Zh. K. Mussina

Loss of tightness of the sealing surfaces of pipe fittings is one of the most common causes of pipeline failures. The most loaded valve assembly is the wedge gate, which operates under harsh conditions of tribological wedge–saddle contact with significant pressure drops and intense flow dynamics. When the wedge is planted and moving, local stresses on the sealing chamfers can exceed the yield strength of the material, causing adhesive setting, scuffing, and intense plastic shear of the surface layer. The additional effect of hydrodynamic factors of the working environment – cavitation and waterjet erosion – significantly accelerates the destruction of the microstructure of structural steels and surfacing materials. Timely prevention of node failure requires a comprehensive analysis of the processes in the contact area, combining numerical modeling with metallographic studies. Joint numerical modeling makes it possible to determine with high accuracy the location of the zones of maximum equivalent stresses according to Mises, taking into account the physical and mechanical properties of the working medium. A comparison of the calculated stress concentration zones with metallography data and microhardness profiles reveals the physical nature of corrosion-mechanical and erosive wear. Thus, pitting corrosion and cavitation destruction prevail in the aquatic environment; high-speed gas flows provoke intense erosive wear; and viscous petroleum products change the distribution of the lubricating layer and contact pressure. The formation of wear-resistant surface layers through corrosion resistant surfacing and surface plastic deformation reduces the destruction of the microstructure and prevents the nucleation of microcracks. A reasonable choice of the geometry of the contact pair and the technological parameters of hardening ensures that the required sealing class of the gate according to GOST 9544-2015 is maintained throughout the entire standard service life of the valve. Keywords: wedge gate, tribo-tension, contact interaction, stress-strain state, microstructure, microhardness, working medium, computer modeling.

В статье рассмотрен процесс ротационной токарной обработки наружных поверхностей с применением ротационного безвершинного поворотного токарного резца со стружколомом. Актуальность исследования обусловлена необходимостью повышения стойкости режущего инструмента, снижения локальных перегрузок в зоне резания, а также обеспечение более равномерного использования режущей кромки. Выполнен анализ существующих схем токарной обработки, включая традиционную, косоугольную, ротационную, вибрационно-ассистированную и прецизионную обработку. Более подробно описана ротационная схема с самовращающейся режущей пластиной, позволяющая перераспределять силовую и тепловую нагрузку по окружности кромки. Представлена конструкция ротационного безвершинного резца, который включает вращающуюся ось, режущую пластину, подшипниковый узел, державку и механизм поворота угла наклона режущей кромки. Для оценки работоспособности инструмента разработана модель износа, учитывающая динамику самовращения, компоненты сил резания, нормальное давление и вероятностный характер контакта со срезаемым слоем. Выполнен конечно-элементный анализ напряжённо-деформированного состояния режущей пластины при различных диаметрах, углах наклона и схемах закрепления. Установлено, что увеличение диаметра пластины снижает максимальные напряжения, а применение ротационной схемы с поворотным подшипниковым узлом уменьшает уровень напряжений в 9–12 раз по сравнению с жёстким закреплением. Полученные результаты подтверждают эффективность предложенной конструкции для повышения долговечности инструмента и устойчивости процесса резания. Ключевые слова: ротационное точение, безвершинный резец, самовращающаяся пластина, стружколом, износ, напряжённо-деформированное состояние, конечно-элементное моделирование.

Данная статья посвящена разработанному новому металлорежущему инструменту – резцовой сборной развёртке с регулируемыми безвершинными зубьями по винтовой линии и грязевыми канавками обеспечивающей более высокую точность, стойкость и качество обрабатываемой поверхности, новизна конструкции подтверждена патентом на полезную модель. В новом инструменте предусмотрены: регулирование зубьев-резцов перемещением в осевом направлении Δ – величина смещения зубьев-резцов для увеличения диаметра под заточку и грязевые канавки на корпусе развёртки для предотвращения усиленного износа и задиров направляющих; зубья-резцы развёртки, установленные в пазы со смещением, друг относительно друга вдоль оси, где первый зуб-резец развёртки работает как расточной резец, а остальные зубья-резцы по винтовой линии калибруют отверстие; с целью увеличения срока службы зубьев-резцов их основание и пазы выполняют под некоторым углом ε и θ, для возможности компенсации потери размера резца по высоте, настройка на заданный размер выполняется микрометрической гайкой-лимбом. Для исключения сдвига зубьев-резцов в осевом направлении от сил резания предусмотрены: разрезное кольцо, состоящее из двух частей, передние и задние продольные упорные пластины. За счёт изменения условий работы направляющих элементов и конструкции путём выполнения грязевых канавок и регулирования зубьев-резцов увеличивается износостойкость, улучшается качество обработанной поверхности как следствие улучшения центрирования развёртки в отверстии, продлевают срок службы резцов и снижают себестоимость обработки. Ключевые слова: развёртка, металлорежущий инструмент, безвершинные зубья, точность, стойкость, шероховатость.

