К.Кодрона, Н.А.Соболевского, Г.Гоалендера, Н,И. Шеф-теля, А.И.Целикова, В.Ф.Вольфа, Т.Н.Лоладзв, С.А.Серегина, С.М.Барановокого, В.В.Татараикова, В.П.Литвиненко, В.М.Михалева, М.Седауи, П.В.Филиппова, А.М.Ыаокилвйсона, Н.И.Крылова, Н.И.Голубанко, Н.Г.Бойденко, А.А.Ищенко, Н.Н.Баранова, В.А.Лукина, В.А.Паявева, а также фундаментальные теоретические работы, овязанше с резанием холодного металла на станках.

Анализ показал сгедуодде:

- Процвсо резания на традиционных пилах, волвдотвие относительно малой скорости подачи к высокой скорости резания, приближался к продесоу трения. Скорооть лодачж в »тих работах изменялась or 2 до 100 т/о, скерооть резания - от 60 до 100 м/о. Время раза составляло 3...30 о соответственно для круга 80...270 мм. Шаг зубьев - 12...24 им. Соответственно диапазон толщин орава составлял: 0,0005...О,033 мм. Удельное сопротивление резанию (удельная сила резания) колебалоаь, по данным различных авторов, от 150 до 997 кг/W*, в отно-иение радиальной оилн к окружной - от 5 до 16.

- Несмотря на вывода ряда авторов (например, Н.А.Соболевского, А.И.Целикова, В.Ф.Вольфа, Т.Н.Лоладзе) о преимущеогвях реботн на повыв» нечх толщинах о ре за, ягзмокнооть оутротиоиного

повышения скорости подачи представлялась пало реальной из-за высоких значений знаргосиловых параметров процесса резания. Том но менее в лнторатуре но было прямых экспериментальных подтвор-яденнй невозможности повыыения скорости подачи. Поэтому, несмотря на кажущуюся неперспективное ть пил горячей резки, в кандидатской диссертации автора было впервые проведено экспериментальное исследование, в результате которого была доказана возможность резкого (на насколько порядков) увеличения скорости подачи на пилах горячей резки. При этом было установлено, что при увеличении скорости подачи удельное сопротивление резанию уыеньиается, соответственно уменьшается работа резания, совершаемая диском, а так как время раза сокращается до десятых и даже сотых долей секунды, то.сам роз совершается за счет кинетической энергии вращакщихся масс.

На основании этих исследований, при активном творческом участии автора, были разработаны и внедрены в СССР головные о пытно-промышлешше образцы высокопроизводительных пил горячей разки (ВПГР) для резки сортового проката.В более поздних работах Н.И.Голубанко, Н.Г.Е0йденко, А.А.Йценко сфера применения ВПГР в СССР была расширена* соответственно на резку заготовок, труб и фасонного проката.

Однако для широкого распространение ВПГР в отечественной промышленности, и особенно для выхода их на мировой рынок, необходимо решить целый рад новых проблей, обусловленных тенденциями развития современного прокатного производства и теш жест-кили требованиями, которые предъявляет мировой рынок к машинам, поставляешь щ экспорт. К .числу этих требований относятся:

- значительное увеличение размеров разрезаемых сечений по сравнению с достигнутым уровнем (о круга 270 до 350 им);

- существенное расширение требуемого температурного диапазона резки (500..Л200°С);

- расширений, сортамента разрезаемых материалов в сторону специальных и выоокопрочных марок сталей и одлавов;

- жаотккэ требования. к качеству торца и отоёкоотн инструмента ;

- обеспечение высокой надежности и бесперебойности в работе шш в условиях массового поточного производства при одновременном обеспечении высокой производительности процесса резания и снижения удельной металлоемкости и энергоемкости пил;

- сокращение сроков поставки, в частности за счет оперативного решения технических вопросов.

Для решения этих вопросов необходимо иметь комплексное научно-техническое обеспечение процесса проектирования БПГР, вклю-чалцеэ в себя научно обоснованные методики определения оптимальных режимов резания, энергооиловьсс параметров, оптимальных параметров инструмента в ооковянх конструктивных параметров пилы.

Следует, однако, отметить, что особеншотью пил являетоя весьма широкий спектр факторов, влияхтих ва исходные данные для проектирования: толщина ореза, скорооть резания, вид разрезаемого сечения, «иыооотав разрезаемого материала, его температура, профиль губа, степень его изнооа и т.д.,'а также большой диапазон их изменения. Поэтому при приыенении только экспериментальных методов, требуется проведение огромного количества дорогостоящих экспериментов и больших затрат времени, что в конечном итоге затягивает ороки ооздания новых машин, а также ошдашт оперативность в решении технических вопросов при поставка ятих машин на экспорт.

В связи о этим возникает задача но только экспериментального обобщения полученных результатов, но и теоретического их осмысления. В то яэ время агалкз литературных денных по воем затронутым вопрооам приводит к еладующим выводам.

1. Существующие аналитические методики определения знаргс оаяоэых параметров резания используют модели, на учитывающие конкретные уодовия резания на ВПГР: резкое повышение толщины ореза при сьорооти резания посадка 100 и/о, разное поведение металла в горячем и холодней ооотояяиях, влияние инерционных и тепловых эффектов в процессе резания.

С другой отороны, при определении сопротивления деформации авторы втих работ используют шлуэмпирическне формулы, которые по луче ш при скоростях двфоцаацаи, на превьшавдих I02 Однако окорооти деформации при резании находятся в диапазоне 10^...ю' о-1 а правомерность экотраподяцше на несколько порядков такие вызывает серьезные сомнения.

Таким обрезом, назрела необходимость разработки такой та еретической модели прерывистого высокоскоростного резания горячего металла, которая соответствовала бы условиям резания нь повышенных окоросгях подачи.

2. Остается открытым воароо о возможности дальнейшего повышения толщины среза и соответственно максимально возмоиных скоростях подачи на пилах горячей разки. Для выяснения этого вопроса а обоонованного выбора оптимальных ражив< 1 резания ш обходимо проведете специального иоследова!.ля.

