Actual Problems in Machine Building 2014 No. 1

I Международная научно-практическая конференция « Актуальные проблемы в машиностроении » Технологическое оборудование, оснастка и инструменты __________________________________________________________________ 249 В реальных условиях при традиционном построении технологии изготовления деталей в процессе механической обработки на обрабатываемое изделие действуют большие усилия, вызывающие пластические деформации материала в поверхностном слое, значительные температуры в зоне обработки, приводящие к изменению структуры в поверхностных слоях, толщина которых находится в пределах от десятка микрон до десятых долей миллиметра. В результате чего изменяется напряженное состояние поверхностных слоев, приводящее к упрочнению или разупрочнению материала. Интенсификация процесса резания способствует высокой теплонапряженностью в зоне контакта инструмента с деталью (особенно в условия шлифования), что может значительно изменить достигнутое на предшествующей операции исходное качество поверхностного слоя. Поскольку структура упрочненного материала может выходить из равновесного состояния даже под действием кратковременных тепловых импульсов, в поверхностных слоях материала возникают значительные градиенты остаточных напряжений, способствующих в дальнейшем развитию микротрещин. Отрицательное влияние тепловых процессов при лезвийной обработке и абразивном шлифовании тем ярче выражено, чем больший припуск оставляется на финишную операцию. При нанесении плазменного покрытия в большинстве своем поверхностный слой характеризуется высокой пористостью и содержанием большого количества нерасплавленных частиц и т.д. Данные дефекты могут быть исправлены последующим оплавлением покрытия. Для этого могут быть использованы как поверхностные источники тепла: плазма, лазер, упрочняющее шлифование, - так и объемные – электронный луч, электронагрев, высокоэнергетический нагрев токами высокой частоты. В связи с тем, что объемные источники концентрированной энергии обладают высоким термическим коэффициентом полезного действия, а конструктивно в станочную систему легче встроить элементы закалочного контура, чем базовые комплектующие электронного луча, то для оплавления покрытия был выбран нагрев ТВЧ. В связи с этим для эффективного решения задачи энергосбережения и повышения производительности обработки деталей машин необходимо объединить механические и поверхностно-термические операции на одном технологическом оборудовании. В условиях предложенного способа комплексирования для создания нового интегрального технологического оборудования нами предлагается глубокая модернизация токарного, кругло- и плоскошлифовального станков моделей УТ16ПМ, 3Б12 и 3Г71, заключающаяся в их оснащении дополнительными источниками энергии: плазматроном и генератором токов высокой частоты (рис. 2 - 4). Такой многофункциональный производственный комплекс, позволяет не только автономно работать в гибком машиностроительном производстве, но и помогает решать задачи повышения качества и производительности металлообработки и снижения энергозатрат в процессе эксплуатации.