Проведен анализ энергетических параметров лазерной резки быстрорежущей стали и их влияние на шероховатость поверхности реза. Показано, что при разделении быстрорежущей стали с продувкой азотом возможно получение качества поверхности реза сопоставимое по параметрам шероховатости с такими обработками, как фрезерование или точение. Энергетические затраты при этом сравнимы по величине с резкой низкоуглеродистой стали
Идентификаторы и классификаторы
- SCI
- Машиностроение
Лазерная резка является одной из передовых технологий обработки материалов. Она отличается высокой точностью и производительностью раскроя; может применяться для разделения металлов, керамики, полимеров, композитов [1]. Современные лазеры способны резать стальные заготовки толщиной до сотен миллиметров на высокой скорости [2]. Лазерное излучение может доставляться на большие расстояния по оптоволокну, что позволяет проводить резку с небольшой головкой даже на расстоянии нескольких десятков или сотен метров от лазерного генератора [2]. Кроме того, узкая ширина реза (1…2 мм), которая связана с количеством вторичных отходов, служит еще одним преимуществом
Список литературы
1. Alsaadawy M., Dewidar M., Said A., Maher I., Shehabeldeen T.A. A comprehensive review of studying the influence of laser cutting parameters on surface and kerf quality of metals // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2024. V. 130. № 3. P. 1039-1074. EDN: NSSEGC
2. Shin J.S., Song K.H., Oh S.Y., Park S.K. Laser cutting studies on 10-60 mm thick stainless steels with a short focus head for nuclear decommissioning // Optics & Laser Technology. 2024. V. 169. P. 110121. EDN: XHZZHL
3. Афанасьева Л.Е., Измайлов В.В., Новоселова М.В. Микротопография и микроструктура поверхности быстрорежущей стали после газолазерной резки // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2021. № 5. С. 68-75.
4. Барчуков Д.А., Смолякова И.А., Афанасьева Л.Е. Влияние технологических параметров лазерной резки на размер зоны лазерного воздействия // Вестник Тверского государственного технического университета. Серия “Технические науки”. 2024. № 4 (24). С. 22-28. EDN: GPJLBT
5. Фомин В.М., Маликов А.Г., Оришич А.М., Шулятьев В.Б. О законах подобия газолазерной резки толстых стальных листов // Доклады академии наук. 2009. Т. 428. № 3. С. 325-329. EDN: KWIYBT
6. Маликов А.Г., Оришич А.М., Шулятьев В.Б. Экспериментальная оптимизация газолазерной резки толстых стальных листов // Квантовая электроника. 2009. Т. 39. № 6. С. 547-551. EDN: TTFDYJ
7. Базылева И.О., Галушкин М.Г., Голубев В.С., Дубровина Е.А., Карасев В.А. Термические потери в процессе газолазерной резки металлов // Современные лазерно-информационные и лазерные технологии: Сборник трудов ИПЛИТ РАН / под ред. В.Я. Панченко и В.С. Голубева. М.: Интерконтакт Наука, 2005. С. 221-227.
8. Голубев В.С. Анализ моделей динамики глубокого проникновения лазерного излучения в материалы // Современные лазерно-информационные и лазерные технологии: Сборник трудов ИПЛИТ РАН / под ред. В.Я. Панченко и В.С. Голубева. М.: Интерконтакт Наука, 2005. С. 199-207.
9. Галушкин М.Г., Голубев В.С., Гришаев Р.В. Сравнительный анализ аналитических методов оценки термических потерь для газолазерной резки // Физика и химия обработки материалов. 2012. № 1. С. 5-9. EDN: OOXFKX
10. Карасев В.А., Голубев В.С., Филиппова Е.О. Термический КПД и эффективный коэффициент поглощения энергии лазерного излучения при газолазерной резке низкоуглеродистой стали в струе азота и воздуха // Физика и химия обработки материалов. 2009. № 6. С. 72-77. EDN: ITECYH
11. Минаев И.В., Хонелидзе Д.М., Голышев И.В. Оптимизация технологических параметров газолазерной резки за счет их приведения к безразмерным величинам // Технолого-экономическое образование: достижения, инновации, перспективы: Межвузовский сборник статей. Тула: ТГПУ им. Л.Н. Толстого, 2015. С. 77-81. EDN: TUAYKL
12. Маликов А.Г., Оришич А.М., Шулятьев В.Б. Энергетические характеристики лазерно-кислородной резки стали излучением CO2-лазера // Квантовая электроника. 2012. Т. 42. № 7. С. 640-644. EDN: TTFOFH
13. Фомин В.М., Маликов А.Г., Оришич А.М., Шулятьев В.Б., Голышев А.А. О законах подобия течения многофазной жидкости в условиях газолазерной резки металлов // Динамика многофазных сред: Труды XIV Всероссийского семинара, приуроченного к 75-летию академика РАН Фомина В.М. / под ред. В.М. Фомина, А.В. Федорова. Новосибирск: ИТПМ СО РАН, 2015. С. 105-108. EDN: VKFVGV
14. Голышев А.А., Оришич А.М., Шулятьев В.Б. Оптимальный выбор технологии лазерной резки толстых стальных листов // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). 2016. № 3 (72). С. 15-22. EDN: WJGUVV
15. Фомин В.М., Голышев А.А., Маликов А.Г., Оришич А.М., Шулятьев В.Б. Механические характеристики высококачественной лазерной резки стали волоконным и СО2-лазерами // Прикладная механика и техническая физика. 2015. Т. 56. № 4 (332). С. 215-225. EDN: UQEUSV
16. Голышев А.А. Стандартизация лазерно-кислородной резки по критерию шероховатости поверхности // Обработка металлов. 2016. № 1 (70). С. 16-21.
