«Повышение срока службы»: ученые ПГУ создали новую технологию обработки алюминиевых деталей
Версия для печати
В Пензенском государственном университете запатентовали способ абразивной обработки поверхностей деталей из алюминиевых сплавов. Он даст возможность обрабатывать детали в технологиях двойного назначения и гражданских отраслях промышленности. Срок службы деталей вырастет вдвое, они станут дешевле в 4–5 раз. Способ апробирован на ведущих промышленных предприятиях Пензы и готов к внедрению. Отметим, он универсальный и может применяться и для других сплавов. Об этом написал «RT на русском».
Детали из алюминиевых сплавов — необходимая составляющая для производства изделий машиностроения, бытовой техники, приборостроения. Например, без сплавов алюминия не обойтись при производстве запчастей: резьбовые и переходные втулки, центровочные кольца, детали со сложным профилем и многое другое. Алюминиевые сплавы повсеместно применяются в вертолетостроении.
Разработчик способа Владимир Скрябин — доктор технических наук, профессор кафедры «Технологии и оборудование машиностроения» Пензенского госуниверситета рассказал, что перед промышленностью всегда остро стояла проблема финишной обработки деталей из алюминиевых сплавов.
Алюминий — мягкий, легкий, серебристо-белый металл с высокой тепло- и электропроводностью. При его обработке любым свободным абразивом (шлифматериал определенной марки и зернистости) «шаржируется» поверхность самой детали. Абразивные частицы незакрепленного шлифовального материала при обработке внедряются в поверхность детали, крошатся, и в итоге не достигается заданная шероховатость. В результате это сказывается и на ресурсе работы изделия, в которое входит деталь из алюминиевого сплава.
«В настоящее время перед наукой и машиностроением стоит проблема обработки алюминиевых сплавов как по качеству обработки, так и по производительности. Этот патент дает возможность закрыть эти проблемные места», — рассказал Владимир Скрябин.
В настоящее время такие детали обрабатывают на обычных шлифовальных станках. Шлифовальное оборудование является дорогостоящим, к тому же давление шлифовального круга на обрабатываемую поверхность достаточно велико. Такие параметры не благоприятны для обработки деталей из алюминиевых сплавов.
Пензенские ученые разработали особенные параметры для установок механической обработки алюминиевых сплавов.
«Новизна в том, что разработан способ обработки деталей для механической установки и подобраны оптимальные режимы обработки, при которых деталь отвечает нужному качеству и точности», — рассказал Владимир Александрович.
Деталь погружается во влажную абразивную среду. В качестве абразива Скрябин предлагает использовать искусственный материал — электрокорунд. Это огнеупорный и химически стойкий твердый материал на основе оксида алюминия. Деталь погружается во влажную абразивную среду, которая сдавливается сжатым воздухом. В процессе обработки деталь вращается с заданной скоростью или перемещается возвратно-поступательно при определенном давлении сжатого воздуха. Благодаря разработанным в ПГУ конструкции установки на базе вертикального или радиального- сверлильного станка и оптимальным режимным параметрам достигается желаемое качество поверхности.
По словам профессора, внедрение способа на производство не будет обходиться дорого. На каждом заводе, специализирующимся на производстве таких деталей, есть вертикально-сверлильные и станки других моделей.
«Внедрение способа сэкономит предприятиям сотни тысяч рублей. Станет возможным отказаться от дорогостоящего оборудования, и будет решена проблема обеспечения качества обработки деталей из алюминиевых сплавов. Отмечу, повысится срок службы деталей — они будут реже выходить из строя, изнашиваться, поменяются физико-механические свойства поверхностного слоя, а значит и эффективность работы деталей в общем механизме тоже», — добавил Владимир Скрябин.
Способ экспериментально апробирован на ведущих промышленных предприятиях Пензы и других городов России — на машиностроительном заводе «Пензмаш», на предприятии «Арсенал» (г. Санкт-Петербург), на ООО «Пензадизельмаш» и в специализированных лабораториях Пензенского госуниверситета.
Как мы писали выше, способ универсальный и может быть применен и для обработки других сплавов с защитными покрытиями. Патент можно расширить для обработки новых материалов. Например, при изготовлении стальных деталей и деталей с никелевыми покрытиями. Отметим, что в 2021 году ученый ПГУ в соавторстве с магистрами получил два патента на обработку деталей с никелевыми покрытиями.
Пензенские ученые много лет сотрудничают с промышленниками Сурского края и других регионов. За их плечами более пяти хозяйственных договоров, в рамках которых научный коллектив предоставлял предприятиям способы и технологии обработки деталей из цветных металлов и сплавов.
По изобретению опубликовано более ста научных статей в российских и зарубежных журналах.
