Actual Problems in Machine Building 2021 Vol.8 N3-4

Actual Problems in Machine Building. Vol. 8. N 3-4. 2021 Innovative Technologies in Mechanical Engineering ____________________________________________________________________ 52 Осуществляется упрочнение посредством индукционного нагрева при ширине активного провода индуктора и R = 2 мм на глубину 1 h = 0,5 мм и 2 h = 0,7 мм. На чертеже указана глубина закаленного слоя ( h ), в соответствии с которой и по зависимостям (2) и (4) определяем значения интегральной температурно-временной характеристики S . Данную характеристику требуется реализовать на глубине 0,2 мм. Для стали У8 она равна: при 1 h – 5,74  С  с и 2 h – 13,46  С  с; а для стали 45: при 1 h – 7,485  С  с и 2 h – 17,83  С  с. Исходя из полученных значении характеристики S и функциональных зависимостей (рис. 4 а, в ) получаем функциональную зависимость технологических режимов и и ( , ) V q . Сечения поверхностей для стали 45 (рис. 4, в ) и У8 (рис. 4, а ) при соответствующих значениях характеристики S приведены на рис. 5 . Для реализации на глубине 0,2 мм заданного значения интегральной характеристики можно использовать любое сочетание режимных параметров и и ( , ) V q , при условии, что они отвечают данным зависимостям, и, как следствие, обеспечить заданную глубину упрочнения при соответствующих условиях охлаждения. q и 10 8 , Вт/м 2 0,05 0,06 0,07 2,0 2,5 3,0 3,5 V и , м/с 0,08 0,09 1 2 3 4 Рис. 5. Зависимость удельной мощности источника от его скорости движения при закалке ВЭН ТВЧ стали У8 и 45 на глубину: 0,5 мм – сталь У8 ( 1 ); сталь 45 ( 3 ); 0,7 мм – сталь У8 ( 2 ); сталь 45 ( 4 ) Критериями эффективности любого процесса, в том числе и обработки ВЭН ТВЧ, являются увеличение производительности и уменьшение затрат энергии. Исходя из этого, приведем сравнение данных характеристик в рассматриваемом диапазоне режимов обработки поверхностей деталей. Технологическая производительность рассчитывалась по основному машинному времени о ( )  : о о и П 1 / / , V l    Очевидно, что она будет увеличиваться пропорционально скорости перемещения источника нагрева. Энергозатраты (Э) на осуществление обработки проводились по формуле: и и и и и и Э q bR q bR l V V l   . В соответствии с результатами численного моделирования можно утверждать, что повышение производительности приводит к соответствующему росту энергозатрат на обработку. Ниже приводится сравнительный анализ минимальных и максимальных сочетаний режимов указанного диапазона: