Алмазное выглаживание поверхностного слоя деталей машин и выбор оптимального режима выглаживания | Статья в журнале «Молодой ученый»

Автор:

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №5 (109) март-1 2016 г.

Дата публикации: 22.02.2016

Статья просмотрена: 520 раз

Библиографическое описание:

Бафаев Д. Х. Алмазное выглаживание поверхностного слоя деталей машин и выбор оптимального режима выглаживания // Молодой ученый. — 2016. — №5. — С. 16-18. — URL https://moluch.ru/archive/109/26077/ (дата обращения: 15.11.2018).

 

В данной статье приведены материалы о методах алмазного выглаживания поверхностного слоя деталей машин и выбор оптимального режима выглаживания.

Ключевые слова:поверхностно пластическое деформирование, алмазное выглаживание, обрабатываемая поверхность, сила выглаживания, оптимальный режим выглаживания.

 

При изготовлении и эксплуатации деталей машин на их поверхностях образуются неровности и микронеровности, а слой металла, непостредственно прилегающий к поверхности, изменяет структуру, фазовый и химический состав, в нем возникают остаточные напряжения. А надежность работы технологических машин непостредственно связана с качеством поверхностного слоя деталей, которое характеризуется геометрическими и физико-механическими параметрами. В связи с интенсификацией эксплуатационных процессов, увеличением скоростей перемещения рабочих органов, повышением температур и давлений роль качества поверхностного слоя значительно возрастает. Связь характеристик качества поверхностного слоя с эксплуатационными свойствами деталей свидетельствует о том, что оптимальная поверхность должна быть достаточно твердой, должна иметь сжимающие остаточные напряжения, мелкодисперсную структуру, сглаженную форму микронеровностей с большой площадью опорной поверхности.

В условиях эксплуатации поверхностный слой детали подвергается наиболее сильному физико-химическому воздействию: механическому, тепловому, магнитоэлектрическому, световому, химическому и др. В большинстве случаев у деталиначинают ухудшаться служебные свойства поверхности, например, износ, эрозия, кавитация, коррозия, усталостные трещины и другие разрушения развиваются в начале на поверхности. Поэтому к поверхностному слою предъявляются обычно более высокие требования, чем к основной масссе детали.

Основными причинами возникновения микронапряжений являются неоднородность пластической деформации и локальный, неоднородный нагрев металла поверхностного слоя, а при наличии превращений — разность объемов возникающих структур. Микронапряжения являются следствием фазовых превращений, изменения температуры, анизотропии механических свойств отдельных зерен и распада зерен на блоки при пластической деформации.

Как известно, в практике используются статические и ударные методы поверхностно пластических деформаций. При статических методах обработки инструмент, рабочие тела или среда воздействуют на обрабатываемую поверхность с определенной постоянной силой P, происходит плавное перемещение очагов воздействия, которые последовательно проходят всю поверхность, подлежащую обработке. При этом инерционные силы не оказывают существенного влияния на поверхностно пластических деформациях. К таким методам относятся различные виды выглаживания и накатывания, а также метод однократного обжатия обрабатываемой поверхности без перемещения очагов воздействия.

Алмазное выглаживание является одним из передовых статических методов поверхностно пластического деформирования. Выглаживание заключается в пластическом деформировании обрабатываемой поверхности скользящим по ней инструментом — выглаживателем. Инструмент раздвигает металл, образуя канавку на поверхности. При этом создаются тир вида очагов деформирования в зависимости от соотношения глубин внедрения инструмента и исходных параметров шероховатости (рис.1, а).

D:\Notebook\disk D\БАФОЕВ\МАКОЛА\МАКОЛА-2015-16\img002.jpg

Рис. 1. Выглаживание: а — соотношения между глубиной канавки и высотой микронеровностей; б — очаг деформации; в — схема деформирования в направлении подачи; г — схема деформирования в направлении скорости.

 

Контур контакта передней полусферы наконечника с деталью достаточно точно описывает дуга окружности (рис.1, б), соответствующая углу 𝜶, и парабола . Область контакта задней полусферы наконечника ограничиваетчя дугой , которая может быть аппроксимирована дугой эллипса.

