УДК 621.91.01. © Кушназаров И.К, Мардонов Б.Т, Шеров К.Т. 2007 г.
Качественная работа
узлов подвижных меха- низмов, работающих на больших скоростях или в условиях тяжелых нагрузок, зависит от изменения зазоров в сопрягаемых поверхностях. Их величина связана с закономерностями интенсивности износа сопрягаемых поверхностей пар трения и показате- лями, характеризующими текущее состояние мик- рогеометрии этих поверхностей.
Нами разработана технология многолезвийной ротационной обработки (МРО), позволяющая регу- лировать в широких диапазонах показатели упроч- нения и микрогеометрию обработанной поверхно- сти.
Глубина распространения наклепа h
H может также служить одним из показателей качества об- работанного МРО изделия. В некоторых техноло- гических операциях этот параметр может оговари- ваться. Поэтому, актуальность рассматриваемого вопроса определяется его практическим примене- нием.
Глубина h
H в первую очередь зависит от разме- ров контактной площадки, механических свойств и структуры обрабатываемого материала, а также от режимов обработки.
Размеры контактной площадки определяют
ве- личину удельной нагрузки, если известно значение нормального давления, выраженное через значение Р
у. Но последнее определяется линейным размером
1) 2)
3)
Рис. 1. Фотографии микроструктур, использованных для определения глубины наклёпа, градиента твердо- сти и текстуры: 1)
=120
о С; 2)
=620
о С; 3)
=820
оС V=0,5 м/с, 12Х18Н10Т
длины контакта по задней поверхности и значением кинематического заднего угла α
кин. Вопрос опреде- ления α
кин требует более подробного рассмотрения. Ограничимся рассмотрением влияния давления, определявшегося через измерение составляющей силы резания Р
у в условиях изменения обрабаты- ваемых материалов и режимов резания. При этом, геометрия инструмента неизменна. Постоянным выбирался угол установки β
у, так как в этих услови- ях площадка контакта практически мало изменяет- ся.
В табл. и на фотографиях (рис. 1 и 2) измерения микротвердости методом «косого среза» приведены результаты экспериментального определения глу- бины наклепа h
н, значение которой определялось посредством измерения распределения твердости в деформированном слое. Значение ординаты, соот- ветствующей исходной твердости обрабатываемого материала, если направить ось Х вглубь от обрабо- танной поверхности, соответствует
значению глу- бины наклепа hн.
При одинаковых значениях Р
у глубина наклепа тем больше, чем ниже предел текучести материала σ
т и разница между σ
т и σ
в (т.е. чем больше запас пластичности этого материала). Например, при зна- чении Р
у =2000 глубина h
н у образцов Ст.45 соста- вила 2,6 мм, а у долотной стали 17ХН4МА, имею- щей
более высокий предел текучести, - всего 1,4 мм, следовательно на деталях более “мягких” более глубокий наклеп получается при меньших значени- ях Р
у по сравнению с более твердыми и прочными материалами (см. чугун).
При обработке с силами, превышающими опти- мальные, глубина наклепа продолжает расти, но на поверхности наблюдается перенаклеп и снижение твердости. А это отрицательно сказывается на экс- плуатационных свойствах деталей машин.
Так в процессах резания традиционными резца- ми у поверхности,
как правило, наблюдается мень- шая твердость, затем она увеличивается и посте- пенно снижается, что говорит [1-3] о наличии не- благоприятных растягивающих напряжений на об- работанной поверхности. Распределение твердости в этом случае имеет вид приведенный на рис. 3.
Из рис. 3 видно, что можно выделить 3 зоны. Первая, перенаклепанная, очень малой толщины. В этой зоне напряжения неблагоприятные. Чаще всего там же ближе к началу оси Х наблюдаются пленки окислов. Эта зона первоначально формируется как следствие воздействия сил из плоскости сдвига и могла бы быть продолжением зоны II. Но прохож-
дением контакта с задней поверхностью резца как результат работы трения скольжения с площадкой износа, формируется зона I такой как это изображе- но на схеме. Такая же (но менее ярко выраженная) схема получается при резании однолезвийным ро- тационным резцом с большим положительным по величине задним углом.
В
случае же МРО по способу, который рассмат- ривается в данной работе, схема распределения твердости по оси Х иная.
На рис. 4 приведены результаты измерения рас- пределения твердости по глубине наклепанного слоя при резании стали Ст 45. Твердость измеря- лась по методу «косого среза».
Изменение скорости обработки от малых значе- ний до 3,33 м/с не оказывает существенного влия- ния на упрочнение. Поэтому распространено мне- ние, что эффективность упрочнения не зависит от скорости. Однако, на наш взгляд, наиболее важным является изменение градиента твердости. С увели- чением скорости градиент растет, а глубина накле- па снижается весьма заметно.
Учитывая изложенное,
можно констатировать, что при МРО удаётся избавиться от появления пе- ренаклепанного или окисленного слоя прилежащего к обработанной поверхности. Кроме этого, немало- важным является тот факт, что градиент твердости может регулироваться за счет давления или путем изменения режимов обработки. Анализ данных, приведенных на рис. 4, показывает, что при работе по этой технологии зона I, показанная на схеме (рис. 3), отсутствует.
Следовательно, интенсивность начального износа обработанной поверхности дета- лей уменьшится. Учитывая тот факт, что шерохова- тость этой поверхности, в нашем случае, имеет меньшие значения, а также неровности более поло- гие (т.е. t
р–относительная длина опорной поверхно- сти на верхних сечениях в 2-3 раза больше) практи- чески возможно стабилизировать изнашивание по- верхности в начальный период эксплуатации.
Приведенные результаты позволяют сделать
Do'stlaringiz bilan baham: 
