Расчетная схема для определения зажимного усилия

Так как К_зап меньше 2,5, принимаем К_зап = 2,5.

Диаметр поршневого цилиндра двойного действия, используемого для закрепления заготовки, определяем из зависимости:

(7)

где р – избыточное (по манометру) давление сжатого воздуха, МПа.

Принимаем D_ц = 160мм, d_штока = 40мм.

Принцип действия приспособления. Заготовка устанавливается по внешнему контуру на призму и по предварительно обработанному отверстию. Зажим осуществляется по поверхности детали. При подаче воздуха в правую полость цилиндра, поршень со штоком перемещается влево, зажимая заготовку при помощи быстросъемной шайбы. Освобождение – при подаче воздуха в левую полость и движении штока вправо. Спроектированное приспособление обеспечивает требуемую точность базировки, надежность закрепления, простоту изготовления и быстродействия.

Воронежский государственный технический университет

УДК 621.9.047; 658.562

Г.А. Сухочев, Д.М. Небольсин, Е.Г.Смольянникова, П.А. Чудинов

технологические параметры процесса

формирования качественного по­верхностного слоя деталей комбинированными методами

В статье отражены вопросы повышения показателей каче­ства дета­лях различных транспортных систем ме­тодами ком­бини­рованного воздей­ствия на поверхностный слой труднообрабатываемого материала, показаны возможности обеспечения заданных показателей качества труднодоступных поверхностей. Определены возможные направ­ления технологического обеспечения качества при использовании комбинированных методов для отде­лки и упрочнения.

В технологии вибрационной обработки существует понятие образцов-«свидетелей» из материала детали, обрабатываемых в кон­тейнере со­вместно с деталью, после­дующее металлографическое исследование кото­рых подтверждает каче­ство обработки поверхно­сти [1]. Необходимость большого количества тру­доемких в изготов­лении и исследовании образцов требует создания более простого, надежного и универсального критерия оценки качества.

Целью ис­следований являлось определение взаимо­связи по­казателей качества поверхностей обработанных в одина­ковых ус­ловиях плоских кон­трольных образцов из стали У8А и имеющих такие же раз­меры об­разцов из других материалов, которые ис­пользу­ются для изготов­ления деталей нагруженных агрегатов различных транспортных си­стем.

По­казателями качества поверхностей образцов являлись: мик­ротвердость, глубина и сте­пень наклепа, величина остаточных напря­жений, параметр шероховатости R_a. При этом расчетная глу­бина на­клепа а_н^р оп­ределялась как толщина по­верхностного слоя с повышенной мик­ротвердостью, а сте­пень на­клепа ε_н:

,

где Н_0,49 и Н_0,49исх  соответственно, достигнутая и исходная микро­твердости поверхностей образцов. Максимальная величина остаточ­ных напряжений сжатия определялась расчетным путем [1].

Комбинированная виброэкструзионная обработка с анодным растворением металла заключалась в периодическом воз­вратно-поступательном экструдировании гранулированной рабочей среды через межлопаточные каналы детали в условиях низкочастотной вибрации. Это продвижение осуществляется под действием динами­ческого давления, создаваемого в рабочей среде попеременно на входе и выходе межлопаточного канала в соответствии с направле­ниями ее виброэкструдирования.

Обработка расположенных в ими­таторе канала плоских образцов из различных материалов осу­ществлялась в одинаковых условиях: диаметр гранул d_r=2,5 мм; вы­сота столба рабочей среды h_ст=150м; частота колебаний f=20 Гц (=125,6 с^-1); вертикальная амплитуда колебаний А_ду= 0,0045 м; ско­рость соударения гранул с деталью V_{ду max}=0,565 м/с; ускорение рабо­чей среды в момент соударения W_ду max=70,99 м/с².

Фазовый угол соударе­ний столба рабочей среды и поверхностей образцов определялся t_уд= 346,5^о, а координата соударений y_уд=0,00105м. Динамическое давление рабочей среды Р_у=1,82 МПа и контактная сила воздействия её гранул на поверхности об­разцов N_k=9,8Н. Па­раметр шероховатости гранул R_аг= 0,20,6 мкм.