17. Малий Д.В., Медведев П.Н. Влияние шероховатости и теплопроводности обрабатываемой стали на выбор параметров газолазерной резки // Инженерный вестник Дона. 2022. № 3 (87). С. 52-61. EDN: IBFXOH
18. Афанасьева Л.Е., Новоселова М.В., Измайлов В.В., Барчуков Д.А. Исследование триботехнических свойств поверхностей, полученных воздействием концентрированных потоков энергии: монография. Тверь: ТвГТУ, 2022. 164 с. EDN: GRYTNG
19. Kellens K., Rodrigues G.C., Dewulf W., Duflou J.R. Energy and resource efficiency of laser cutting processes // Physics Procedia. 2014. V. 56. P. 854-864.
20. ISO 21920-2:2021 Geometrical product specifications (GPS) - Surface texture: Profile. Part 2: Terms, definitions and surface texture parameter. URL: https://www.iso.org/standard/72226.html (дата обращения: 22.01.2025).
Выпуск
Другие статьи выпуска
Современные возможности обнаружения противника, высокая мобильность боевых систем требуют немедленного принятия решений. Продемонстрирован один из способов решения этой проблемы – использование киберфизических систем в вооруженных силах. Показано, что основой подобных систем должны быть реагирующие беспроводные сенсорные сети (РБСС). Приведен вариант построения архитектуры РБСС для военных приложении с использованием сенсорных узлов с радиосвязью ближнего действия, а также беспроводных шлюзов, обеспечивающих беспроводную связь на большие расстояния. Разработан механизм обнаружения вторжения объекта в защищаемую зону с применением возможностей реагирующих беспроводных сенсорных сетей. Сделан вывод, что основой механизма обнаружения являются последовательности изображений (кадров), позволяющие определить значения, с помощью которых строятся модель сети, модель движения объектов, модель измерений и т. п.
Рассмотрен подход к построению оптимальной конфигурации электрических сетей, содержащих накопители мощности и объекты альтернативной энергетики. Подчеркнуто, что увеличение доли альтернативной энергетики требует интенсивного использования накопителей мощности на базе аккумуляторных батарей. Указано, что это приводит к значительному усложнению расчетов оптимального состояния энергосистемы с учетом нестационарного характера отдачи и потребления электроэнергии. Предложено применять методы оптимизационного моделирования и системного анализа с элементами прогностических моделей поведения объектов энергосистемы для построения системы управления электросетевым комплексом, что обеспечит поддержание требуемого уровня надежности отпуска электроэнергии потребителям, а также для уменьшения неоптимальных перетоков электрической энергии
Статья посвящена исследованию воздействия частоты появления отклонений от рабочих состояний станков на значения агрегированных показателей средствами компьютерного моделирования. Подчеркнуто, что результаты расчетов показывают: даже несколько серьезных отклонений не могут существенно повлиять на точность расчета агрегированных показателей
Рассмотрена функциональная модель процесса оптимизации технологического процесса. Выделены основные характеристики подпроцессов. Описаны алгоритм решения задач оптимизации структуры работ в технологическом процессе, метод оптимального планирования.