3. Имеициеся в литературе йкоперилентальные данные по вн<ф гооиловым параметрам резания при повышенных скороотях подачи получены в лабораторных условиях и носят ограниченный характер, Для дальнейшего оовершешизоваиия ВПГР необходимо знать преыыи

лонные значения этих параметров с учетом конкретных усвовий эксплуатации.^Существующие эмпирические методики выбора толщины диска носят весьма приближенный характер. С целью уменьшения отходов металла в стружку и сокращения расхода энергии при резании необходимо разработать уточненную методику, позволяющую определить минимально возможную толщину диска, а также оптимальные шаг, профиль зуба, в зависимости от конкретных условий резки.

5. В предыдущих работах содержатся весьма ограниченные данные о стойкооти пильных дисков ВПГР, совериешо недостаточные для дальнейшего развития этого направления, особенно для решения задачи выхода ВПГР на мировой рынок, где требования

по стойкости инструмента и качеству торца ставятся весьма четко.

Для решения проблемы стойкости инструмента и качества торца необходимо проведение как теоретических исследований процесса нагрева и износа вершины зуба, так и изучения экспери-монтальной картины стойкооти пилышх дисков в лабораторных и промышленных условиях, в зависимости от вида разрезаемого се-(чения.

6. Имэвдиаоя в литература данные о надежности и работоспособности пил горячей резки относятся главным образом к традиционным пилам горячей разки. Для дальнейшего совершенствования методик расчета и проектирования ВПГР необходимо изучение опыта промышленной эксплуатации и освоения головных образцов этих пил.

Таким обррзом, назрела необходимость теоретического обобщения опыта исследования, проектирования, освоения ВПГР и дальнейшего развития этого направления.

Во второй глава изложены результаты исследования по определению продольной толщины среза и энергосиловых параметров резания при повышенных скоростях подачи. Для решения проблемы производительности при резке горячего металла в условиях поточного производства необходимо правде всего сократить время раза Tpgg до минимально возможного значения. Время раза, зависит от окорооти подачи в радиальном направлении îfj : Тргз В свою очередь: где - диаметр разрезаемой

заготовки; Q , \j , fj - соответственно толщина ораза, скорость резания, шаг зубьев.

Тогда Три ~dits/(av) (I)

Диаметр разрезаемой заготовки ц шаг зубьев являются заданными параметрами, возможность значительного повышешш окорооти резания ограничена допускаемыми шШряжяниями в пильном диске от центробежных сил. Поэтому основным путем уменьшения времени раза в нашем случав является резкое повышение толщины среза.

Факторы, ограничивающие толщину среза, можно разбить на две основные группы: I) ограничения, накладываете разрезаемым сечением; 2) ограничения, накладываемые инструментом и машиной. К первой группа факторов можно отнести жесткость разрезаемого сечения и качество торца. В случае резки труб и фасонных сече-длй толщина среза будет ограничиваться кясткоотью сечения, так как при слишком больших го гада нах среза будет происходить омятие гошоотенного сечения. В случае резки сплошных сечений пределы увеличения толщины среза не ясны. Ко второй группе mo.v-но отнеоти ограничения, накладываемые пильным диском (при очень больших толщинах ореза вследствие увеличения сил резания могут происходить поломки зубьев или потеря устойчивости полотна диака), а также ограничения, зависящие от прочности узлов ма-

шины: дискового вала, подшипников дискового вала и т.д.

Тдккм образом, задача определения оптимального значения толщины среза и соответственно выбора оптимальных режимов высокопроизводительного резания горячего металла неразрывно связана, о одной стороны, с выяснением вопроса о предельной толщине среза, а с другой - о определением спл резания и сопоставления их о несущей способностью инструмента и механизмов пилы.

Для определения предельной толщины среза были проведены эксперименты по резанию горячого металла на устаЁке с одним зубом, шигирукщиы работу зубьев пильного диска. В процессе этих экспериментов замерялось отношение объема образующейся стружки к объему прорези (^/(¡р, в зависимости от отношения толщины среза к толщине зуба ). Эксперименты показали, что при увеличении отношения О /& евние 0,5 объем образующейся стружки становится меньше объема прорези, а при й/б в 0,6...С!7 отружкообразованив практически прекращается.

С теоретической точки зрения, это явление, по-вгапаюму, объясняется тем, что по мере увеличения толщины среза соответственно увеличивается отношение р / § и процеос резания начинает переходить в продеео вдавливания пластины в пластичное тело. При этом материал начинает вытесняться в зоны, находящиеся обоку от плаогины и процесс нормального отруякообразо-ванш нарушается.

Таким образом, в качеогве предельной толщины ореза целесообразно принять значение О « 0,5 § , о другой оторош, для обеспечения возможноетп работа при больших толщинах ореза шаг зубьев по о равна шло о обычными пилами должен быть увеличен, исходя из условия овободного размещения атружки во впадине между зубьями: = \fspSKi (¡з 0 ' где Кэ - коэффициент запаоа по

1'5

заполнению падины. Зная толщину среза и шаг зубьев пильного диска, можно определить возмоаную скорость подачи. Для типичных условий резания на БПГР (Кд = 2,5, & = 7...10 мм, V= 80... 120 м/о, di в 80...350 ш) диапазон максимально возмокшх по условию нормального струккообразования скоростей подач колеблет-оя в пределах 4...7 м/с (240000...420000 км/мин). При этом время раза не будет превышать сотых долей оекушш.

Для выяснения энергоспловой картины резания при таких ско-роотях подачи были провопены теоретическое и экспериментальное исследования. При увеличении подачи процесс резания на пилах горячей резки приближается к процессу высокоскоростного фрезерования, Поэтому при теоретическом исследовании в качестве исходной принята аналитичаская зависимость Т.Н.Лоладзе, связыва-идая нормальное напряжение и касательное действу-

ющими на переднюю поверхность острого зуба с передним углом о напряжением сдвига Тс , для случая свободного резания при

максимальном трении по передней поверхности:

- {2)

= Lc ' (3)

Учитывая, что усилие розания достигает установившегося значения уже в самом начале процесса образования струакн, для начальной стадии процесса, когда длина контакта l/t пршзрно равна толщине среза, для простейшего случая (У« 0) получаем:

Рг=2,еТйа& (4) (5)

Соответственно №

гда ß - толщина зуба; ^ - удельное сопротивление резашш.

