Источник: // Машинознавство / Матеріали 7-ої регіональної науково-методичної конференції. — Донецьк: ДонНТУ, 2005. — С.24-26.
Повышение износостойкости деталей является важнейшим резервом роста надежности изделий в эксплуатации, так как именно достижение предельно допустимого износа наиболее ответственных деталей является основной причиной выхода из строя большинства машин.
В связи с этим весьма актуальной задачей является исследование технологических возможностей методов механообработки в повышении износостойкости деталей машин.
Согласно современным представлениям, эксплуатационные свойства деталей, в том числе и износостойкость, взаимосвязаны с целым комплексом параметров состояния поверхностного слоя. Однако, в настоящее время при назначении технологических регламентов механообработки, как правило, учитывается лишь один показатель шероховатости — среднее арифметическое отклонение профиля Ra.
Произведём сравнение различных методов обработки плоских и цилиндрических поверхностей 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, в зависимости от изменения относительных показателей параметров поверхностного слоя, определенных в сравнении с показателями, принятыми за базу, следующим образом:
|
|
где Rоa — среднее арифметическое отклонение профиля; Wоz — параметр волнистости; Hоmax — максимальное макроотклонение; λо — коэффициент, учитывающий остаточные поверхностные напряжения; tоm — относительная опорная длина профиля на уровне средней линии; Sоm — средний шаг неровностей; Hоμ — поверхностная микротвердость — относительные показатели, определенные по сравнению с базовыми
Относительные показатели рассчитываются на основании сопоставления достижимых параметров поверхностного слоя сравниваемых методов обработки, достаточно широко представленных в справочно-нормативной литературе. Осуществим анализ методов лезвийной, алмазно-абразивной и отделочно-упрочняющей обработок наружных и внутренних поверхностей вращения, а также плоских поверхностей, относительные показатели параметров поверхностного слоя которых и соответствующие им относительные показатели изменения интенсивности изнашивания Io представлены в табл. 1, 2 и 3.
Таблица 1 — Относительные параметры поверхностного слоя и относительные показатели изменения интенсивности изнашивания Io при различных методах обработки наружных поверхностей вращения
|
В табл.2 даны относительные параметры состояния поверхностного слоя при точении, шлифовании и обкатывании наружных поверхностей вращения при условии, что за базу для сравнения принято качество поверхностного слоя, достигаемое при точении.
Таблица 2 — Относительные параметры поверхностного слоя деталей и относительные показатели изменения интенсивности изнашивания Io при различных методах обработки внутренних поверхностей вращения
|
В табл.2 даны относительные параметры состояния поверхностного слоя при растачивании, шлифовании и раскатывании внутренних поверхностей вращения при условии, что за базу для сравнения принято качество поверхностного слоя, достигаемое при растачивании.
Таблица 3 — Относительные параметры поверхностного слоя деталей и относительные показатели изменения интенсивности изнашивания Io при различных методах обработки плоских поверхностей
|
В табл.3 даны относительные параметры состояния поверхностного слоя при фрезеровании, шлифовании и накатывании плоских поверхностей при условии, что за базу для сравнения принято качество поверхностного слоя, достигаемое при торцевом фрезеровании.
На рис. 1 представлены графики зависимости относительных показателей интенсивности изнашивания Io от основных относительных показателей параметров состояния поверхностного слоя — среднего арифметического отклонения профиля Rоa и среднего шага неровностей Sоm при алмазно-абразивной и отделочно-упрочняющей обработках цилиндрических и плоских поверхностей
|
Рисунок 6 — Влияние относительных параметров поверхностного слоя при алмазно-абразивной - и отделочно-упрочняющей обработке наружных поверхностей вращения — а), внутренних поверхностей вращения — б), плоских поверхностей — в)
Полученные результаты свидетельствуют о существенном повышении интенсивности изнашивания, то есть снижении износостойкости, при использовании шлифования в качестве окончательного метода обработки, как цилиндрических, так и плоских поверхностей, в сравнении с чистовой лезвийной обработкой.
Использование же методов отделочно-упрочняющей обработки поверхностным пластическим деформированием — обкатывания, раскатывания и накатывания позволяет повысить износостойкость плоских и цилиндрических поверхностей в сравнении с чистовой лезвийной обработкой в 2 — 5 раз.
Таким образом, предложенная методика позволяет количественно оценивать изменение интенсивности изнашивания деталей машин в зависимости от комплекса параметров поверхностного слоя при различных методах лезвийной, алмазно-абразивной и отделочно-упрочняющей обработок цилиндрических и плоских поверхностей. На ее основании количественно обоснован выбор методов отделочно-упрочняющей обработки поверхностным пластическим деформированием, обеспечивающий гарантированное повышение износостойкости деталей машин.