Obrabotka Metallov 2015 No. 1

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 1 (66) 2015 8 ТЕХНОЛОГИЯ используют рентгеновский метод [3, 11], ко- торый позволяет оценить степень прижогов по количеству остаточного аустенита в шли- фованном слое деталей. В научных целях ис- пользуют металлографический метод, который связан с изготовлением шлифов, их травлением и изучением структур на металлографическом микроскопе. Он обладает высокой точностью, но его отличает высокая трудоемкость и воз- можность только выборочного контроля в ла- бораторных условиях [11]. В последнее время за рубежом получил распространение метод об- наружения прижогов с использованием эффек- та Баркгаузена по анализу шумов [12, 13]. При этом повышение сигнала шумов Баркгаузена свидетельствует о снижении твердости и росте остаточных напряжений растяжения в результа- те прижогов вторичного отпуска. В противном случае их снижение свидетельствует о прижо- гах, обусловленных вторичной закалкой. Большинство из рассмотренных методов контроля обладают высокой трудоемкостью, трудно автоматизируются и не всегда дают ко- личественную оценку прижогов. В работе [14] предложено использовать планшетный сканер и анализ фотографий по плотности оттенков серо- го тона, которые не позволяют выявить различ- ную интенсивность прижогов. Задачей данной работы является разработ- ка методики количественной оценки прижогов на основе цифровых технологий. Это позволит повысить качество изготовления ответственных деталей, в частности, путем выбора абразивных кругов по минимальному тепловому воздей- ствию на поверхность. Методика проведения эксперимента Натурные опыты выполнены при следую- щих неизменных условиях: оборудование – пло- скошлифовальный станок модели 3Г71; детали из стали 40Х (σ в = 980 МПа, δ = 10 %) перед шлифованием прошли термообработку: закалку 860 °С в масле, отпуск 500 °С, вода или масло [15]; размеры шлифуемой поверхности L × B = = 30×40 мм; число повторений опытов n = 10 – при оценке прижогов, n = 30 – при измерении ми- кротвердости; СОЖ – 5 %-я эмульсия Аквол – 6 (ТУ 0258-024-00148845-98), подаваемая поливом на деталь с расходом 7…10 л/мин; правка круга – алмазным карандашом перед шлифованием каж- дой детали; режим обработки – скорость реза- ния u к = 35 м/c, продольная подача s пр = 7 м/мин, поперечная подача s п = 1 мм/дв. ход, глубина резания t = 0,015 мм, операционный припуск z = 0,15 мм. Шлифование ведут абразивными кругами формы 1 с размерами 250 × 20 × 76 мм. Их характеристики представлены кодом = 1, 4, i который удобен при статистической обработ- ке наблюдений: 1 – 25AF46L10V5КФ35 (абра- зивный завод «Ильич», г. Санкт-Петербург); 2 – 25AF46M12V5ПО3 (Лужский абразивный завод, г. Луга); 3 – EKE46K3V; 4 – 5A46L10VAX. Круги = 3, 4 i изготовлены фирмой Dorfner schleifmittelwerk (Германия) и содержат зерна монокорунда, маркировка которых зависит от метода получения и отличается от российской: EKE – для литых, 5A – для прессованных. Обо- значение других элементов характеристики у круга i = 4 в наибольшей мере совпадает с рос- сийской, за исключением номеров структур. Российские круги = 1, 2 i со структурами 10–12 относятся к высокопористым (ВПК), а у кру- га i  = 4 – к открытой, поскольку фирма Dorfner schleifmittelwerk к ВПК относит номера структур 13–20. В литом инструменте i = 3 индекс K ука- зывает на среднюю структуру, а цифра 3 – на его твердость «мягкая». После шлифования поверхность изделия очищали от пыли и загрязнений. Фотографиро- вание вели в двух взаимно ортогональных на- правлениях, совпадающих с векторами s п и s пр . Съемка велась под искусственным светом от набора студийных осветителей Smartum с ис- точниками 5500 К через рассеиватели, что по- зволило устранить возможные полутени. Режим макросъемки: фокусное расстояние 250 мм со штатива цифровой зеркальной фотокамерой Nikon D 3100 с матрицей CMOS , с общим коли- чеством пикселей 14,2 млн, с объективом Nikon 18…55 мм f /3,5-5,6 G AF - S VR DX Zoom - Nikkor , с чувствительностью ISO 400 и максимальным разрешением снимка 4608×3072. Макросъемка позволила каждую элементарную площадку по- верхности отразить пикселем соответствующего цвета. При этом участки поверхности с прижо- гами имеют более темные цвета. Они отличают- ся от цветов металла без прижогов, которые на реальной поверхности выражены недостаточно контрастно. Сказанное затрудняет конвертиро-