Obrabotka Metallov 2014 No. 2

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 2 (63) 2014 40 ТЕХНОЛОГИЯ может значительно превышать твердость не- деформированного металла. Чем мягче обра- батываемый металл, тем большему наклепу он подвергается. Наклеп обработанной поверхно- сти детали повышает ее износостойкость. Но с другой стороны, значительное увеличение твер- дости поверхности может вызвать затруднения при дальнейшей ее обработке. Таким образом, прогнозирование и управление наклёпом обра- ботанной поверхности имеет большое значение для разработки технологического процесса ме- ханической обработки деталей машин. Иглофрезерование является одним из наибо- лее перспективных видов отделочно-зачистной обработки. Основное преимущество данного метода – низкая себестоимость обработки бла- годаря незначительным затратам на изготовле- ние и эксплуатацию режущего инструмента [7]. Однако до сих пор не рассматривался вопрос о применении иглофрезерования на этапах чи- стовой обработки для получения поверхностей высокого качества. При этом основные пробле- мы заключаются в отсутствии рекомендаций по выбору режимов резания и конструктивно- геометрическим параметрам (длины проволоки, диаметра проволоки) иглофрезерного инстру- мента [4, 8], атакжезначительнаястепеньнаклепа (до 40 %) обрабатываемой поверхности [9]. По- этому актуальными задачами являются: – исследование процесса иглофрезерования с целью определения оптимальных режимов ре- зания и конструктивно-геометрических параме- тров инструмента по критерию качества обраба- тываемой поверхности; – разработка измерительного комплекса, по- зволяющего контролировать параметры каче- ства и степень наклепа обрабатываемой поверх- ности в режиме реального времени. Одним из наиболее универсальных и высо- коинформативных методов исследования про- цессов механической обработки, отражающим условия формирования микрорельефа поверх- ности и распространения деформации от по- верхности резания, является метод акустической эмиссии (АЭ). Основной источник АЭ при меха- нической обработке материалов – зона резания, в которой происходит пластическая деформация и разрушение обрабатываемого материала, трение на контактных поверхностях режущего инстру- мента. Анализ АЭ на операциях механической обработки обеспечивает возможность непо- средственной диагностики вибраций, процессов разрушения, трения и пластического деформи- рования в зоне структуро- и формообразования, ответственных за технологические и эксплуата- ционные характеристики детали и инструмента, например, рациональную скорость обработки и качество поверхностного слоя обработанной по- верхности [10–15]. Поэтому для решения задачи по определению оптимальных режимов резания и конструктивно-геометрических параметров инструмента был выбран метод АЭ. Для проведения исследования твердости на- клепанного слоя поверхности использовался прибор ПМТ-3, определяющий микротвёрдость материала по отпечатку, оставленному на вы- бранном участке после вдавливания в него ин- дентора. Однако контактные методы контроля твердости наклёпанного слоя не могут быть ис- пользованы для определения микротвердости поверхностного слоя при металлообработке в режиме реального времени, поэтому для целей контроля степени наклепа в реальном времени был выбран метод вихревых токов (МВТ). МВТ базируется на возбуждении в контролируемом объекте или среде под воздействием перемен- ного магнитного поля вихревых токов и одно- временной регистрации вторичного поля – поля наведенных вихревых токов [16]. Величина вторичного поля зависит от параметров кон- тролируемого объекта, и если должным обра- зом выстроить математическую модель отклика первичного преобразователя на поле вихревых токов, оказывается возможным определять раз- дельно более десятка параметров объекта, в том числе твердость поверхностного слоя. Твердость наклепанного слоя обработанной поверхности в реальном времени может быть определена с помощью измерителя переменного магнитного поля металлов, сплавов и композиционных ма- териалов, действие которого основано на МВТ. Методика экспериментального исследования В рамках задачи по определению оптималь- ных режимов резания и конструктивно-геоме- трических параметров инструмента проведены экспериментальные исследования [17]. По ре- зультатам экспериментов получена зависимость