The article analyses the impact of origin certification on the export activity and competitiveness of Kazakhstani machine-building enterprises in the Pavlodar region. Based on an online survey of representatives from 16 enterprises, it was found that most of them recognise the strategic role of confirming the origin of machine parts and components. Certification is used to strengthen trust on the part of foreign partners, simplify customs procedures and expand participation in international tenders. At the same time, systemic problems have been identified that are related not only to administrative barriers, but also to the need to increase the transparency and traceability of engineering and technical products. It is noted that the origin of the materials used directly affects the quality and safety of the final machine-building structures, and traditional paper certificates are losing credibility in the global market. Based on the data obtained, measures have been proposed to modernise the mechanisms for certifying origin, which will reduce the administrative burden and turn this process into a tool for increasing the competitiveness of domestic manufacturers of machine-building products in foreign markets. Keywords: certification, origin, export, mechanical engineering, traceability, technical goods, trade barriers.

The article discusses increasing the productivity of thread cutting on a CNC lathe using a combined tool – a comb-type cutter. The tool consists of several consecutively arranged cutting teeth that provide sequential boring and thread cutting, combining roughing and finishing operations in a single pass. Experimental studies were carried out on St20 steel blanks with a diameter of 30 mm. The cutting speed ranged from 40 to 70 m/min, the feed from 0.12 to 0.18 mm/rpm. At the same time, the thread processing time was reduced from 60 seconds (traditional chisel) to 32 seconds (comb cutter). The wear of the cutting edges under optimal conditions was 0.18 mm, which is 28 % less than with a classic tool. The quality of the thread profile corresponds to GOST 24705-81 with a surface roughness of no more than Ra 1.6 microns. The comb cutter reduces vibrations and ensures uniform load distribution between the teeth, which increases tool life and processing stability. The recommended optimal modes are a speed of 60 m/min, a feed of 0.15 mm/rpm. This technology makes it possible to increase threading productivity by 40–47 %, reduce cost and increase tool life, which makes it promising for mass production. Keywords: comb cutter, threading, combined tool, productivity, cutting modes, tool wear, thread quality, metalworking.

В статье представлено экспериментальное исследование влияния наплавки сварочной проволокой Св10Х17Т на трибологические свойства стальных образцов. Актуальность работы связана с необходимостью повышения ресурса деталей, работающих в условиях трения, при этом снижения затрат на их обслуживание и ремонт. Авторами проведены комплексные лабораторные испытания с использованием различных условий: сухое трение, трение в водной и маслосодержащей средах. В ходе эксперимента измерялись коэффициент трения, момент трения, температура в зоне контакта, потеря массы, глубина износа, микротвёрдость поверхности до и после испытаний, а также шероховатость. Установлено, что наплавка улучшает износостойкость, снижает силу трения и повышает микротвёрдость поверхности, особенно в условиях длительного контакта без смазки. Микроструктурный анализ подтвердил формирование устойчивого наклёпанного слоя с деформационным упрочнением и частичной термообработкой. Полученные результаты показывают, что наплавка позволяет восстановить или даже улучшить первоначальные свойства материалов, обеспечивая более длительный срок службы. Работа имеет практическую ценность и может быть использована в сфере машиностроения и технического обслуживания оборудования, включая ремонт турбин, редукторов, подшипников, зубчатых передач и других узлов. Ключевые слова: наплавка, износостойкость, микротвёрдость, трение, машиностроение.

В данной статье представлен интегрированный подход к математическому моделированию процесса износа при ротационной обработке металлов с использованием инструмента с самовращающейся режущей кромкой. Разработанная модель объединяет динамику вращения режущей пластины, основанную на расчёте моментов, создаваемых основными компонентами сил резания, с учётом инерционных эффектов и трения в подшипниковом узле, а также локальный процесс износа, характеризуемый стохастическим описанием контакта инструмента с заготовкой. Особое внимание уделяется влиянию самовращения, которое обеспечивает равномерное распределение нагрузки по всей окружности режущей кромки, значительно снижая локальные перегрузки и продлевая срок службы инструмента. Математическая модель описывает динамику вращения и накопление износа с использованием теоретико-вероятностного подхода, что позволяет учитывать как детерминированные, так и случайные аспекты процесса резания. Для численного решения уравнений динамики и износа используется метод Эйлера, а для моделирования случайных флуктуаций контакта — метод Монте-Карло. Реализованная программа на Python демонстрирует практическую применимость предложенного подхода посредством визуализации распределения износа по угловой координате, динамики угловой скорости инструмента и эволюции износа отдельных сегментов. Полученные результаты могут стать основой для разработки рекомендаций по оптимизации процессов токарной обработки и других видов обработки с использованием инструментов с самовращающейся режущей кромкой. Ключевые слова: математическое моделирование, износ инструмента, ротационная обработка, самовращающаяся кромка, стохастическое моделирование, метод Монте-Карло.

This paper deals with hole-enlarging multiflute drill processing. The analysis of existing structures, their advantages and disadvantages is carried out. Cutting conditions during hole-enlarging multiflute drill processing are shown. A new design of hole-enlarging multiflute drill as a hole-enlarging multiflute drill-broaching tool from broaching-speed steel with carbide plates, as well as a new way of handling the new tools is offered. Hole-enlarging multiflute drill-broaching combines the features of hole-enlarging multiflute drill (in cross section) and the features of broaching tool (in longitudinal section). In this way, it was possible to increase the quality of hole making (size variance, surface roughness), to facilitate the cutting conditions and to increase the durability. The results of prototypes testing are presented.