Возможности комбинирования методов поверхностного пластического деформирования деталей машин

Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК 621.787.4

возможности комбинирования методов поверхностного пластического деформирования деталей машин

Л.А. Гик, Ю.А. Редкозубова

Проведен сравнительный анализ существующих методов поверхностного пластического деформирования. Выявлены возможности комбинирования обработки обкатыванием и выглаживанием в единовременном процессе. Проведены испытания с положительным результатом нового инструмента и способа обработки.

Ключевые слова: поверхностное пластическое деформирование, анализ методов, достоинства, недостатки, возможности комбинирования, разработка метода, предварительные испытания

OPPORTUNITIES OF THE COMBINATION OF METHODS OF SUPERFICIAL PLASTIC DEFORMATION OF DETAILS OF MACHINES

L.A.Gik, Yu.A. Redkozubova

In the given work the comparative analysis of existing methods of superficial plastic deformation is lead. Opportunities of a combination of processing обкатыванием and rolling in sliding process are revealed. Tests with positive result of the new tool and a way of processing are lead.

Надежность и ресурс современных машин в значительной мере определяются состоянием и несущей способностью поверхностного слоя их деталей. Параметры этого слоя, как правило, формируются на финишных операциях обработки и определяются технологией производства. Во многих случаях для обеспечения заданного высокого качества обработки используют поверхностное пластическое деформирование (ППД). Широкое применение такого метода объясняется его техническими достоинствами (простотой реализации, сравнительно высокой производительностью, универсальностью, высокой стойкостью и надежностью используемого инструмента). Наряду с достоинствами, ему присущи недостатки, существенно ограничивающие технологические возможности: необходимость тщательной (без задиров и наростов), точной по размерам предварительной обработки поверхности с низкой исходной шероховатостью; возможность возникновения во время процесса ППД перенаклепа и шелушения обрабатываемой поверхности; сложность и трудоемкость процедур экспериментального установления режимных технологических параметров и т.п. [1-3].

Как известно, одним из наиболее эффективных направлений совершенствования технологий является комбинирование различных методов воздействия на обрабатываемую поверхность. В этом плане комбинирование ППД до сих пор преимущественно производилось с принципиально другими видами обработки (химико-термической, закалкой ТВЧ, электроэрозионным упрочнением, лазерной термической, электромеханической и нанесением покрытий), которые различаются природой упрочняющего воздействия, эффективностью и областями применения. Такие технологии обеспечивают повышение эксплуатационных свойств обработанных поверхностей, улучшают декоративный вид изделий, однако не всегда способны удовлетворить современные требования как по качеству обработки, так и особенно по экологической безопасности и энергоемкости производства. В ряде работ [1-4] рассматривается последовательное комбинирование различных механических методов ППД. Однако в этих случаях полученные технологические результаты в целом, как правило, ограничиваются возможностями одного из составляющих методов.

Для получения интегрированного результата представляются целесообразными разработка и исследование новых методов ППД, базирующихся на параллельном комбинировании в едином процессе различных принципов механического взаимодействия деформирующего инструмента с обрабатываемой деталью.

Для определения направления исследований на первом этапе был проведен сравнительный анализ имеющихся методов ППД по существующим технологическим возможностям: качеству обработанной поверхности, производительности процесса, стойкости инструмента и т.п. (таблица).

По результатам анализа видов механических воздействий установлено, что, несмотря на определенные достоинства динамической обработки (прерывистый контакт инструмента с обрабатываемой деталью, отсутствие пластической волны материала перед инструментом; лучший отвод тепла из зоны обработки; относительно меньшее усилие при поверхностной пластической обработке; возможность обработки фасонных поверхностей с некруглой образующей и т.п.), имеются значительные недостатки по сравнению со статической обработкой (относительно небольшая глубина упрочненного слоя, малая размерная точность обработанных деталей, значительный уровень шума при работе большинства инструментов) [5]. Таким образом, представляется наиболее целесообразным комбинирование статических методов ППД. Анализ технологических возможностей таких методов приведен на рисунке.

На основании данных рисунка можно сделать вывод, что обкатыванию разумно отдавать предпочтение в тех случаях, когда требуется создание глубокого упрочненного слоя, обеспечение более высокой производительности, а также при обработке материалов, исключающих выглаживание алмазом. Превалирование выглаживания целесообразно при жестких требованиях к шероховатости поверхности и повышенной поверхностной твердости, при меньшей требуемой глубине наклепа, при обработке маложестких деталей и инструментов, а также для отделочно-упрочняющей обработки мелких деталей в приборостроении.

Таким образом, наиболее перспективным можно считать такой вид комбинирования ППД, когда в качестве основного принципа контактного взаимодействия рассматривается реализуемая комбинация качения со скольжением.

Для решения этой задачи на кафедре ”Технология обработки материалов” ФГОУ ВПО «Калининградский государственный технический университет» разработаны способ и инструмент, комбинирующие поверхностное деформирование качением со скольжением. Предварительные исследования показали, что использование новой технологии позволит обрабатывать детали с высокой исходной шероховатостью (без предварительной чистовой обработки), получая при этом поверхностный слой высокого качества, с регулируемыми в широких пределах параметрами упрочнения. Для профилирования инструмента при заточке спроектировано и изготовлено специальное устройство.

поверхность комбинирование обкатывание выглаживание

Таблица

Рис. Технологические возможности ППД качением и скольжением

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Отений Я.Н. Технологическое обеспечение качества деталей машин поверхностным пластическим деформированием: монография / Я.Н. Отений. - Волгоград: ВолгГТУ, 2005. - 224с.

2. Одинцов Л.Г. Упрочнение и отделка деталей поверхностным пластическим деформированием: справочник / Л.Г. Одинцов. - М.: Машиностроение, 1987. - 328 с., ил.

3. Папшев Д.Д. Отделочно-упрочняющая обработка поверхностным пластическим деформированием /Д.Д. Папшев. - М.: Машиностроение, 1978.-263 с.

4. Пшибыльский В. Технология поверхностной пластической обработки: пер. с польск. /В. Пшибыльский. - М.: Металлургия, 1991.- 479 с.

5. Шнейдер Ю.Г. Технология финишной обработки давлением: справочник /Ю.Г. Шнейдер. - СПб.: Политехник, 1998. - 414 с.

Размещено на Allbest.ru