С учетом бокового резания, инерционной ооотовляидей и составляющей силы трения по задней поверхности зуба удольноо со-

противление резанию можно представить в виде суммы:

Г (г)

о„_г (*)

где - фаска износа по задней грани; У ~ скорость резания; £ - плотность деформируемого материала;^ , коэффициент трения на задней поверхности зуба, нормальное напряжение на задней грани зуба (находим методом экстраполяции на нулевую толщину ораза). Для талого зуба имеющего наклонную фаоку и застойную зону на передней поверхности, а также фаску изнооа на задней поверхности, формулы для определения сил розанпя принимаюот более сложный вид:

Рг = [¿Л Те (а-т„) + ^ ) тн +

^¿грЫ + и т*-1%Гь]б <*>

где ГПН , ^ - соответственно выоота и угол наклона фаски на передней поверхности зуба. Напряжение сдвига Тц , входяцее во вое вышеприведенные формулы, завиоит от температуры Т, степени деформации £ и скорости деформации разрезаемого материала £>.

Для определения орэдних значений <£ и £ попользуем метод равенства удельной работы деформации при резании я одноосном нагружении

^ . а

Расчетную температуру в зона деформации определяем о учетом теплового эффекта деформации:

(13)

иРСг

где Кн - коэффициент, учитывающий напряженное состояние;

Ст~ удельная теплоемкость материала заготовки.

Для определения напряжения сдвига при резании по стандартным методам испытания материалов на растяжение (сжатие) в качество исходной физической модели била использована кинетичеокая модель индивидуальных перескоков атомов из одного равновесного положения в другое под действием приложенного напряжения и термических флуктуаций, лежащая в основе метода Мак-Грегори, Фишера. При этом термофлуктуационное напряжение зависит от абсолютной температуры Т, постоянной решетки с/ , дебаевской частоты » ореднвй частоты переококов атомов в процессе пластической деформации £п и энергии активации Е :

— "Г* ' __Д

= . (14)

ПРИ зтом угф в Ц/^

где К - постоянная Больцмана; . Пр - постоянная, зависящая от типа кристаллической решетки; К - газовая постоянная; Тпл -температура плавления, К; На - число Авогадро.

При плаотичэской дофодаацни реальных крио.^ллоп и сплавов напряжение сдвига складывается из дислокационной состявляицей Т3 (напряжение перемещения диа локаций по решетке без учета препятствий) и термофлуктуационной ооатавлящей Тг<ц . необходимой для термоактивируемого иреодоления движущимися дислокациями эффективных препятствий (точечных дефектов, карбидов, границ зерен и т.п.), т.е.

=(/-с)Т*+с£го (15)

где С - доля структуры решетки, вылолнявдей роль эффективных препятствий для дислокаций:

где £т , Со ~ соответственно предел текучести, сопротивление материала пластической деформации в зависимости от <5 при статических испытаниях; - мекатоглное расстояние; - приращение общей плотности даю локаций. .

Напряжение £э прямо пропорционально требуемой энергии перемещения дислокаций в соседнее равновесное положение:

^ _ <1?), при этом £п

где р - плотность подвижных дислокаций; Е__ - энергия пере-ыещения дислокации в сооеднее равновесное положение, приходящаяся на длину дислокации, равной межатомному расстоянию ЙА - атомный радиус.

Величина связана со скоростью деформации £ зависимостью:

> £

Г»** "Шсо^ ' (18)

где оС - угол наклона поверхности сколькения к направлению нормального напряжения.

Для определения величины Дд используем принцип минимальной энергии дафодаации. (Из воех возможных вариантов пластического течения реализуется вариант, требующий минимальной затраты энергии):

д (19)

•дл»

Для опрвделеш1яч£начала используя систему уравнений (16), (19), находим величину С для известного состояния, о затем по си-отоме уравнений (15), (19) определяем Сс для других скоростей дефосмаций и температур. При больыи! скоростях деформации, характерных для резания, ¿/тг»"^ Тогда:

(21)

Для прикидочных расчетов можно определить с по (16) (при этом принять Ю4 и найти £<: по (15), не решая систе-

мы уравнений.

Таким образом, по описанной методика -можно, не производя высокоскоростных испытаний, определять напряжения сдвига при высоких скоростях дефорлации, если известны мвханичеокиа свойства при статических испытаниях.

Сопоставление рассчитанных по вышеприведенной методике теоретических значений 6С с известными в литературе экспериментальными данными для широкого диапазона металлов и сплавов (железо,Армко, Стали: 15, 100X6, 12Х18Н9; Алюминий, Медь, Никель, Молибден, Вольфрам и др.) показало ¡ос хорошую сходимость.

В целом теоретическое исследование'энергооиловой картины резания показало олоцупдае.

- По мере увеличения толщины среза (Я/§< Р I). вследствие уменьшения составляющей трения удельная сила резания уменьшается, приближаясь к постоянному значении ллаотичо-кой составляющей. Однако при дальнейшем увеличении толщины среза (0/£>О,5), вследствие увеличения оостввлящой бокового резания удельная сила резания начинает снова увеличиваться. Таким образом, об-

ласть минимальных значений удольяоЯ силы резания и соответственно удельно!; работы резания заключена в диапазона Q /ё - 0,1..0,5.

г Скорость деформации, прямо пропорциональная скорости резания, входит в выражение для определения налряжания сдвига под знаком натурального логарифма, т.е. влияние скорости рэзашш на величину напряжения сдвига ограничено. С другой стороны, инерционная составляющая удельной силы резания в диапазоне 80...120м/с сравнительно невелика. Таким образом, в указанном диапазоне вли-' яаие скорости раза.ния будет сравнительно набольшим. Однако при дальнейшем повышении скорости резания инерционная составляющая значительно увеличивается к удельная оила резания будет увеличиваться более интенсивно, т.е. максимальная скорость резания не должна превышать 120...140 м/с.

