satНАУКА и ТЕХНИКАScience & Technique2227-10312414-0392Belarusian National Technical Universitysat-863Research ArticleМАШИНОСТРОЕНИЕMECHANICAL ENGINEERINGВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРОКОНТАКТНОЙ ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОСТИ САМОРЕЗА НА УСЛОВИЯ ЕГО ВКРУЧИВАНИЯ В ОБРАЗЦЫ ИЗ РАЗЛИЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ И ВЫКРУЧИВАНИЯ ИЗ НИХINFLUENCE OF SELF-TAPPING SCREW ELECTRO-ARC MACHINING ON ITS TWISTING-IN IN SPECIMENS MADE OF VARIOUS MATERIALS AND TWISTING-OUT PROCEDUREКиселевМ. Г.KiselevM. G.

Доктор технических наук, профессор

Professor, PhD in Engineering

dav7@tut.byДроздовА. В.DrozdovA. V.

Кандидат технических наук, доцент

Associate Professor, PhD in Engineering

dav7@tut.byМоничС. Г.MonichS. G.

Аспирант

Graduate student

dav7@tut.byБогданП. С.BogdanP. S.

Аспирант

Graduate student

dav7@tut.byБелорусский национальный технический университетБеларусьBelarusian National Technical UniversityBelarus2015081020150539Copyright © Киселев М.Г., Дроздов А.В., Монич С.Г., Богдан П.С., 20152015Киселев М.Г., Дроздов А.В., Монич С.Г., Богдан П.С.Kiselev M.G., Drozdov A.V., Monich S.G., Bogdan P.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://sat.bntu.by/jour/article/view/863

Дана экспериментальная оценка влияния электроконтактной обработки поверхности стального самореза на условия его вкручивания в образцы из различных материалов и выкручивания из них. Изложены основные положения методики проведения исследований, включая описание технологической схемы электроконтактной обработки поверхности саморезов и примененных в ходе выполнения экспериментов образцов, а также аппаратно-измерительных средств, с помощью которых осуществляли фиксирование крутящего момента, приложенного к саморезу при его вкручивании в материал образца и выкручивании из него. Установлено, что в результате электроконтактной обработки на поверхности самореза формируются лунки (углубления), имеющие по краям наплывы застывшего металла, которые придают ей режущую способность и оказывают тем самым влияние на условия ее взаимодействия с поверхностью образца в процессе вкручивания в него самореза и выкручивания из него.

Приведены результаты экспериментальных исследований, отражающие влияние электроконтактной обработки поверхности самореза на процесс его вкручивания в образцы из различных материалов и выкручивания из них. В частности, установлено, что при вкручивании самореза с модифицированной поверхностью величина прикладываемого к нему крутящего момента при вкручивании в образец оказывается меньше, чем у самореза в исходном состоянии его поверхности, а при выкручивании из него, наоборот, она большее. При этом с повышением твердости материала образца разность между указанными значениями крутящего момента возрастает.

The paper provides an experimental evaluation pertaining to the influence of steel self-tapping screw on its twisting-in specimens made of various materials and its twisting-out process. Main principles of the investigation methodology including description of  technological scheme of self-tapping screw electro-arc machining and specimens applied while executing the experiments and hardware measuring tools used for fixation of torque which has been applied to the self-tapping screw during its twisting-in in the specimen  and its twisting-out process have been presented in the paper. It has been established that the self-tapping screw electro-arc machining initiates formation of dimples (holes) which have solidified metal flows along their edges. The flows give a cutting ability to the screw and so they exert an influence on the conditions of screw’s interaction with the specimen during its twisting-in and twisting-out processes.

The paper presents results of experimental investigations that demonstrate an impact of self-tapping screw electro-arc machining on its twisting-in in the specimens made of various materials and twisting-out procedure. In particular, it has been ascertained that torque value applied to the self-tapping screw with modified surface during twisting-in process is less in comparison with the self-tapping screw having an initial state of its surface and in the case of its twisting-out process the value is higher. In this respect difference between the indicated torque values is increasing when material hardness of the specimen becomes higher. 