Характеристики механических свойств образцов из раз­лич­ных материалов и наибольшее время упрочнения образцов t_упр max показаны в таблице 1. В этой таблице приведены расчетные харак­теристики результата обработки, в том числе: наибольшая глубина наклёпа а_н^р_max, наибольшая степень поверхностной пластической деформации _д^р_max.

В табл. 2 приведены результаты обработки в те­чение 40 мин образцов из различных материалов и коэффициенты взаимосвязи показателей их поверхностного упрочнения.

Оп­тималь­ное время поверхностного упрочнения плоских образ­цов находится в пределах t_{упр опт}= 30…50 мин. Коэффициенты k_z, k_а, k_ε и k_ пред­ставляют собой, соответственно, отношения прогиба, глубин на­клепа, степеней наклепа и величин остаточных на­пряжений сжа­тия в по­верхностях образцов из различных материалов к тем же пока­зателям об­разцов из стали У8А [2].

С учетом того, что ре­альные процессы виброупрочнения в одинако­вых условиях образцов из различных материалов, в интер­вале времени об­работки 0<t_упр<t_упр кр (где t_упр кр – время упрочнения до по­лучения крити­ческого прогиба образцов Z_об) можно характе­ризовать одновременным, не­прерывным и монотон­ным возраста­нием показателей поверхностного уп­рочне­ния образцов.

Таблица 1 

Характеристики плоских образцов из различных материалов

Марка матери­ала	Предел текучести т, МПа	Твердость НВ, МПа	Н0,49 исх, МПа	Исходная шерохо­ватость Ra исх, мкм	tупр max, мин	анр max, мм	д рmax	Изменение шеро­ховатости Ra,мкм
У8А	1400	4500	3500	0,4	268	0,057	0,015	0,04
ВНЛ6	1060	3800	2700	0,7	193	0,066	0,018	0,06
ЖС3ДК	850	3200	3100	0,12	112	0,086	0,023	0,11
ВЖЛ14	720	2600	2500	0,1	82	0,101	0,027	0,14
ЭП741П	820	3000	3500	0,1	102	0,091	0,024	0,12
ВНС25	850	2800	2400	0,15	109	0,088	0,024	0,11
ВТ51КТ	700	2400	2600	0,3	91	0,096	0,026	0,13

Ко­эффици­енты взаимосвязи этих показателей допус­тимо считать постоян­ными, не зави­сящими от парамет­ров режима, вре­мени и других условий одинаковой и одновременной об­работки образцов. По­этому, приве­денные в таблицах значения коэффициен­тов k_z, k_а, k_Е и k_, позволяют осуществить переход от показате­лей поверхност­ного упрочнения образцов из контроль­ного мате­риала к по­казателям упроч­нения обрабо­танных в тех же условиях образцов из других материа­лов, изготовленных по технологии натурных нагруженных деталей.

Критическая вели­чина времени упрочне­ния, обеспечивающая требуемый наклеп и уровень остаточных напряже­ний:

t_упр кр= , мин.

Таблица 2

Характеристики комбинированной обработки образцов из различ­ных материалов и коэффициенты взаимосвязи этих характеристик

Марка материа-ла	Zоб, мм	Глубина наклепа ан об, мм	Расчетная глубина наклепа ан обр, мм	Н0,49, МПа	Н0,49, МПа	εн, %	сж max, МПа	kz	ka	kЕ	k	сж max /т
У8А	0,60	0,05	0,053	5000	1500	43	905	1	1	1	1	0,65
ВНЛ6	0,92	0,06	0,060	4400	1700	63	1136	1,53	1.2	1.5	1,3	1,07
ЖС3ДК	0,77	0,07	0,080	4600	1500	48	801	1,28	1,4	1,1	0,9	0,94
ВЖЛ14	0,85	0,085	0,093	4000	1500	60	709	1,42	1,7	1,4	0,8	0,98
ЭП741П	0,75	0,08	0,084	5200	1700	49	670	1,25	1,6	1,1	0,7	0,82
ВНС25	0,58	0,07	0,081	3200	800	33	603	0,97	1,4	0,8	0,7	0,71
ВТ51КТ	0,65	0,08	0,089	3600	1000	38	332	1,08	1,6	0,9	0,4	0,47

Такая методика позволит проводить настройку режимов об­работки на образцах из стали У8А, сокращая подготовительно-за­ключительное время при комбинированной обработке партии дета­лей с обеспечением ка­чества рабочих поверхностей деталей.

