Actual Problems in Machine Building 2015 No. 2

Актуальные проблемы в машиностроении. 2015. №2 Инновационные технологии в машиностроении ____________________________________________________________________ 163 УДК 621.787:621.91 ВЫБОР МАТЕРИАЛОВ ДЕФОРМАТОРОВ ДЛЯ УПРОЧНЯЮЩЕ-ЧИСТОВОЙ ОБРАБОТКИ УЛЬТРАЗВУКОВЫМ ИНСТРУМЕНТОМ В.П. ГИЛЕТА, канд. техн. наук, доцент А.И. БЕЗНЕДЕЛЬНЫЙ, канд. техн. наук, доцент В.Б. АСАНОВ, канд. техн. наук, доцент (НГТУ, г. Новосибирск ) Гилета В.П. – 630073, г. Новосибирск, пр. К. Маркса, 20, Новосибирский государственный технический университет, e-mail: gileta.viktor@yandex.ru Исследовано влияния материалов деформаторов, обрабатываемой детали и режимов поверхностного пластического деформирования ультразвуковым инструментом (УЗО) на износ инструмента и качество поверхностного слоя детали. Установлено: износ деформатора снижает качество поверхностного слоя по микрогеометрическим и физико-механическим характеристикам; наибольшую истирающую способность при УЗО имеют материалы высокой твердости (в частности, закаленные стали); наименьший износ из испытанных инструментальных сталей Р18 и Р6М5, твердых сплавов групп ВК и ТК имеют твердые сплавы ВК8 и ВК4М. Значительное влияние на износ инструмента оказывают режимы УЗО: скорость, статическое усилие и амплитуда колебаний. Зависимость износа твердосплавного инструмента от скорости носит экстремальный характер не зависимо от статического усилия и амплитуды колебаний. Скорость, соответствующая минимальному износу, в основном определяется амплитудой колебаний и практически не зависит от статического усилия. Увеличение амплитуды колебаний и статического усилия приводит к интенсификации износа. На основании данных исследований предлагаются технологические рекомендации по использованию материалов деформаторов при УЗО деталей машин, изготовленных из различных материалов. Ключевые слова : поверхностное пластическое деформирование ультразвуковым инструментом (УЗО), деформатор, износ, материал, режимы, качество поверхностного слоя, шероховатость поверхности, микротвердость, статическая нагрузка, амплитуда и частота колебаний, площадка износа. Введение Поверхностное пластическое деформирование инструментом, колеблющимся с ультразвуковой частотой (УЗО), применяется для широкой номенклатуры деталей машин и приборов, изготовленных из цветных и черных металлов и сплавов, работающих в разнообразных условиях. УЗО улучшает качество поверхностного слоя и повышает эксплуатационные свойства изделий (усталостную прочность, износостойкость и др.) [1, 2]. Используемый при УЗО в качестве деформирующего элемента наконечник в виде сферы или цилиндра (деформатор), создает в поверхностном слое детали дробную контактно-сдвиговую деформацию, что приводит к выглаживанию и упрочнению [3]. Деформатор, жестко закрепленный в волноводе будем в дальнейшем также именовать ультразвуковым инструментом или просто инструментом. Инструмент при УЗО испытывает импульсный, высокочастотный, многократный, локальный вид нагружения, обуславливающий специфичные условия контактирования и трения [4, 5]. В случае использования смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ) возникают кавитационные