- Наиболее сильное влияние га энергосиловые параметры оказывает температура деформируемого маториала, коэффициент С -зависящий главным образом от содержания нарбвдов в разрезаемой отали при температуре разки, и передний угол Y •

Поэтому для уменьшения энергооиловьсс параметров резку следует производить при максимально возможных температурах, при переднем угле ¡fs 0. При этом нельзя допускать образования наклонной фаот на вершине зуба, что равносильно резанию с большим отрицательным передним углом. Далее было проведено сопоставление теоретических значений энергосиловых параметров резания о экспериментальными данными.

Исследование энергосиловых параметров резания проводили на лабораторной пиле с круговым движением подачи, а также на установка для резания горячего металла одним зубом. Разрезаемые сечения: квадраты 35x35...160x180, трубы 0 32x3...0 76x5, окоро-оти подачи 0,5,..6 м/о, Скорость резания 0,5.,.140 м/о, толщина

<тоза 0,05...7 мм (при тошгна зуба 10 мм). Температуря резания 20,..1200°С. Материал разрезаемых заготовок - стали углеродистые и легированные, При реяании пильным дноком усилио измеряли га максимально облегченном сялоизморителыюм супиорто, снабженном меолоэами с даклоеишми проволочными датчиками, Выбор оптимальных параметров силоизмерктельной систем» производили путем моделирования процесса нагружения измерительной системы с помощью ЭВМ. Величиш динамической ошбкп изменения не превышала 1%.

При резанип на ус та попке с одним зубом проволочные датчики наклеивались ля топо сичага, несущего рояущий эуб. Динамическая оиибка при г)тем на провисала 3... 12%. Запись усилил производилась с помощью осциллографа 11-117 чороэ усилитель ТЛ-5. Контроль температуры разрозаомой заготовки производился с помощью хромоль-аяюмелевой те рг/.опа т 1ХАП-5.

Кроме лабораторных исследований были проведены проикилон-ныо исследования энергосиловых параметров резания на ВПГР о дио-ком 2000 мм. Разрезались квадраты 137...280 км, круга 0 150... 210 мм. Из углеродистых и легированных оталей, при температуре 760...1СОО°С. При этом замерялись скорости вращения, сила тока, напряжение, мощность двигателей пилы , п по специально разработанной расчетной методика определялись эноргосиловые параметры процесса резания. В процессе проведения лабораторных п промышленных исследований были определены наиболее общие энергооило-вые параметры - удолмия сила резания (удояьная работа резания) и отношение радиальной силы к окружной (омовение/О. в зависимости от толща»/ среза, скорости резания, температуры» химсостава разрезаемого материала и геометрии рожущого зуба.

Как показали эксперименты, по мерз увеличения £ величина ^ уменмоотол по гиперболической зависимости; причем, начиная

о а /ё - 0,1 вплоть до предельного отношения = 0,5, в&-

личина удельного сопротивления резашш остается практически постоянной. Так же по гиперболической завис ил ости меняется отношение К, При этом для эталонного режима (£ = 10 мы, V = 100ы/о,

= 0, разрезаемый материал Ст 3 при температура 850°С) зависимость удельного сопротивления резанию от толщины среза описывается эмпирической формулой:

у =(¿/0 + §■) 9,8 н/ммг (22)

При этом скорость резашш в диапазона, характерном для пил горячек розни (80...120 м/с), практически но влияет на силовые параметры резания.

Температурная зависимость удельного сопротивления резашш в принципа похожа на аналогичную зависимость при стапгческих испытаниях, но кодичеегьонно ьдияние температуры в условиях резашш более ограничено. Так, при повшшши температуры углеродистой стали с 20 до 650°С величина уменьшается только в 2,4 раза, а при повышении температуры с 850 до 1200°С С^ уменьшается только на 40%, Бцло такке исследовано влияние хншетавз и реально!! геоштрин везущего зуба по мера его затупления на силовые параметры резания. При этом установлено, что в промышленных условиях в зависимости от химсостава и реальной температуры разрезаемых сталей и степени затупления зуба величина по сравнению о эталонным режимом мовет увеличиться в 3...5.2 раза. Сопоставление теоретических данных о экспериментальными показало их хорошее совпадение. При этом полученные экспериментальные данные были объяонены с теоретической точки зрения.

В третьей главе приведены результаты исследований по определению оптимальных параметров шшышх дисков. При увеличении

2 я

скорости подачи возрастают усилил резания, увеличилается объем снимаемой одним зубом стружки. Поэтому переход к повышенным скоростям подачи потребовал пересмотра традиционных конструкций дисков пил горячей розки. В первую очередь необходимо было определить минимально возможную толщину диска, так как от толциш диска в прямой пропорщш зависят усилия розалия и отход металла в стружку. Для решения этой задачи было проведено экспериментальное иссяодованио устойчивости полотна пильного диска, которое показало, что усилие Р^р , выдерживаемое диском до потери устойчивости, вырагается зависимостью:

Р - ^ (23)

Г*Р~ 3 (^)Ок

где Е,^ - соответственно модуль Юнга и коэффициента Пуансона}

а ■ - волотина консоли.

Также были проведены эксперименты по оценке прочности и. устойчивости зуба при условиях нагружения, соответствующих большим толщинам среза, на основании которых был разработан оптимальный профиль рояущего зуба - с отрицательным передним углом -5...-15° и.криволинейной задней поверхностью, обеопочи-ваэдой рапнопрочноеть по высоте зуба. Для определения необходимых прочностных параметров вершины зуба и выбора оптимальных материалов и их термообработки было использовано соотношение Т.Н.Яоладзе (при допущении О'^яуО):

Соответственно необходимая прочность вершины зуба выражается уравнением

где £эг - предел текучести материала диска при отатии.