Литература

1. Сухочев Г.А. Управление качеством изделий, работаю­щих в экстре­мальных условиях при нестационарных воздействиях / Г.А. Сухо­чев. – М.: «Машиностроение», 2004. – 287 с.

2. Коденцев С. Н. Повышение качества поверхно­сти межлопа­точных кана­лов по­сле электро­эрозионной обработки / С. Н. Коденцев, В. С. Крю­ков, Г. А. Су­хочев // Разра­ботка, производ­ство и эксплуатация турбо -, электрона­сосных аг­регатов и систем на их основе: тр. II МНТК «СИНТ03». – Воронеж, 2003. – С. 413–419.

Воронежский государственный технический университет

УДК 621.91.002

А.И. Болдырев, А.А. Болдырев

ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОБЪЕМА ТЕХНИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ

В МАШИНОСТРОЕНИИ

В работе рассмотрены варианты назначения различных видов технического контроля при реализации технологических процессов в машиностроении

Объем контроля определяется совокупностью контролируемых признаков (параметров), мест контроля качества продукции по технологическому процессу, целесообразности сплошного или выборочного контроля.

Если запланирован выборочный контроль, то в операционной карте контроля по ГОСТ 3.1502-85, заполняя графу «Объем и паспорт контроля» указывают метод (вид) статистического контроля, документ, по которому он должен производиться, и параметры плана контроля (объем партии, периодичность контроля, объемы выборок, контрольные нормативы).

Если в одной операции для различных переходов установлен различный план контроля, то в ведомости операций процент выборки приводят в виде интервала, например 10…50 %. Целесообразность сплошного или выборочного контроля определяют по предварительной оценке по ходу технологического процесса для каждого признака. Каждая операция контроля должна быть экономически обоснована для каждого признака или группы признаков, схожих по времени контроля изделия, вероятностям ошибочных решений, среднему уровню дефектности, ущербу от пропуска брака и степени исправимости дефекта. Экономическое обоснование для стационарного и нестационарного технологических процессов производят по различным методикам.

Для стационарного технологического процесса критический уровень дефектности q₂ имеет следующий смысл: если всегда q < q₂ [q – процент брака в партии или вероятность (%) того, что изделие, взятое из партии, дефектное, q₂ – критический уровень затратности с учетом дополнительных затрат], то контроль экономически целесообразен; если же всегда q > q₂, то целесообразен сплошной контроль; если q может оказаться как больше, так и меньше q₂, то в этом случае применяется выборочный контроль.

Условия принятия решений приведены в таблице 1, а данные, необходимые для экономического обоснования решений в таблице 2.

Таблица 1

Решение о целесообразности контроля	Условия принятия решений
1. Контроль не нужен, нужен периодический контроль	q2 ≤ 0 qmax < q2
2. Летучий контроль	qmin < q2 < qmax
3. Статистический приемочный контроль	q' < q1 ≤ q2 < qmax
Возможно решение 1, 2 или 5 Возможно решение 5	qmin < q1 < q' < q2 < qmax qmin < q1 ≤ q2 < q'
4. Сплошной контроль не нужен	q1 < qmin < q'< q2 < qmax
5. Сплошной контроль	q1 < qmin < q2 < q' 0 < q2 < qmin

Сплошной контроль возможен только при неразрушающем контроле. Целесообразность использования метода статистического приемочного контроля определяют после выбора плана контроля и сравнения принятого решения с другими возможными решениями по величине экономического эффекта в соответствии с ГОСТ 23853-79.

Для нестационарного технологического процесса контроль осуществляется в целях его регулирования. Здесь возможны следующие решения: контроль не нужен; нужен выборочный контроль с использованием методов статистического регулирования технологического процесса; нужен сплошной контроль (как правило с помощью контрольных автоматов).

Контроль не нужен, если одновременно выполняются условия:

1. Разлада технологического процесса на данной стадии не обнаруживается;

2. Разлад технологического процесса при более позднем ее обнаружении не приводит к поломкам оборудования, длительному ремонту и т.д.;

3. Выполняется неравенство q_max < q₂.

