А. В. Чистяков, канд. техн. наук, доц.
Шахтинский институт Южно–Российского государственного
технического университета (Новочеркасского политехнического института)
Со стороны потребителей современных машин и оборудования в последние годы наметилась тенденция к повышению требований к показателям надежности и долговечности деталей и узлов. Неизбежен пересмотр сложившихся подходов к обеспечению износостойкости деталей машин технологическими методами. В основу предлагаемых изменений в первую очередь должен быть положен системный подход к осvновной концепции обеспечения оптимальных показателей качества поверхностного слоя деталей машин, которая устанавливает, что износостойкость поверхности детали зависит как от условий эксплуатации, так и от качественных характеристик поверхностного слоя, подвергнутого механической обработке. Возникает необходимость в разработке системы технологического обеспечения оптимальных качественных показателей поверхностного слоя [1,2].
В процессе эксплуатации каждому условию эксплуатации должны соответствовать такие определяющие показатели качеств, при которых обеспечивается максимальная износостойкость. В период приработки такими определяющими показателями качества поверхностей трения являются параметры шероховатости, а в период установившегося износа определяющими являются показатели физико-механического состояния поверхностного слоя. В свою очередь механические, физико-химические параметры поверхностного слоя, его структура и напряженное состояние, как правило, отличаются от свойств основного объема материала. Поверхностный слой детали при этом формируется в результате действия разнообразных технологических процессов.
Совокупность процессов на всех этапах, направленных на достижение оптимальных качественных показателей поверхностного слоя при повышении износостойкости деталей машин может рассматриваться как система. Особенностью данной системы является взаимная связь эксплуатационных элементов показателей качества и технологических параметров механической обработки с помощью потоков информации, направляемых на достижение конкретной цели.
Входом системы технологического обеспечения оптимальных качественных показателей поверхностного слоя при повышении износостойкости деталей машин являются достижимые изменения технологической надежности с учетом состояния поверхностного слоя деталей. При этом существуют промежуточные этапы осуществления вышеуказанных процессов, которые реализуются в виде ряда подсистем, в том числе: подсистемы режимов резания, геометрии заточки инструмента, обеспечения СОТС (смазочно-охлаждающих технологических сред), физико-механических свойств и структуры. Благоприятные условия для создания комплексной системы создаются при организации большого количества подсистем.
Конечным выходом подсистемы физико-механических свойств и структуры обрабатываемого материала является выбор характеристик структуры поверхностного слоя и определение оптимальной глубины упрочненного слоя. В качестве комплексного показателя, оценивающего износостойкость поверхностей и физико-механическое состояние обработанного поверхностного слоя предложена интегральная идентификационная эксплуатационная характеристика - показатель дислокационной насыщенности [3,4], равный отношению плотности дислокаций обработанной поверхности детали к их исходной плотности.
Конечным выходом подсистемы геометрии заточки инструмента является методика назначения рациональной геометрии заточки инструмента с учетом физических явлений в зоне резания и глубины упрочненного слоя [5]. Предложены способы назначения рациональной геометрии заточки инструмента, обеспечивающие повышение его стойкости в 1,2-1,3 раза и требуемые эксплуатационные характеристики поверхностного слоя деталей.
Конечным выходом подсистемы обеспечения СОТС является эффективная активированная смазочно-охлаждающая технологическая среда, изменяющая условия трения в системе «обрабатываемая деталь - инструмент» [6, 7]. В свою очередь эта подсистема расчленяется на более мелкие подсистемы разработки, активации, приготовления, подачи, раздачи и очистки СОТС.
Конечным выходом подсистемы режимов резания являются оптимальные режимы резания, назначенные с учетом физических явлений в зоне резания и глубины упрочненного слоя.
Системное представление совокупности технологических и эксплуатационных процессов позволяет при их анализе, построении и управлении использовать общие принципы построения системы и получить оптимальное решение.
ЛИТЕРАТУРА
http://conf.bstu.ru/conf/docs/0017/0374.doc