Improving the efficiency of surface-thermal hardening of machine parts in conditions of combination of processing technologies, integrated on a single machine tool base

OBRABOTKAMETALLOV Vol. 23 No. 3 2021 51 TECHNOLOGY цессе подготовки конечно - элементной модели была учтена специфика распределения удельной мощности источника нагрева ТВЧ непосред - ственно под индуктором и по глубине материала [27, 28, 33, 34, 38–40, 43–45]. Результаты и их обсуждение При разработке интегрального металло - обрабатывающего оборудования предполагается реализовать на одном из технологических пере - ходов гибридного станка метод высокоэнергети - ческого нагрева токами высокой частоты . Из - за особенностей конструкции индукторов для ВЭН ТВЧ формирование производящих линий обра - батываемой поверхности происходит локализо - ванными участками нагрева , габариты которых определяются шириной активного провода ин - дуктора и длиной ферритового магнитопровода ( см . рис . 1). Вследствие этого для обеспечения поверхностной закалки необходимы точно такие же согласованные относительные движения заготовки и инструмента , как и при формо - образовании посредством процессов точения и алмазного выглаживания ( рис . 5). Структур - но - кинематический анализ показал полную идентичность необходимого набора исполни - тельных движений и комплекса настраиваемых в них параметров на всех переходах ( точение , закалка ВЭН ТВЧ и алмазное выглаживание ) интегральной обработки . На рис . 6 представлены частные структур - ные формулы компоновок в совокупности со структурно - кинематическими схемами ( СКС ) для каждого в отдельности метода обработки . По - следующий синтез обобщенной кинематической структуры разрабатываемой гибридной металло - обрабатывающей системы производился по схе - ме агрегатного построения компоновки . При этом методе формулу компоновки можно представить в следующем виде : C h 0Z(Xrd 1 +WUd 2 ) ( рис . 7). На основе совокупного анализа требуемой структурной формулы компоновки гибридного оборудования , кинематической структуры стан - ка УТ 16 ПМ и жесткости его базовых узлов были выявлены основные направления модернизации указанной модели металлообрабатывающего оборудования . Проведенный комплекс пред - проектных исследований позволил подготовить рабочую документацию для реализации гибрид - ного технологического оборудования , объединя - ющего механическую и поверхностно - термиче - скую обработку ( рис . 8). Моделирование технических характеристик гибридного металлообрабатывающего оборудо - вания показало , что для обеспечения сравнимого с механическими операциями уровня производи - тельности формообразования необходимо осу - ществлять обработку ВЭН ТВЧ на скоростях по - рядка V и  [50, 100] мм / с . Проведение натурных экспериментов позволило определить диапазон Рис . 5 . Формообразование цилиндрической поверхности : а – при механической обработке ( точение и алмазное выглаживание ); б – при поверхностной закалке ВЭН ТВЧ индуктором петлевого типа с магнитопроводом Fig. 5. Generation of geometry (cylindrical surface): a – during machining (turning and diamond smoothing); б – during surface hardening by HEH HFC with loop inductor with a magnetic core а б