Таблица 2

Показатели уровня дефектности	Метод расчета или оценки показателя	Условные обозначения
q' – средний % брака в партиях перед контролем	или	М – число партий продукции; q1 - % брака в i партии продукции; В1 – число бракуемых изделий i партии; N1 - число изделий i партии; P12 = Nдг/Nд, P21 = Nгб/Nг - вероятности бракования
qmax, qmin - максимальное и минимальное значение % брака в партии; qmax - максимальное значение % брака с учетом первого эффекта	Оценивают по результатам сплошного или выборочного контроля по совокупности партий Прогнозируют на случай ликвидации контроля на данной операции
q1 и q2 - критические уровни дефектности, %

Примечание: Р₁₂ – вероятность отнесения дефектного изделия к годным, при индивидуальном контроле, Р₁₂ (0 ≤ Р₁₂ < 0,5);

Р₂₁ – вероятность забракования годного изделия, Р₂₁ (0 ≤ Р₂₁ < 0,5);

С_к – текущие затраты на контроль одного изделия, р;

С₀ – единовременные приведенные затраты на контроль изделия, р;

С_бр – потери от забракования одного изделия, р;

С_пр – потери от приемки дефектного изделия, р.

При выполнении этих условий может оказаться целесообразным выборочный контроль после конкретного метода контроля.

Воронежский государственный технический университет

УДК 621.9(075.8)

А.В. Перова, Р.В. Голиков

Моделирование технологического процесса обработки ПЛАНКИ

Рассматриваются основные возможности и преимущества разработки технологического процесса с использованием Автопроекта 9.3.

Разработка технологического процесса основа­на на использовании научно-технических достижений во всех отраслях промышленности и направлена на повышение техничес­кого уровня производства, качества продукции и производи­тельности труда.

Для серийного производства технологический процесс разрабатывается по принципу группового метода обра­ботки деталей, дающего возможность эффективно применять на универсальном оборудовании специализированную высоко­производительную технологическую оснастку и повышать производительность труда. В серийном производстве нашли широкое применение станки с числовым программным управлением (ЧПУ). Станки с ЧПУ не требуют длительной переналадки при переходе на обработку от одной заготовки на другую, что позволяет на данных станках производить процесс обработки широкой номенклатуры заготовок.

Применение станков с ЧПУ в условиях серийного производства позволяет увеличить производительность труда, сократить сроки подготовки производства (на 40—60 %), сни­зить себестоимость изготовления деталей, а также использовать труд рабочих более низкой квалификации.

Эффективность использования станков с ЧПУ обеспечива­ется:

1. отбором номенклатуры заготовок (по сложности конструкции; по возможности концентрации операций; исключение разметочных и слесарных работы; замены дорогостоящего обо­рудования и технологической оснастки);

2. повышением технологичности конструкций детали;

3. групповым методом обработки деталей (классификацией деталей, поверхностей, группированием деталей).

Поэтому применение таких станков достаточно эффективно.

Последовательность обработки заготовки, следующая:

1) термообработка для снятия остаточных напряжений (отпуск);

2) обработка бобышек планки (предварительно) на токарном станке;

3) предварительная обработка всех остальных внешних поверхностей и предварительное сверление центрального отверстия;

4) окончательная обработка всех остальных внешних поверхностей и внутренней полости;

6) сверление 3-х отверстий по периферии;

5) фрезеруется четырехгранник;

6) сверление отверстия под шплинт;

7) фрезеруются лысок планки;

8) шлифуется четырехгранник;

9) нарезается резьба.

Используя программы САПР ТП можно быстро и эффективно разрабатывать ТП. Разработка маршрута операций технологического процесса обработки детали проводилась в Автопроекте 9.3.

Ввод данных начинается с кнопки «Деталь». Данные можно вводить с клавиатуры, установив курсор в заполняемом поле, или копировать из справочной базы данных (БД). Признаком привязки такой БД к определенному полю записи является кнопка «Книга» справа от поля ввода данных (рис.1). После того как введены все данные о детали, необходимо выйти из формы ре­дактирования. Переход на уровень Операции осуществляется нажатием кнопки «Переход на следующую таблицу» на инструментальной панели. При на­чальном вводе таблица Операции не содержит записей. Необходимо зарезервировать нужное количество строк клавишей <Insert>. Затем последовательно в каждую строку ввести информацию об одной технологической операции. Режим корректировки полей <F4> осуществляет загрузку формы редак­тирования (рис.2), аналогичной использующейся на уровне Деталь. Информация в поля таблицы, расположенной на уровне Операции, может вво­диться как с клавиатуры, так с помощью справочных баз данных. После того как введены сведения об операциях, можно вводить данные о пе­реходах. Для этого следует установить курсор на нужную операцию, и нажать клавишу <F12>. Система перейдет к следующему объекту, и в рабочее поле системы будет загружена таблица Переходы.