Для типичных условии розааия горячего, метил ла на повышенных скоростях подачи этому соотношению удовлетворяют легированные стали 50Г, 50ХФ, 65ХШ при твердости воришш зуба 48...52 1КС,

В четвертой глава приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований стойкости пильных диенов при повы-шишшх скоростях подачи. С теоретической точки зрения, стойкость зубьев высокоскоростных дисковых пил, работающих при скоростях риэаш'ш 30...100 м/с, в значительной мере определяется условиями их нагрева и охлаздения в процесса резания. Для определения температуры вершины зуба необходимо правде всего определить температуры контактных поверхностей зуба (парадней и задней).

В процессе резания контактная поверхность подвергается одновременному воздействию температуры и касательного напряжения. Рассматривая процесс скольжения на контактной поверхности как процесс пластической да}юдаации и разрушения микронеровностой при одновременном повышении их темпаратуги и используя зависимость иевду напряжением сдвига и скоростыз деформации, моашо температуру повархносги контакта Тп определить, решая оиотеыу

у синений:

ИГ

р —

Лиочветственно относительный рациальннй износ контактной поверхности можно ирецатавить в виде

где - напряжение одвпга раэреэое?<!ого материала; Л/ ,СГ/ ,

, TQ - копфУгаитант теплопроводности, удельная теплоемкость, плотность и начальная температура материала инструмента; Sj , cf^ , ripjt - мекатомное расстояние, параметр кристаллической решетки, коэффициенты, учитывающий тип роветки (ОЦК или ГЦК), анергия активации материала инструмента;^^ , Cj - сред1шя плотность подвижных дислокаций, доля карбидных включений материала инструмента; ¿ »cf^, ^ - оредняя скорость деформации, предельная степень пластической деформации микронеровности, приводящая к ее разрушению, путь скояьжания до разрушения микронеровности на поверхнооти иготрумента; \/ef¡ - скорость скольжения; £ - отношение фактической площади контакта (®Ж) к номинальной; Кр - коэффициент, учитывающий разделение тепловых потоков мекду инструментсм и заготовкой; д/? - ородняя высота разрушаемых микронеровноогей.

Величины: I -TTp/?c¿ Í Кр - I + ii; ]/Cg^V/H9i Ah «te 20 г!м, гдо 'üfp - касательное напряжение трения; Aj¡ -коэффициент теплопроводности разрезаемого материала; V ' ~ ок<>" рость резания; Кц - коэффициент усадки стружки.

Зная температуры контактных поверхностей, могло определить температуру вершиш зуба. При доследовании температурного поля реяущого зуба наибольший интерес представляет зона, прилегающая н рокущей нромке (на расстоянии порядка толщины среза по перод-пей%эске иэнооа по задней поверхнооти), так как в этой зоне происходит пераевчениэ тепловых потоков от передней и задней поверхностей зуба.

Учитывая, что в случае шеокоапоросгных дисковых пил передняя и задняя поверхности расположены под прямым углом, можно температуру на большом удалении от контактных поверхностей для

малого времени контакта принять неизменной и рассматривать эти зоны зуба как пассквнш границы. В этом случае можно рассматривать действие каздого теплового потока отдельно, а конечный тепловой эффект находить, складывая алгебраически действия обоих потоков, т.е. применить принцип суперпозиции. Учитывая, что температура контактной поверхности при высоких скоростях резания

с

очень быстро (примерно за 5.10 с) достигает установившегося значения, можно принять ее постоянной. Тогда двумерная задача заменяется решением двух одномерных задач - награва бесконечного полупространства, на поверхности которого поддерживается постоянная температура Тп: ^у

Ж

при граничных условиях 1-го рода 1=0 Т = т0

х = 0 Т = Тп (29)

х.оо кя0 т,т0

Решеш1в этого дифференциального уравнения можно представить в виде: Т = Тп + # (Т0 - Тп>, при этом

где 6} Р0 - параметр температуры, критерий Фурье; / - длина среза; х - расстояние от поверхности до рассматриваемой точки; аг - коэффициент температуропроводности.

П0оле прохода по разрезаемому металлу зуб попацает в зону водяного охлаждения, Приближенный расчет.температурного поля при охлаждении, вершины зуба можно произвести методом конечных разностей в сочетании о вышеупомянутым методом суперпозиции, что цает возможность упростить методику расчета. Уравнение теплопроводности а этом случае выгляиит следующим обозом;

ШШ = 0г ЭгГ(ш (30)

а ъ — ах2

Прп граничных условиях третьего рода:

вде - коэффициент теплообмена;

Тс - температура окружающей среды.

Как показывают расчеты по вышеприведенным методикам при

к

резе углеродистых сталей, после первого вхождения зуба высокая температура, близкая к температуре плавления разрезаемого материала локализуется непосредственно у поверхностных слоев и резко опадает по море удаления от контактной поверхности. Поело прохода зуба через зону водяного ох'лакдешш температура контактной поверхности оуцостпекко уменьшается, в внутри зуба происходит процесс выравнивания температуры по сечению за счет теплопроводности, т.е. аккумулирование тепла внуть зуба. Однако зуб не успевает полностью охлащггьоя до темпера туш окруяанцей . ореды, и при каждом последующем вхонденил объемная температура зуба будет выше, чем при предыдущем, И полное охлаждение зуба монет произойти только в период маяеду разами.

Учитывая, что по мере увеличения времени контакта происхо-

I

дит выравнивание температуры в объеме зуба, пря изучении тепловой посадки в качества расчетного значения слодут принять оред-пш температуру зоны, прилегащей к рояущей кромко. С другой сторо!Ш, о погрошноотью в сторону запаса можно пренебречь охлаждением зуба в период меязду вхождениями, так как в этот период, как било оэтлечено выше, не происходит полного охлаядеши вершины зуба. Тогда определение средней температуры вершины зуба от каждого теплового потока могло сделать по шшеоледукцим оиалнтичеокнм формулам;

Я (ш}

г - ¿Ц*.. л. ... . / „АА. /чт%

Св--у-> ¡-рц-аттъ (31)

^Г _ площадь разрезаемого сечения; Д - товдшш ораза;

2) ^ ~ Дия^тр» 111311 зубьев диска.

