Obrabotka Metallov 2018 Vol. 20 No. 3

OBRABOTKAMETALLOV Vol. 20 No. 3 2018 21 TECHNOLOGY магнитной детали вращающимся постоянным, а при последовательном чередовании полюсов указанных магнитов – переменным магнитным полем. Таким образом, в процессе совмещенной об- работки деформируемый участок поверхности ферромагнитной детали испытывает комплекс- ное магнитно-силовое воздействие, повышаю- щее эффективность процесса упрочнения [22]. Целью работы является повышение эффек- тивности упрочнения на основе комплексного энергетического воздействия на поверхностный слой ферромагнитных деталей вращающимся магнитным полем и динамическим поверхност- ным пластическим деформированием. Методика экспериментального исследования Для определения эффективности процесса совмещенного МДН, подтверждения гипотезы исследований и оценки роли действующего на обрабатываемый материал вращающегося маг- нитного поля использовали заготовки в виде колец с размерами ( D × d × h ) – 130×110×12 мм из стали 45 (30‒35 HRC) и серого чугуна СЧ 20 (145…155 HB) . Кольца из стали 45 предвари- тельно проходили термическую обработку (за- калка + отпуск) с обеспечением следующих режимов: t зак = 860  ; Т зак = 40 мин; t отп = 500  ; Т отп = 180 мин. Кольца из серого чугуна СЧ20 упрочняли в состоянии поставки. Отверстия стальных и чугунных колец перед упрочнением растачивали в размер Ø110Н8 (+0,054) на токарно-винторезном станке 16Д25 (материал режущей части инструмента ‒ Т15К6, глубина ре- зания t = 0,25 мм; V = 109 м/мин; s = 0,15 мм/мин). Исходная шероховатость поверхности отверстия колец после чистового растачивания по параме- тру Ra составляла 6,3…6,0 мкм. Внутренние цилиндрические поверхности указанных ферромагнитных заготовок упрочня- ли следующими технологическими методами: магнитно-динамическим накатыванием (МДН); совмещенной обработкой МДН и вращающим- ся постоянным магнитным полем; совмещенной обработкой МДН и вращающимся переменным магнитным полем. Реализацию методов упрочнения осущест- вляли на вертикально-фрезерном станке мод. ВФ-130 с применением инструмента, изобра- женного на рис. 1. При этом для осуществления процесса МДН в инструменте не устанавлива- ли цилиндрические постоянные магниты 10 , 11 . При совмещенной упрочняющей обработке МДН и вращающимся постоянным магнитным полем цилиндрические постоянные магниты 10 , 11 устанавливали в дисках 6 , 7 с одинаковым расположением полюсов N и S, а при совмещен- ной обработке МДН и вращающимся перемен- ным магнитным полем – с последовательным расположением полюсов N и S. Применение для реализации указанных мето- дов упрочнения конструкции переналаживаемо- го инструмента обеспечило корректность срав- нения полученных результатов исследований. Параметры применяемого инструмента: диа- метр обрабатываемых отверстий заготовок от 108 до 112 мм; деформирующие шары Ø 12 мм, сталь ШХ15 (62-65 HRC); материал цилиндри- ческих постоянных магнитов – Nd Fe B; размер цилиндрических постоянных магнитов (D× l ) – 15×10 мм; количество магнитов, осуществляю- щих воздействие на деформирующие шары, – 12 шт.; индукция ( В ) магнитного поля в зоне расположения деформирующих шаров –0,15 Тл; количество цилиндрических постоянных маг- нитов, осуществляющих намагничивание вну- тренней поверхности ферромагнитных колец – 24 шт.; материал кольцевых магнитопроводов – сталь Ст.3. Режимы упрочняющей обработки: частота (скорость) вращения инструмента n = 3150 мин –1 ( V = 18 м/с); осевая подача инструмента S = = 20 мм/мин; количество рабочих ходов ин- струмента – один; смазочно-охлаждающая жид- кость – масло индустриальное 45; зазор между упрочняемой поверхностью заготовок и кольце- выми магнитопроводами – 0,30 мм; индукция ( В ) вращающегося магнитного поля, действующего на внутреннюю поверхность ферромагнитных ко- лец при реализации методов совмещенного упроч- нения, находилась в пределах 0,095…0,100 Тл; частота перемагничивания поверхностного слоя колец составляла  = 630 с –1 (при совмещенном упрочнении МДН и вращающимся переменным магнитным полем). Для определения характеристик упрочнения образцов были проведены рентгеноструктурные исследования, исследования микроструктуры, а