Рис.1. Обращение к справочной базе данных

Рис. 2. Структура записи таблицы «Операции»

Поскольку таблицы Операции и Переходы связаны уникальным ключевым по­лем ID (генерируемым автоматически при каждом вводе новой операции), то каждая строка объекта Операции будет иметь подчиненный список записей в таблице Пере­ходы. Справочная таблица Тип перехода, содержащая список наименований доступных баз данных, представлена на рис.3.

Рис. 3. Справочные базы данных таблицы «Переходы»

В зависимости от вида выбранной информации на форме «Редактирование записи» меняются наименования полей. Так, например, если были выбраны данные о режущем инструменте (рис.4), поле «Переход» изменит свое название на «Режущий инструмент». Данный механизм реализуется с помощью специальных ре­жимов управления логической структурой данных <F3>. Технологический процесс может быть разработан на основе библиотеки типо­вых операций. Последовательность действий, реализующих данный режим, будет рассмотрена на примере проектирования токарной операции 40 ТП «Планки» (рис. 5).

Рис. 4. Выбор режущего инструмента

Рис. 5. Переходы операции 040 ТП «Планки»

Для просмотра созданной технологии используется кнопка «Дерево технологии».

Стартует приложение treetex.exe, на форму которого выводятся два технологических процесса. Реализован механизм копирования и перемещения данных между этими ТП. Технологические операции копируются из одной технологии в другую вместе с подчиненными таб­лицами.

Структура дерева включает четыре уровня:

- деталь;

- операции;

- разделы: «Переходы», «Эскизы», «Карты», «Контроль», «Комментарии»;

- содержимое разделов.

Рис. 6. Дерево технологий

Когда технологический процесс в поле текущей технологии сформирован и отредактирован, переходят к разработке комплекта документации. Для этого необходимо щелкнуть мышью на пиктограмме с изображением карт в области Процедуры. Стартует программа формирования комплекта технологической доку­ментации.

Воронежский государственный технический университет

УДК 621.756

В.В. Бородкин, В.В. Долгополова

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ИСХОДНОГО СЫРЬЯ

ДЛЯ БРИКЕТИРОВАНИЯ СТРУЖКИ АЛЮМИНИЕВЫХ

ВЫСОКОПРОЧНЫХ СПЛАВОВ

Рассматриваются внешний вид, физико-механические свойства и типовые технологические схемы первичной переработки стружки алюминиевых сплавов IV и V групп (ГОСТ 4784-97) перед брикетированием

Подавляющее количество производимого первичного алюминия используется в виде литейных и деформируемых сплавов, которые при изготовлении деталей машин подвергаются механической обработке с образованием большого количества стружки. В структуре поставщиков вторичного алюминиевого сырья металлообработка занимает доминирующую позицию - 88,9 % [1].

Лом и отходы алюминия и алюминиевых сплавов по ГОСТ 1639-93 [2] разделены на три класса: лом и кусковые отходы (класс А), стружку (класс Б) и прочие отходы (класс Г). Каждый класс, в свою очередь, подразделяется на 10 групп по уровню содержания в сплаве основных легирующих компонентов. При вторичной переработке алюминиевого сырья стружка алюминиевых сплавов в исходном виде представляет наибольшую сложность ввиду большого ее объема при малой плотности, значительном угаре в процессе переплавки, а также высокой пожаро - и взрывоопасности, поскольку стружка алюминия и его сплавов в соответствии с ГОСТ 27331-87 [3] относится к наиболее пожаро - и взрывоопасным металлам, горение которых происходит по классу Д1.