Разработана практическая база для реализации 3D-оценки позиции. В первой части статьи проанализироваа система автоматизации минимаркетов, которая использует YOLOv8 для распознавания товаров. Во второй части исследованы методы распознавания и сегментации объектов: применение моделей YOLOv8 для распознавания объектов и U-Net для семантической сегментации 3D-моделей. Сделан вывод, что данные работы являются составляющими для решения задачи 3D-оценки позиции и представляют собой обзор решений нескольких небольших задач с использованием нейронных сетей
Проанализированы особенности породного отвала. Представлены результаты изучения проблемы накопления и воздействия отходов добычи бурого угля, складируемых в отвалах (техногенных образованиях) ликвидированных шахт, на окружающую среду, а также исследования отвальной породы и проб грунта на содержание соединений тяжелых металлов и уровня активной реакции среды (рН). Дана оценка влияния техногенных месторождений на водные объекты, находящиеся в зоне техногенного образования. Обоснованы необходимость и возможность рационального освоения породных отвалов ликвидированных шахт
Рассмотрены особенности существующих технологических решений отработки свит наклонных и крутопадающих пластов, выявлены их недостатки. Представлены особенности блокового способа отработки свит наклонных и крутопадающих пластов. Отмечено, что при отработке карьерного поля с использование блокового способа сдерживающим фактором является отсутствие научно-технических и научнометодических наработок, направленных на обоснование параметров блоков. Для определения этих параметров и факторов, необходимо разработать математическую модель определения параметров блокового способа
Проанализированы технологические показатели производства кускового торфа, полученные по базовой технологии добычи куска и предлагаемой технологии добычи кускового торфа с применением гидрофобизации торфяной массы непосредственно перед ее формованием. Приведены результаты исследований, посвященных определению прочности образцов кускового торфа, а также рассчитаны основные технологические показатели производства кускового торфа с применением модифицирующих добавок. Установлено, что использование гидрофобных добавок положительно влияет на прочностные характеристики кускового торфа, что позволяет снизить потери при хранении и транспортировке готовой продукции. Сделан вывод, что применение при реализации технологии производства кускового торфа гидрофобных добавок дает возможность уменьшить начальную формовочную влажность кусков и тем самым минимизировать энергетические затраты на производство, а также ослабить зависимость технологии производства от метеорологических условий региона
Указано, что открытый способ добычи полезных ископаемых предполагает большие нарушения поверхности земли, а, следовательно, наличие выработанных карьеров после окончания добычи. Отмечено, что поскольку площади этих карьеров весьма значительны, существует проблема по возвращению их в хозяйственную деятельность, которая решается различными путями, в том числе рекультивацией. Перечислены традиционные направления вовлечения выработанных карьеров в хозяйственный оборот (создание сельскохозяйственных угодий, строительство, лесонасаждения, создание прудов, парков, зон отдыха). Сделан вывод: поскольку выработанные торфяные месторождения обладают ярко выраженной спецификой, ограничивающей их введение в хозяйственную деятельность, для них самым актуальным комплексным использованием является создание прудов с последующим зарыблением.
Представлен анализ известных способов и патронов для установки резьбовых деталей при обработке на токарных станках. Отмечена актуальность работы по созданию способа и средства для переустановки заготовки с резьбовым отверстием на двухшпиндельном токарном модуле. Изложена сущность разработанного способа, в котором при перестановке заготовки на контршпиндель станка в качестве базы используют резьбовое отверстие. Раскрыты устройство и принцип действия спроектированного кулачкового патрона с резьбовой упругой втулкой, сопряженной с корпусом патрона, что дает возможность осуществлять осевое перемещение. Приведены сравнительные анализы созданных способа и патрона с аналогичными известными решениями. Отражены оригинальность разработок и достигаемый технический результат
Приведены сравнительные экспериментальные данные по электроэрозионной и абразивной износостойкости композиционных материалов на основе меди для коммутирующих электроконтактных устройств с тугоплавкими добавками, изначально предназначенными для повышения электроэрозионной износостойкости материала. В качестве добавок использованы мелкодисперсные технические алмазы, карбиды хрома и вольфрама и их сочетания. Эксперименты выявили значительную степень корреляции характеристик электроэрозионного и абразивного изнашивания исследованных материалов. Показано, что некоторые добавки, повышающие электроэрозионную износостойкость материала, увеличивают его абразивную износостойкость. Сделан вывод, что такие материалы целесообразно использовать для изготовления деталей коммутирующих электроконтактных устройств, конструкция которых предусматривает в процессе коммутации относительное скольжение контакт-деталей
Издательство
- Издательство
- ТВГТУ
- Регион
- Россия, Тверь
- Почтовый адрес
- 170026, Тверская обл, г Тверь, наб Афанасия Никитина, д 22
- Юр. адрес
- 170026, Тверская обл, г Тверь, наб Афанасия Никитина, д 22
- ФИО
- Твардовский Андрей Викторович (ИСПОЛНЯЮЩИЙ ОБЯЗАННОСТИ РЕКТОРА)
- E-mail адрес
- tvardovskiy@tstu.tver.ru
- Контактный телефон
- +7 (482) 2526335