Obrabotka Metallov 2015 No. 3

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 3 (68) 2015 32 технология Введение Обеспечение выпуска конкурентоспособ- ной и качественной продукции является ос- новным направлением развития современного машиностроения. В связи с этим в станкостро- ении отчетливо наблюдается особый интерес к разработке нового типа технологического оборудования – гибридных обрабатывающих комплексов, обладающих полифункциональ- ными возможностями [1–6]. Комплексиро- вание различных процессов в одном станке: лазерная поверхностная закалка в сочетании с механической обработкой [7, 8], абразивное шлифование – поверхностная закалка [9–11], резание – закалка [12], точение – закалка – шлифование, обусловлено стремлением раз- работчиков к расширению технологических возможностей станков и обеспечение их авто- номной работы в гибком машиностроительном производстве [13, 14]. Данный прием позволя- ет не только достигнуть высоких показателей ресурсо- и энергосбережения, но и обеспечить соответствующий уровень производительно- сти обработки и качества детали [15]: точно- сти формы, размеров и взаимного расположе- ния поверхностей, шероховатости и заданных физико-механических свойств поверхностных слоев и материала. Объектом данных исследований является технологический процесс изготовления деталей машин, состоящий из операций: предваритель- ная механическая обработка (черновое точение), поверхностная закалка (высокоэнергетический нагрев токами высо- кой частоты) и фи- нишная механическая обработка (чистовое точение и алмазное выглаживание). Поскольку именно финишные операции формируют в поверхностном слое детали оп- тимальное сочетание параметров качества (шероховатость, величина и характер распре- деления микротвердости и остаточных на- пряжений, микроструктура поверхностного слоя и др.), определяющих эксплуатационные характеристики изделия [16–20], то целью ра- боты является исследование качества поверх- ностного слоя, достигаемое при алмазном вы- глаживании в условиях комплексированной обработки. Методика экспериментального исследования В качестве образцов использовался цилин- дрический пруток (рис. 1) (диаметр d = 50 мм, длина l = 70 мм), изготовленный из стали 45. Состав исходного материала проверялся оптико- эмиссионным спектрометром ARL 3460. Резуль- таты анализа представлены в таблице. Химический состав исходного материала Материал Массовая доля элемента, % C Si Mn S P Cr Ni Cu 45 0,44 0,23 0,61 0,013 0,019 0,11 0,15 0,17 Рис. 1 . Исследуемый образец: 1 – обрабатываемые поверхности (по 20 мм); 2 – разделительная канавка (5 мм); 3 – шейка для закрепления (20 мм); 4 – отверстие центровое Для интеграции процессов механической и поверхностной термической обработок была произведена модернизация токарно-винторез- ного станка модели УТ16ПМ, заключающаяся в оснащении станочной системы дополнитель- ным концентрированным источником энергии, в качестве которого использован выносной за- калочный контур, реализующий высокоэнер- гетический нагрев токами высокой частоты