Площадь контакта наконечника сферической формы с деталью равна сумме площадей полуэллипса , сектора окружности и праболического полусегмента минус площадь треугольника .

После прохождения инструмента по поверхности происходит частичная компенсация деформации на величину (рис.1, в,г). Контакт инструмента с обрабатываемой поверхностью в сечении происходит в направлении подачи по дуге ; в направлении скорости — по дуге . Вследствие того, что перед выглаживателем образуется валик пластически деформированного металла, передняя полуповерхность выглаживателя нагружена гораздо больше (контакт по дугам и ), чем задняя полуповерхность (контакт по дугам и ). По этой же причине, а также вследствие адгезионного взаимодействия между деталью и инструментом в процессе выглаживания возникает осевая сила и тангенциальная составляющая силы .

После каждого оборота обрабатываемой детали канавка — след выглаживателя — перемещается в осевом направлении на расстояние, равное подаче S, происходит многократное перекрытие ее при последующих оборотах обрабатываемой детали, так как ширина канавки больше подачи.

В результате пластического деформирования обрабатываемой поверхности сглаживаются исходные неровности и образуется новый микрорельеф поверхности со значительно меньшей высотой неровностей профиля . Размер детали уменьшается на величину остаточной деформации .

Исходными параметрами, определяющими протекание процесса на кромках детали, является предварительный натяг, который задается до начала выглаживания, и сила выглаживания.

При оптимальных значениях силы выглаживания исходные неровности полностью сглаживаются и образуется шероховатость, обусловленная самим процессом выглаживания, связанным с подачей. Далнейшее увеличение силы выглаживания увеличивает пластические искажения, высота неровностей возрастает по сравнению с наименьшей, поверхностьные слои могут разрушиться и могут появиться трещины.

Оптимальные значение силы выглаживания определяют по следующим формулам:

        для закаленных сталей

 

        для материалов невысокой и средней твердости

 

где  — твердость обрабатываемой поверхности по Виккерсу;  — диаметр обрабатываемой поверхности, мм;  — радиус рабочей части алмаза, мм.

Сила выглаживания, больше 200–250 Н для деталей из высокопрочных материалов и больше 100–150 Н для деталей из материалов средней твердости, как правило, нецелесообразна.

Основным критерием выбора радиуса сферы инструмента является твердость материала обрабатываемой заготовки: для деталей из мягких сталей и цветных сплавов этот радиус должен составлять 2,5–3,5 мм, для деталей из материалов средней твердости — 1,5–2,5 мм, для деталей из высокопрочных сталей () — 1,0–1,5 мм.

Оптимальные режимы выглаживания для достижения максимального упрочнения несколько «жестче», чем для достижения минимального параметра шероховатости. Для максимального упрочнения следует на 15–40 % увеличить силу выглаживания или на 10–30 % уменьшить радиус инструмента, можно одновременно несколько «ужесточить» оба эти параметра. При выглаживании с оптимальными режимами обеспечивается степень упрочнения 25–30 % при глубине упрочненного слоя до 0,4 мм и создаются сжимающие остаточные напряжения до 1,2 ГПа.

 

Литература:

 

  1. Л. Г. Одинцов. Упрочнение и отделка деталей поверхностным пластическим деформированием. Справочник., М.: Машиностроение, 1987, 328 с.
  2. Повышение прочности и долговечности деталей машин поверхностным пластическим деформированием/Под.ред. И. В. Кудрявцева//ЦНИИТМАШ.Кн. № 90, 1970, 152 с.
Основные термины (генерируются автоматически): обрабатываемая поверхность, сила выглаживания, пластическое деформирование, деталь, оптимальный режим выглаживания, алмазное выглаживание, максимальное упрочнение, направление подачи, направление скорости, пластическая деформация.


Ключевые слова

поверхностно пластическое деформирование, алмазное выглаживание, обрабатываемая поверхность, сила выглаживания, оптимальный режим выглаживания.

Похожие статьи

Технологическое приспособление для поверхностного...

Ключевые слова: поверхностно пластическое деформирование, алмазное выглаживание, сила выглаживания, оптимальный режим выглаживания, приспособления.

Эффективный способ упрочнения обработки поверхностного...

Алмазное выглаживание поверхностного слоя деталей машин и выбор оптимального режима выглаживания. Эффективный способ упрочнения обработки поверхностного слоя оборудования легкой промышленности.

Упрочнение поверхностного слоя деталей машин виброударной...

Алмазное выглаживание поверхностного слоя деталей машин и выбор оптимального режима выглаживания. Упрочнение деталей автомобилей типа «вал» и «ось».

Эффективный способ упрочнения обработки поверхностного...

Если при обработке статическими методами поверхностного пластического деформирования (обкатывание шаром или роликом, алмазное выглаживание, поверхностное дорнование и т. д.) инструменту сообщают дополнительно ультразвуковые колебания с частотой...

Диагностирование и выбор оптимального способа...

Алмазное выглаживание поверхностного слоя деталей машин и выбор оптимального режима выглаживания. Анализ способов восстановления корпусных деталей транспортно-технологических машин и комплексов.

Упрочнение деталей автомобилей типа «вал» и «ось»

- Чеканка – ударное воздействие на обрабатываемую поверхность с целью придания более высокой твердости путем пластического деформирования. В отличии от выглаживания и обкатки не требует вращения обрабатываемой детали и позволяет упрочнять...

Плазменная наплавка, упрочнение и выбор способа...

Алмазное выглаживание поверхностного слоя деталей машин и выбор оптимального режима выглаживания. Анализ способов восстановления корпусных деталей транспортно-технологических машин и комплексов.

Разработка методики и средств ремонта кузовных деталей...

Обработка дробью (ОД) относится к методам отделочно-упрочняющей обработки деталей поверхностно-пластическим деформированием (ППД). Обработка дробью осуществляется ударами дроби по деформируемому материалу и используется для упрочнения деталей и...

Технологическое приспособление для поверхностного...

Ключевые слова: поверхностно пластическое деформирование, алмазное выглаживание, сила выглаживания, оптимальный режим выглаживания, приспособления.

Эффективный способ упрочнения обработки поверхностного...

Алмазное выглаживание поверхностного слоя деталей машин и выбор оптимального режима выглаживания. Эффективный способ упрочнения обработки поверхностного слоя оборудования легкой промышленности.

Упрочнение поверхностного слоя деталей машин виброударной...

Алмазное выглаживание поверхностного слоя деталей машин и выбор оптимального режима выглаживания. Упрочнение деталей автомобилей типа «вал» и «ось».

Эффективный способ упрочнения обработки поверхностного...

Если при обработке статическими методами поверхностного пластического деформирования (обкатывание шаром или роликом, алмазное выглаживание, поверхностное дорнование и т. д.) инструменту сообщают дополнительно ультразвуковые колебания с частотой...

Диагностирование и выбор оптимального способа...

Алмазное выглаживание поверхностного слоя деталей машин и выбор оптимального режима выглаживания. Анализ способов восстановления корпусных деталей транспортно-технологических машин и комплексов.

Упрочнение деталей автомобилей типа «вал» и «ось»

- Чеканка – ударное воздействие на обрабатываемую поверхность с целью придания более высокой твердости путем пластического деформирования. В отличии от выглаживания и обкатки не требует вращения обрабатываемой детали и позволяет упрочнять...

Плазменная наплавка, упрочнение и выбор способа...

Алмазное выглаживание поверхностного слоя деталей машин и выбор оптимального режима выглаживания. Анализ способов восстановления корпусных деталей транспортно-технологических машин и комплексов.

Разработка методики и средств ремонта кузовных деталей...

Обработка дробью (ОД) относится к методам отделочно-упрочняющей обработки деталей поверхностно-пластическим деформированием (ППД). Обработка дробью осуществляется ударами дроби по деформируемому материалу и используется для упрочнения деталей и...