Наиболее крупными поставщиками стружки алюминиевых сплавов являются автомобильная промышленность, машиностроение, авиационно-космическая и электротехническая промышленность. Выход стружки алюминиевых сплавов при металлообработке в целом зависит от многих факторов, а коэффициент выхода (отношение массы отходов к массе готовой продукции) при обработке алюминиевых полуфабрикатов составляет: по прокату - 0,227, по литью - 0,196, по кабельной продукции - 0,08 [1]. Удельный вес алюминиевой стружки в общем балансе сырья составляет около 50% [4]. При этом стружка алюминиевых деформируемых сплавов составляет около 50% от общего объема заготавливаемых отходов и лома алюминиевого сырья [5].

Деформируемые алюминиевые сплавы в России выпускаются в соответствии с ГОСТ 4784-97 [6]. Все сплавы, перечисленные в ГОСТ 4784-97, по основному легирующему компоненту разбиты на пять групп: сплавы систем Al-Mn, Al-Mg, Al-Mg-Si, Al-Cu-Mg, Al-Zn-Mg (Al-Zn-Mg-Cu). Для авиационно-космической промышленности и общего машиностроения наибольший интерес представляют деформируемые алюминиевые сплавы IV (дуралюмины) и V (высокопрочные сплавы) групп, так как они обладают большой прочностью, приобретаемой в результате старения и закалки, имеют хорошие технологические свойства (способность к значительной пластической деформации, обрабатываемости резанием, свариваемости и т.п.), обладают высокой коррозионной стойкостью, и все это при малом удельном весе. Поэтому доля стружки алюминиевых сплавов IV и V групп для указанных отраслей промышленности составляет около 75% [7].

Для стружки деформируемых алюминиевых сплавов с высоким содержанием магния (до 1,8 %) и цинка (до 7 %) характерным является наличие сыпучей (с длиной витка менее 100 мм) стружки трех сортов [8].

Внешний вид стружки в определенной мере зависит от скорости резания и толщины срезаемого слоя [9]. При точении алюминиевых сплавов рекомендуемые режимы резания составляют: по глубине резания - 1...6 мм, по подаче - 0,2...0,4 мм/об, по скорости резания - 200...600 м/мин.; при финишной обработке - глубина резания - 0,5...2,0 мм, подача - 0,05...0,15 мм/об, скорость резания - 200...400 м/мин. [10]. При этом физико-механические свойства стружки заметно отличаются от свойств исходного материала, так как процесс стружкообразования сопровождается пластическим деформированием стружки, ее усадкой и нагревом с последующим охлаждением на воздухе.

В результате пластического деформирования и усадки стружки в ней происходит неравномерное по объему упрочнение исходного материала, наклеп ее поверхностных слоев, образование микротрещин, а также возникновение неравномерных остаточных напряжений и повышение микротвердости [11, 12]. Кроме того, процесс резания сопровождается выделением значительного количества тепла за счет работы сил внутреннего трения, обусловленного наличием большого объема пластической деформации и работой разделения удаляемого слоя на полосы в виде стружки, и внешнего трения (по передней и задней поверхностям режущего инструмента). При этом неравномерность температурного поля в очаге резания предопределяет неравномерное распределение температуры по поперечному сечению стружки [13], с которой уходит из очага резания основное количество тепла (75...80%).

В процессе механической обработки алюминиевых сплавов в зону резания, как правило, принудительно подают смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ), которые не только поглощают и отводят часть выделенного тепла, но и способствуют уменьшению тепловыделения, поскольку облегчают процесс стружкообразования и снижают трение. При резании алюминиевых сплавов производители рекомендуют применять СОЖ на водной основе («АКВОЛ-11», «Укринол-1М», «Ивкат», «Камикс», «Биор-1М», «Тафол» и др.) и масляной основе («МР-4», «Марсол», «Асфол», «ЛЗ-СОЖ-15», «Ольвит МОР-У», масло эмульгируемое «КАМПРОЛ-3» и др.) [14]. Совместное воздействие в зоне резания на стружку алюминиевых сплавов повышенной температуры, СОЖ и атмосферы приводит к интенсивному взаимодействию алюминия со свободным кислородом и парами воды, в результате которого на поверхности стружки происходит образование чрезвычайно прочных окислов Al₂O₃ [15].

