Obrabotka Metallov 2012 No. 1

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 1 (54) 2012 30 ТЕХНОЛОГИЯ Для изготовления микрошлифов зубчатый венец заливался эпоксидным компаундом. Ми- кротвердость измеряли на твердомере ПМТ-3М с нагрузкой на индентор 0,2 и 0,5 Н. Результаты измерений представлены в табл. 1 и 2 и частично показаны на рис. 3. Их анализ по- зволяет не только сделать некоторые обобщения относительно характера изменения микротвер- дости поверхностных слоев различных участков зубьев, но и косвенно оценить по итоговому со- стоянию обработанных поверхностей количе- ственную и качественную стороны каждого из двух исследованных технологических процес- сов изготовления колес. Судя по данным рис. 3, совмещенное зу- бофрезерование формирует вблизи рабочих поверхностей зуба относительно «плотные» структуры материала, причем около поверх- ностей, обработанных «выходными» режущи- ми кромками инструмента, уровень твердо- сти несколько выше, чем у сформированных «входными» кромками. Заметим, что в этих зонах указанное превышение незначительно и для используемых скоростей резания 0,25 и 0,5 м/с составляет всего 6 и 4 % соответствен- но, однако по отношению к исходному уровню твердости заготовки ( Н μ (исх) ≈ 2,4 ГПа) оно уже заметно: при совмещенном зубофрезеровании для этих скоростей соответственно 19 и 11 % и около 14 и 7 % – при традиционном. Рис. 3. Распределение микротвердости по толщине зуба вблизи делительной окружности: 1 – V = 0,25 м/с с УЗК; 2 – V = 0,25 м/с без УЗК; 3 – V = 0,50 м/с с УЗК; 4 – V = 0,50 м/с без УЗК Характерно, что эта тенденция относительно устойчива, поскольку сохраняется при всех мето- дах обработки, хотя при традиционном зубофре- зеровании она заметно слабее. Видно также, что обработка при повышенных скоростях резания в меньшей степени «упрочняет» поверхностные слои, хотя и тут заметной разницы в глубинах проникновения микропластических деформа- ций не наблюдается: в обоих случаях она мала и для данных условий обработки не превышает 0,3 мм на каждой из сторон зуба. Что касается областей С и D (см. рис. 2) на торцевой поверхности зуба, то, как видно из данных табл. 1, микротвердость на всем протя- жении от его вершины до ножки практически не меняется и поэтому речь может идти о неко- тором среднем значении Н μ ср . Исключение со- ставляют лишь зоны у ножки колеса, где уровень твердости заметно выше по сравнению со сред- ним значением. Например, при скорости резания V = 0,25 м/с это превышение составляет ≈ 4,5 % при совмещенной обработке и около 3,5 % – при традиционной. Характерно, что и здесь вновь области, близкие к поверхностям, обработанным выходными кромками режущего инструмента, тверже тех, которые сформированы входными кромками: в среднем на 5,5 % при обработке с УЗК и на 4 % – без него. Эта закономерность подтверждается и данными исследования [6], относящимися к традиционному зубофрезерова- нию среднемодульных колес. Полученные данные свидетельствуют о том, что в процессе изготовления колес нормальная по отношению к эвольвентным поверхностям зуба составляющая силы резания остается прак- тически одинаковой, а аномальное повышение твердости на отдельных участках связано только с особенностями кинетики формирования по- верхности при фрезеровании по методу обката. На близлежащих к этим зонам участках рабо- чих поверхностей зубьев срезаются относитель- но тонкие слои металла [2], что вызывает даже при умеренном проскальзывании инструмента большую степень деформации поверхностных слоев, которая обусловлена, в первую очередь, возникновением повышенных сдвиговых де- формаций. Роль и значение последних особенно заметны, когда на процесс традиционного фре- зерования накладывается УЗК вдоль оси заго- товки. Благоприятное влияние УЗК сказывается и на распределении твердости вдоль образующих на эвольвентных поверхностях зубьев. По данным табл. 2, где представлено изменение Н μ по длине