Назад
ПОВЫШЕНИЕ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ ДЕТАЛЕЙ МАШИН ЗА СЧЕТ ВЫБОРА РАЦИОНАЛЬНЫХ МЕТОДОВ И УСЛОВИЙ
ИХ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ
Степутина Т.А., Самофалова М.А., Кирютенко О.М., Ивченко Т. Г.
(ДГМА, г. Краматорск, ДонНТУ, г. Донецк, Украина)
Важнейшей эксплуатационной характеристикой деталей машин является износостойкость, так как для большинства машин основной причиной отказов является достижение предельно допустимого уровня износа их наиболее ответственных деталей. В связи с этим повышение износостойкости деталей машин является весьма актуальной задачей как на стадии их проектирования, так и изготовления.
Износостойкость деталей машин в значительной мере зависит от состояния их поверхностного слоя, формируемого на окончательных операциях механической обработки. Несмотря на достаточно большое количество информации по технологическому обеспечению параметров поверхностного слоя [1,2], практически отсутствуют рекомендации по количественным оценкам достигаемых при этом параметров износостойкости.
Целью настоящей работы является сравнение различных методов обработки внутренних поверхностей вращения по критерию относительного изменения износостойкости с учетом всего комплекса параметров поверхностного слоя и условий механообработки.
Относительный показатель изменения износостойкости устанавливается на основании известного уравнения интенсивности изнашивания [1], в зависимости от изменения относительных показателей параметров поверхностного слоя, определенных в сравнении с показателями, принятыми за базу, следующим образом [3]:
(1)
где относительные показатели определены для следующих параметров:
Ra - среднее арифметическое отклонение профиля;
Wz - параметр волнистости;
Hmax – максимальное макроотклонение;
- коэффициент, учитывающий поверхностные остаточные напряжения;
tm - относительная опорная длина профиля на уровне средней линии;
Sm - средний шаг неровностей;
- поверхностная микротвердость.
На основании анализа данных справочно-нормативной литературы [2] по достижимым параметрам поверхностного слоя деталей машин для различных методов обработки внутренних поверхностей вращения определены значения относительных показателей параметров поверхностного слоя в сравнении с чистовым растачиванием, представленные в табл. 1.
Таблица 1 – Относительные параметры поверхностного слоя деталей и относительные показатели изменения интенсивности изнашивания Io при различных методах обработки внутренних поверхностей вращения
Полученные результаты свидетельствуют о возможности в 1,25-1,3 раза повышения износостойкости внутренних поверхностей вращения, например, основных отверстий корпусных деталей, обработка которых в большинстве случаев заканчивается чистовым растачиванием, за счет использования тонкого растачивания. Использование же методов отделочно-упрочняющей обработки - раскатывания и выглаживания позволяет повысить износостойкость внутренних поверхностей вращения в 2-5 раз.
Возможность повышения износостойкости за счет выбора рациональных условий механической обработки исследована для чистового растачивания на основании известных уравнений связи параметров поверхностного слоя с параметрами обработки [2]:
(2)
(3)
(4)
(5)
где
V - скорость резания;
S – подача;
t - глубина резания;
r - радиус при вершине резца;
- передний угол резца;
- задний угол резца;
jст - статическая жесткость станка;
ki - постоянные коэффициенты, определяемые по справочно-нормативным данным.
Относительный показатель изменения износостойкости устанавливается на основании относительных показателей параметров обработки в сравнении параметрами, принятым за базу (например, с параметрами, оп-тимальными по производительности или себестоимости): Vo =V/Vб и т.д.:
(6)
Графики двухпараметрической зависимости относительного показателя изменения износостойкости Io от относительных показателей скоро-сти резания Vo и подачи So, представлены в виде линий уровня на рис. 1.
Рисунок 1 – Влияние на отно-сительную износостойкость Io относительных показателей скорости резания Vo и подачи So при чистовом растачивании
Представленные графики позволяют учитывать одновременное влияние изменения скорости резания и подачи на износостойкость. Линия уровня Io = 1 соответствует базовому варианту обработки, по остальным линиям уровня может прогнозироваться изменение износостойкости при изменении режимов резания.
При выборе рациональных параметров механической обработки повышение износостойкости может быть достигнуто за счет увеличения в сравнении с базовыми значениями скорости резания и подачи, а также уменьшения переднего угла, оказывающих наибольшее влияние на изно-состойкость.
Таким образом, предложенная методика позволяет с учетом всего комплекса параметров поверхностного слоя количественно оценивать по-вышение износостойкости деталей при различных методах и условиях ме-ханообработки и обоснованно выбирать наиболее рациональные из них.
Список литературы:
1. Суслов А.Г. Качество поверхностного слоя деталей машин. - М.: Машиностроение, 2000. - 320с.
2. Качество машин: Справочник. В 2 т. Т.1 / А.Г. Суслов, Э.Д. Браун, Н.А. Виткевич и др. - М.: Машиностроение, 1995.-256с.
3. Ивченко Т.Г., Польченко В.В., Сагуленко Н.Г. Влияние параметров механообработки на износостойкость деталей машин. / Материалы региональной научно-технической конференции. – Донецк: ДонГТУ, 2000.-С. 29-31.
// Машинознавство і деталі машин // Матеріали 6-ої регіональної науково-методичної конференції. - Донецьк: ДонНТУ, 2004.
Назад