Соответственно средняя объемная температура вершины зуба в зоне, прилвгащей к режущей кромке, при одновременном действии тепловых; потоков от парадней и задней поверхностей зуба будет равна: «— (32)

где ивдеко "п" отшоитоя к передней, ивдзко - к занней поверхностям.

Зная сроднш температуру вершины зуба, можно уолоана со-ранения пластической прочности вершиш зуба представить в ела-цующем виде:

пт

тП ^

У®

У9

При выполнении этого уоловия огойиооть диоке в суммарной чдыдади разрезанных сечений выражается уравнением:

с -ма1Ы1— ¡зз)

ъ зиц/^г)

Результат вышеописанного теоретического анализа указываы ^ то, что изшм зуба и ооотватотванно стойкость диска подчиняются экипотвшщаяьной зависимости. Это означает, что при небольшом изменании иохоцшх данных результата но стойкости шинного диска будут резко меняться. При этом оообо сильное или яниа оказывавт параметры, входящие в показатель экспоненты: напряжения оцпига разеваемого иавдриаиа, анергия активации нате-

риала инструмента, величина Cj, характеризуйся содеггаание карбидов в кристаллической реситко материала инструмента, температура контактной поверхности инструмента.

Таким образом, для повышения стойкости инструмента необходимо:

- По возможности уменьшить напряженно сдвига разрезаемого материала. На практике это может быть достигнуто путем сокращения времени на реэ и вспомогательные операции, что позволит разрезать прокат при более высоких температурах.

- Применение в качество материала инструмента сталей о повышенным значением коэффициента С, т.е. дисперсионно твердеющих сталей или близки к ним. При этом материал инструмента, наряду о высокими механическими свойствами» доллон обладать большой теплопроводностью, точнее - большим значением произведете -Д'Cff а также большой ударной вязкость».

- Снизить температуру воршины зуба за счет регулирования

режима работы. Наиболее эффективным путем стоивши температуры

зуба d условиях высокоскоростного прерывистого резания является

работа на максимально возможных толщинах среза, порядка 1...5мм.

t

При этом cyi.raap.4oо время контакта зуба с разрезаемым материалш

•з л

за время одного роза сокращается до 10 ...10 с, а за весь период работы диска не превышает нескольких секунд.

Подбор оптимальных режимов резания и параметров инструмента позволяет избегать тепловой посадки вершины зуба (появления наклонной фаики на вершине зуба) и обеспечить высокое качество торца. Однако при этом надо учитывать еще. специфические особенности резки раз летных сочоилй. С этой целью были проводе ны промышленные исследования стойкости инструмента и качество торца при резка заготовок, труб, фасонного проката я особокрупных сечений (квадрат 320 мм). '

Проведенные исследования позволили многократно увеличить стойкость пильных дисков по о равнению о традиционными пилами го-рячаИ резки (о I...25 до 100...200 иг разрезанных сечений).

В пятой главе из локона обобщенная методика определения оптимальных режимов резаная и проектирования высокопроизводительшх иил горячей резки. Походя из требований мирового рынка, при опре-цснюшш оптимальных реюшов резания были приняты следующие критерии оптимальности:

~ высокое качество торца н стойкость инструмента;

- высокая производительность и надежность работы;

- минимальная удельные энергоемкость и материалоемкость;

- минимальное загрязнение окружающей среды;

- минимальный расход,пильных дисков.

В хода анализа этих критериев было установлено, что для их шлюлнания требуется разрезать прокат при шкоиыально возможной ютцина среза, и соответственно - скорости подачи; но при этой цшшны быть учтены ограничения, накладываемые уоловиеы нормального стружкообразования, прочностьи инструмента и ышины, запаооа шш'ичэокой энергии диска, кеоткосты разрезаемого сечения:

- по условию нормального стружкообразовашш

а«* 0,5*; (34)

по прочности зуба;

по прочности — ; ф (36)

но впадине зуба: ■ Ц ** (37)

но кинетической энергии диска

- по устойчивости разрезаемого сечения:

-«""» <39>

- фасонный прокат „ 1

где Гц, >[£¿9 - соответственно критические уоилия, допуо-кавмыо зубом, наиболее нагруженным узлом машины, жеоткостыо разрезаемого сечения; - отношение работы резания и кинетической энергии дискового вала; у $ - маховый момент диокового валя, диаметр диска.

Выведены зависимости и построены графики для определения оптимальных режимов резания в различных случаях резки.

После определения оптимальных режимов резания расчет ведется в следующей последовательности:

- выбор диаметра пильного диска:

где Д, - диаметр планшайбы; Д, г Дг -зазоры;

- определение расчетной длины ореза: I — Не/соЗ^

где Нс - высота сечения; С05£ - угол наклона режущей кромки диска;

- выбор шага зубьев: ^■¡^^Од^аТ'

- определение, оптимальной толщины пильного диска:

У яви

где Ку - коэффициент запаса; К0 - коэффициент, учитывающий температуру п хпмостав материала заготовки, степень звтупленпл яуба.

В случае разки труб и фасонного проката толщина диска определяется путем рашанил с по тещ трех уравнений:

. \

- Расчет эноргоскловых параметров. Усилия резания: Моменты от сил резания, действующие на диск ( М ) и водило (Ь^)

= Т-^г, Мё = Т£§

где £ - угол встречи.

Работа резания Ад ; совершаемая диском,

Требуемый маховыИ момент {¿Щ дискового вала:

Шг = 7/50 « к* и

1>да П^ - скорость вращения диска; - отношение работы резания к кинетической энергии дискового вала. Ориентировочная мощность А£ двигателя диска

где - время восстановления скорости вродения; Д^ - иощнооть холостого хода,

- Рабата двигателя водила А&

Ае~ А!

- Требуемый маховый момент механизма ьодила

Щш&Ш.

ориентировочная мощность двигателя водила

А/

гце ^ • рантео водила; - скорость вращения водила; -арамя разгони водило; £ - к.п.д. механизма вращения водила.

Долее выполняется тепловой раочат пагрева зубьев (по ф-чзг 3'/, }1 ), тепловой расчет подшипникового узла дискового тп, п тигля необходимые расчоты ла прочность узлов пилы.