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Технологическое приспособление для поверхностного...

Ключевые слова: поверхностно пластическое деформирование, алмазное выглаживание, сила выглаживания, оптимальный режим выглаживания, приспособления.

Эффективный способ упрочнения обработки поверхностного...

Алмазное выглаживание поверхностного слоя деталей машин и выбор оптимального режима выглаживания. Эффективный способ упрочнения обработки поверхностного слоя оборудования легкой промышленности.

Упрочнение поверхностного слоя деталей машин виброударной...

Алмазное выглаживание поверхностного слоя деталей машин и выбор оптимального режима выглаживания. Упрочнение деталей автомобилей типа «вал» и «ось».

Эффективный способ упрочнения обработки поверхностного...

Если при обработке статическими методами поверхностного пластического деформирования (обкатывание шаром или роликом, алмазное выглаживание, поверхностное дорнование и т. д.) инструменту сообщают дополнительно ультразвуковые колебания с частотой...

Диагностирование и выбор оптимального способа...

Алмазное выглаживание поверхностного слоя деталей машин и выбор оптимального режима выглаживания. Анализ способов восстановления корпусных деталей транспортно-технологических машин и комплексов.

Упрочнение деталей автомобилей типа «вал» и «ось»

- Чеканка – ударное воздействие на обрабатываемую поверхность с целью придания более высокой твердости путем пластического деформирования. В отличии от выглаживания и обкатки не требует вращения обрабатываемой детали и позволяет упрочнять...

Плазменная наплавка, упрочнение и выбор способа...

Алмазное выглаживание поверхностного слоя деталей машин и выбор оптимального режима выглаживания. Анализ способов восстановления корпусных деталей транспортно-технологических машин и комплексов.

Разработка методики и средств ремонта кузовных деталей...

Обработка дробью (ОД) относится к методам отделочно-упрочняющей обработки деталей поверхностно-пластическим деформированием (ППД). Обработка дробью осуществляется ударами дроби по деформируемому материалу и используется для упрочнения деталей и...

Технологическое приспособление для поверхностного...

Ключевые слова: поверхностно пластическое деформирование, алмазное выглаживание, сила выглаживания, оптимальный режим выглаживания, приспособления.

Эффективный способ упрочнения обработки поверхностного...

Алмазное выглаживание поверхностного слоя деталей машин и выбор оптимального режима выглаживания. Эффективный способ упрочнения обработки поверхностного слоя оборудования легкой промышленности.

Упрочнение поверхностного слоя деталей машин виброударной...

Алмазное выглаживание поверхностного слоя деталей машин и выбор оптимального режима выглаживания. Упрочнение деталей автомобилей типа «вал» и «ось».

Эффективный способ упрочнения обработки поверхностного...

Если при обработке статическими методами поверхностного пластического деформирования (обкатывание шаром или роликом, алмазное выглаживание, поверхностное дорнование и т. д.) инструменту сообщают дополнительно ультразвуковые колебания с частотой...

Диагностирование и выбор оптимального способа...

Алмазное выглаживание поверхностного слоя деталей машин и выбор оптимального режима выглаживания. Анализ способов восстановления корпусных деталей транспортно-технологических машин и комплексов.

Упрочнение деталей автомобилей типа «вал» и «ось»

- Чеканка – ударное воздействие на обрабатываемую поверхность с целью придания более высокой твердости путем пластического деформирования. В отличии от выглаживания и обкатки не требует вращения обрабатываемой детали и позволяет упрочнять...

Плазменная наплавка, упрочнение и выбор способа...

Алмазное выглаживание поверхностного слоя деталей машин и выбор оптимального режима выглаживания. Анализ способов восстановления корпусных деталей транспортно-технологических машин и комплексов.

Разработка методики и средств ремонта кузовных деталей...

Обработка дробью (ОД) относится к методам отделочно-упрочняющей обработки деталей поверхностно-пластическим деформированием (ППД). Обработка дробью осуществляется ударами дроби по деформируемому материалу и используется для упрочнения деталей и...

Задать вопрос