электроконтактная обработкастальной саморезвкручиваниевыкручиваниеобразецelectro-arc machiningsteel self-tapping screwtwisting-intwisting-outspecimenReferencesWang, Z. Surface Modification Process by Electrical Discharge Machining with a Ti Powder Green Compact Electrode / Z. Wang [et al.] // J. of Materials Processing Technology. – 2002. – No 129. – P. 139–142.Wang, Z. L., Fang, Y., Wu, P. N., Zhao, W. S., Cheng, K. (2002). Surface modification process by electrical discharge machining with a Ti powder green compact electrode. Journal of Material Processing Technology, 129 (1-3), 139-142. doi:10.1016/S0924-0136(02)00597-6.Harris, W. The Problem of Osteolysis / W. Harris // Clinical Orthopaedics and Related Research. – 1995. – No 311. – P. 46–53.Harris, W. (1995). The Problem of Osteolysis. Clinical Orthopaedics and Related Research, 311, 46–53. PubMed ID: 7634590Сирак, С. В. Микроскопическое изучение поверхности винтовых дентальных имплантатов для прогнозирования остеоинтеграции / С. В. Сирак, М. Г. Петрикова // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2014. – № 2. – С. 162–168.Sirak, S. V., Petrikova, M. G. (2014). Microscopic study of screw dental implant for osteo-integration forecasting. Mezhdunarodnyi zhurnal prikladnykh i fundamental'nykh issledovanii [International Journal of Applied and Fundamental Investigations], 2, 162–168 (in Russian).Mohri, N. Metal Surface Modification by Electrical Discharge Machining with Composite Electrode/ N. Mohri [et al.] // CIRP Annals - Manufacturing Technology. – 1993. – No 42 (1). – P. 219–222.Mohri, N., Saito, N., Tsunekawa, Y., Kinoshita, N. (1993). Metal Surface Modification by Electrical Discharge Machining with Composite Electrode. CIRP Annals - Manufacturing Technology, 42 (1), 219–222. doi: 10.1016/S0007-8506(07)62429-9.Kumar, S. Surface Modification by Electrical Discharge Machining: A review / S. Kumar [et al.] // Journal of Materials Processing Technology. – 2009. – No 209. – P. 3675–3687.Kumar, S., Singh, R., Singh, T. P., Sethi, B. L. Surface Modification by Electrical Discharge Machining: A review. Journal of Materials Processing Technology, 209, 3675–3687. doi:10.1016/j.jmatprotec.2008.09.032.Теоретическое обоснование рациональных параметров режима электроконтактной обработки проволочного инструмента / М. Г. Киселев [и др.] // Вестник ГГТУ имени П. О. Сухого. – 2012. – № 3. – С. 3–10.Kiselev, M. G., Drozdov, A. V., Moskalenko, A. V., Bogdan, P. S. (2012). Theoretical substantiation of rational parameters for electro-arc machining of wire tool. Vestn. Gomel'skogo gos. tekhn. un-ta imeni P. O. Sukhogo [Bulletin of Sukhoi State Technical University of Gomel], 3, 3–10 (in Russian).Модификация исходной поверхности проволочного инструмента с целью придания ей режущей способности путем применения электроконтактной обработки / М. Г. Киселев [и др.] // Вестник Белорусско-Российского университета. – 2012. – № 1(34). – С. 13–22.Kiselev, M. G., Drozdov, A. V., Moskalenko, A. V., Bogdan, P. S. (2012). Modification of initial wire tool surface with the purpose to provide cutting ability to it while using electro-arc machining. Vestnik Belorussko-Rossiiskogo universiteta [Bulletin of Belarusian-Russian University], 1(34), 13–22 (in Russian).Фотеев, Н. К. Технология электроэрозионной обработки / Н. К. Фотеев. – М.: Машиностроение, 1980. – 184 с.Foteev, N. K. (1980). Technology of electric erosion machining. ?oscow, Mashinostroyenie. 184 p. (in Russian).Влияние технологических режимов механизированного электроискрового легирования на качество получаемой поверхности / Ю. Н. Петров [и др.] // Электронная обработка материалов. – 1965. – № 3. – С. 45–49.Petrov, Iu. N., Dekhtiar', L. I., Safronov, I. I. (1965). Influence of technological regimes of mechanized electro-spark doping on the quality of the obtained surface. Elektonnaya obrabotka materialov [Electronic material machining], 3, 45–49 (in Russian).Соколов, И. А. Механизация процесса электроискрового легирования / И. А. Соколов // Электронная обработка материалов. – 1975. – № 1. – С. 33–34.Sokolov, I. ?. (1975). Mechanization of electro-spark doping process. Elektonnaya obrabotka materialov [Electronic material machining], 1, 33–34 (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.