В шестой главе описаны результаты промышленных исолвлоеляр" а изучения опыта эксплуатации головных образцов внсогопропзвгчп» тельных пил горячей резки.

На основе проведенных работ была разработана гамма внпог.г производительных пил модели РР: 1200, 1600, 2000, 2500, 2500/РПН для резки сечений от круга 90 до круга 350 мм, а также яовот ян оомпроязводательное оборудование участка резки.

В седьмой глава приведены технико-экономические показатели применения высокопроизводительной технологии'резания, которая я уоловиях поточного производства позволяет:

- увеличить производительность линии резки в .1,5,.,2 разя;

- увеличить стойкость пильных диоков в 3...4 раза и соответственно сократить нх расход;

- уменьшить расход электроэнергии, затрачиваемой при резз пин в 2...3 раза;

- резко сократить длительность действия шума;

- более эффективносутилизироввть отружку, вследствие увеличения ее толщины;

- увеличить размер разрезаемой заготовки я номенклатуру разрезаемых сталей и сплавов.

Среднегодовой зТфжг для внедренных ВПГР составляет 2,5 млн. руб.

В восьмой главе дано сопоставление технического уровня ВПГР о зарубежными аналогами и опилен опыт проектирования и поставки

пил РР 2500 и РР 2500/2000 в Японию.

Указанное сопоставление показало, что высокопроизводительные

ялн горячей резки превосходят зарубежное аналоги по производители; ■»; п ропеоса резания и стойкости инструмента, и могут успешно конкури-апоть ип мировом рынке.

0Щ1Е вывода

1. На база кинатмко-дислокационного подхода решена науч-проблема аналитического определения анаргосиловых параметров процеоса и износа инструмента и раачата на втой оонове предельных режимных паранетрои высокоскоростного прерывистого резания горячего металла, обеспечивающих высокий технический уровень и конкуоенгоспоообноогь отечественных шш горячей резки ад мировом шика.

2. Установлено, чти предал повышения юшщш ореэа при резании горячего металла определяется нарушением процеоса нормального отруккосбразсвания при отношении толщины среза к толщина пильного диска более 0,7 вследствие парохода прописан резания в процесо вдавливания олаотшш в пластичную среду.

3. При исследовании внергоошзовых параметров резашш установлено, что удельная знаргоаыкооть процесса высокоскоростного резания горячего металла зависит от огиошония толщины среза к толщине зуба рэкущего диска. При атом область шь шша лышх значений удельной силы резания и соответственно удельной работы резания заключена в диапазоне отношений тонтины о ре за к толщина зуба, равного 0,1... 0,5.

4. Разработанная о использованием экспериментальных исследований и кииетикр-цнилокадаошшх ¿.юдолей 4»зичаокоИ теории пластичности аналитическая методика определения напряжения сдвига и сил резания при высокоскоростной резании горячего металла позволяет моделировать и оценивать анергооииоьые параметры нроцаоса для широкого диапазона металлов и оплавив с кубической решеткой, в зависимости от тоадшш среза, с ко роста резания, темшратуш разрезаемой ааго-гоики и шошт.ыт |&>д.у--щего дшка.

5. Выполнен теоретический анализ условий работы, нагрева п кзнооа зуба пильного диска при вноокоакоростном прерывистом резания горячего проката о большими толщинами среза. Установлено, что при повнпюпии толщиш среза до I...5 мм при окорооти резания 80...100 ы/о суммарное время контакта зуба о горячи.» металлом в пориод рззаипя уменьшается до Ю-"3... КГ* о, сootbgтствэнно резко умйньшаотоя сумиа.ршй путь контакта во время реза, что предотвращает паграв вершины зуба.

В сочетании о однаврэманиым уменьшением удельной силы резания, происходящим вследствие увеличения толщины среза, вто обэопе-чивает необходимую пластичоокуп прочность верзшш зуба и стсЛ-■ кость пильных дшкав, изготовленных из обычных легированных ora лей типа 50Г, 50ХФ, в5Х7ЛХ>.

6. Предложенная модель скольжения разрезаемого металла по контактной поверхности инструмента, при одновременном воздействии на нее теплового потока и каоатольных напряжений, позволяет теоретически определить температуру поверхности контакт и рздиалышй извоо вершины зуба, сформулировать условие обв-опечения длаотлчео.кой прочности взршииы режущего зуба и опро-делить стойкость инструмента при проршзиотом резании горячего металла,

7. Предложенный, экспериментально и теоретически обоснованный полный диапазон возможных высокопроизводительных режимов рзэания горячего прокати зубчатыми дисковыми пилами отличается многократным, по сравнению о известными в мировой практика значениями, повышением скорости подачи (до I...7 м/с) при внеокой окорооти резания (80...120 м/о). При этом дотвдга-ется стойкость инструмента я резко сокращается время реза.

8, Ризр^соганнзд Аштодика euöopu сптшалышх' цзликши v<¡~ jt4iü¡;i, 1ЦЮйК'1иршйшш и юсча-га виоокопроизъйдт-йяьпш лил i'útuíMóii (мзки zipoima ооаслкшшадт шшшальиуь ашргишшлли ироцлюа разаиия, ьиоокую нроизводшелыанмь и игоНоа-п. ин-сируионш при минимально ьоэоожнод y pua на шгруъок, дейсту-

iiiiUX ÍU4 IiiUy.

à. На оошви ироведешш коиияаиса поаскш-ых iiay iíu<¡/l> ¿оьысяыиих paóov БШВ1ЫЕ1ШШим в содрудеоодц с ишшьослиы r^jit-иш.ш а металлургическими оааодаш1 спшш, ¡ipu шиш>чш учшгдии аьтора создан высоко1Н«лшоа;ибдъшв *охноло1'йЧ«кишн iil>uUdOo резания горячего проката зуйчамаш ¡шииьш, ооосиичш» üüitt uü cipaauiäftsuü 0 "¡pt^uiludhlftjtam ptíüilwuuü 1.зд0ш iiiuí гоцнчьй разки он; радение ыкшош роза до o&'jux дося'ил додай гикушш, yiiúiiíHtiíina секундной вроизводтедьнйсти, увеличении ькншщиль iiuxu ра.зшрч разрезаемого сеч«аид, улучшении качешьц аорца ы iifcbtuiúiuití стойкости иидьшг дшков» ииамвииа oiiúpioaavpaj в 3 4 раза, эшчш'мьше улучшении yeiiuimfl труда и уиааьшашс! зш'^нзнйшя окружающий среди.