Совокупность физических и технологических факторов, формирующих вид, состояние и исходную структуру стружки алюминиевых сплавов, приводит к необходимости ее предварительной первичной переработки непосредственно перед брикетированием. Типовая технологическая схема первичной обработки стружки алюминиевых сплавов представлена на рис. 1 [5].

Согласно этой схемы сыпучая и витая стружки складируются отдельно. Грохочение витой стружки осуществляется с целью отделения сыпучей стружки класса - 100 мм. Грохочение сыпучей стружки заключается в отделении кусков крупностью более 100 мм, которые поступают на видовую сортировку. Грохочение обычно производится на вибрационном грохоте с ситом из перфорированного железа (диаметр отверстий 30-50 мм) для отделения крупной стружки от мелкой.

Прошедшие грохочение витая и сыпучая стружки подвергаются дроблению, а недробимые предметы выбрасываются или поступают на сортировку. Измельчение крупной стружки производят на фрезо-

Рис. 1. Технологическая схема первичной обработки стружки

алюминиевых сплавов

вой или молотковой дробилках. Измельченная стружка должна быть сыпучей и без завитков, что необходимо для лучшего отделения механической примеси железа и более плотного брикетирования.

После дробления и грохочения сыпучая стружка поступает на сушку для удаления влаги и масел. Центрифугирование для удаления масел применяется только для стружки с большим содержанием масла. Процесс сушки для удаления остатков масел и влаги обычно осуществляется в барабанных печах при 250-300°С.

Сухая обезжиренная стружка направляется на грохочение с целью отсева землистой фракции, которая затем отправляется заводам черной металлургии по специальным техническим условиям. Грохочение для удаления землистого засора и окислов производят на грохотах с проволочным ситом (размер ячейки 1 мм).

Очищенная от мелкой фракции стружка поступает на магнитную сепарацию, в процессе которой из нее выделяется магнитная фракция, перерабатываемая по специальным схемам. Магнитная сепарация осуществляется через два барабана магнитного сепаратора. Содержание механической примеси железа после сепарации не должно превышать 0,1%. Немагнитная фракция долее поступает на брикетирование. На рис. 2 представлена типовая поточная линия подготовки стружки к брикетированию [15].

1 - грейферный кран; 2 - бункер; 3 - пластинчатый питатель;

4 - грохот для отделения витой стружки; 5 - элеватор; 6 - сушильный барабан; 7 - магнитный сепаратор; 8 - грохот; 9 - транспортер;

10 - загрузочная тележка

Рис. 2. Поточная линия подготовки стружки к брикетированию

Вне зависимости от конструкции и компоновки оборудования линия должна удовлетворять следующим требованиям: влажность стружки после сушки должна быть не более 1%, содержание СОЖ - до 0,4%, железа не более 0,2%, пыли и землистого засора - не более 1%.

Для уплотнения сыпучей стружки крупностью менее 100 мм после ее обезжиривания, сушки и магнитной сепарации применяют брикетирование [16], в процессе которого исходное сырье уплотняется до 2000...2400 кг/м³, что повышает металлургический выход при переплавке.

Пористость брикетов оказывает влияние на их восстановимость, газопроницаемость и механическую прочность, которая необходима, чтобы противостоять нагрузкам, возникающим при их выдаче из брикетировочного оборудования (сбрасывание), транспортировке и засыпке в металлургическую печь. При этом не должно образовываться большого количества мелочи.

Как известно, в процессе переплавки стружки алюминиевых сплавов происходит угар - потери металла вследствие окисления компонентов сплава (химический угар) и загрязненности шихты (физический угар). С целью снижения величины угара также рекомендуют повышать степень уплотненности стружечных брикетов до 90... 95% [17].

Выводы. В отличие от порошков [18] и гранул [19], используемых в производстве новых конструкционных материалов методами порошковой металлургии и гранульной технологии, стружка алюминиевых сплавов, подвергаемая брикетированию, не обладает благоприятными физическими (размеры частиц, их форма, микротвердость, удельная поверхность, пикнометрическая плотность, степень несовершенства кристаллической решетки) и технологическими (насыпная плотность, текучесть, прессуемость) свойствами. В связи с этим для получения достаточно плотных и прочных стружечных брикетов требуются дополнительные исследования и разработка технологических мероприятий, направленных на преодоление негативных свойств исходного стружечного сырья.