10. Дан исущаса'вдышд иреднииншш ü ■huüüümül-ич¿клано ирь цваьв реванш разработай» таш ьиопкоьрймзводтидьних шш iopiNöb разки (мцдапи IP), iipuBocxoiUuuix зируОакша шшаига но ирииэшлдайяънми-п процесса разания л тонкости шип-рупии i¿4 и осуществлено шс юирокоа ирсшшдышм внедрит« (о вша 30 шыто в ОüCP и за рустом, ь 'iом Ч1Ы«6 б uhuu usjüyauu капи-талиоTiHuoKux странах, mv Ллишч.

Основные положения диссертации изложены в работах:

1. Крылов H.H., Кям Ю.Е. Резка горячего металла диорорш'п зубчэтнмл пилами при поименных окороотях подачи, //трудн В1Ш-МНГШШ, 1966. - № 10. - С. 174-179,

2. Крылов H.H., Ким Ю.Е. Усилие резания на пилах горячей разки при повышенных окоростях Подачи/ЛШИНЮШТЯШАЩ. Метал яургичосное оборудование, 1969. - ü I-69-I4. - С. 30-33.

3. А.о. 234405 (СССР). Пила для розки проката / Н.И.Крнпг^-D.E.KjjM, Б.В.П0пов, П.И.Сидоров. Опубл. в Б.И., 1969, » 2.

4. Крылов Н.И., Кгм Ю.Е,, Смирнов B.C. Исследование процесса резания шз пилах горячей резки при повиданных скорости* подачи. Труды ВНПШЕШШ, 1970, Л 26, - С. 138-146.

5. Крылов Н.И., Крм D.E., Петичвв Ä.H. и др. Виооиопрорч водите лыке маииян для резки пропота, //Сталь, 1970, - Ii 5. -С. 441-443.

6. А,о. 378425 (СССР). Готройотво для тер.шчоскоП обр^отк" зубьев дисковых пил / Ю.Е.Ким, H.H.Крылов, В,А.Пялевв и др. Опубл. в Е.И», 1973, П 19.

7. Ким D.E., Бадаев В,А., Щербинин В.П. Автоматическая иовко для закалки зубьзв дисйовкх пил. //Станки и инструмент. • 1975. -ЛИ.- С. 34.

8. Крылов Н.И., Шлленко Б.П., П0пов Б.В., Сумсгатй С.Н., Ким Ю.Е, ВыЛопроизподи телышя ро торги о пилы для резки гордого 'проката. //сталь. - 1977. - И. - С. 8I&-82I.

9. A.c. 565782 (СССР). Пияа для резки проката / И.И.Крижя», Б.В.П0пс®, С.Н.Сумский, Ю.Е,Ким, А.А.Игавнко, В.Л.БаРбаров. Опубл. в Б.И., 1977. - » 27,

10. А.о. 593043 (ССОР). Способ резки горячего прокати дисковой пилой / Н.И.КеШов, Б.В.Попов, С.Н.Суиский, Ю.Е.Ким, II.M.Баранов, А.А.Ищвнко. Опуб/г. в Б.И., 1978. - » 7.

за

11. Крылов Н.И., Голубанко H.H., Кем D.E. Экопершлеитадыша ичи«ьдова!ша в промышленных условиях анэргооиловых параметров рьалм крупного горячего проката высокопроизводительной роторной lmuoü./'Г0уды ВНШШЫАШ, 1979, Я 48.

12. А,о. 77275Э (СССР). Пила для разки проката /H.H.Крылов, u.b.ltönoB, С.и.Суыокай, У.Е.Кш, А.А.Ищешш. Олубд. ь Б.И., bbü, J» 39.

13. Ищвнко A.A., КцЫ Й.Е. Определенна сптиыалыш раьимов m.iuiu роторных иил горячей резкк/^Вилл.. 1рШЧЦ, 1981, J» I, -.). 41-45.

1-1. Кш D.E., Лщенко A.A. Иоолв.цовбииа процесса poäi;u тои-uиихаиiius. труб роюршша аиваид/И13веотия БУЗоВ. - Черная иатал-uypt-ua, 1981. -- U I. - С. 69-71.

Id. Киы Hj.E, , Ищвико А.&. Бубор толщины дисков пил хирячай puaiiü HpoKaTü/'lt3B6QTttii ВУЗов. - Ыйшшнютроеша, IBM. - К II, ■ ii. 126-129.

16, Кш И.Е., Ищашя) A.A. Уцалиа резшшя дисковыми пилаьш, lijüiii. ЦШШЧМ, 1931. - »24. - С. 24-25.

IB. A.c.. 8S9034 (СССР). С'шооб резки гоцичвго Ывгалла вуб-üхой дисковой силой У-11,И.Крылов, Б,В.П0лов, (¡"„Н.Суцикий, ЖЕ.КцЫ, Б,С.Ицкитин, Б.П.Шиаенко. Опубд. в Б.И., 1981, Ю2.

18, Кии U.E., Иранки A.A. Дисковая пила. //Ызишноотроенай, ¡Ъой, & 2.

13. А,и. 1006110 (ОССР). Уиор дла остановки лрокыа / ii.ti.huu, А.А.Ищанко, Ю.О.Когелаввц, В.С.ЛеТяеь. Оцубл. в Б.И., latii, )» II,

20, А,о. I03B118 (ССОР). Пила для резки ириката / И.Е.Кди, д.ДлЦешш, В.О.Лах'аеь, Л.И.Р0цаныхв, Ь.Б.Козулии. Оиубд. в БЛх., Л 32.