Obrabotka Metallov 2011 No. 2

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 2 (51) 2011 6 ТЕХНОЛОГИЯ УДК 621.923, 621.891 ВЛИЯНИЕ РЕЖИМОВ ФИНИШНОГО ШЛИФОВАНИЯ НА ИЗНОСОСТОЙКОСТЬ ПОВЕРХНОСТЕЙ ТРЕНИЯ* С.Г. БИШУТИН, доктор техн. наук, профессор ( Брянский ГТУ, г. Брянск ) Статья поступила 28 февраля 2011 г. 241035, г. Брянск, б-р им. 50-летия, д.7, ГОУВПО «Брянский государственный технический университет», trt@tu-bryansk.ru Представлены результаты экспериментальных исследований износостойкости наружных цилиндрических поверх- ностей, подвергнутых абразивному финишному шлифованию на разных технологических режимах. Ключевые слова : финишное шлифование, режимы шлифования, износостойкость поверхности. ____________________ * Исследования выполнены при финансовой поддержке проекта №2.1.2/11317 по аналитической ведомственной целевой программе «Развитие научного потенциала высшей школы (2009–2011 годы)». Состояние поверхностных слоев ответственных деталей современных машин, работающих в усло- виях трения (многие детали транспортных машин, авиационных двигателей, металлообрабатывающего оборудования и т.д.), в подавляющем большинстве случаев определяет их износостойкость, а следова- тельно, и долговечность узла трения или машины в целом. Структурное состояние поверхностных слоев во многом формируется на финишных этапах изго- товления деталей, в качестве которых наиболее часто применяют различные виды шлифования. Однако вы- бор соответствующих режимов и условий проведения финишных технологических операций шлифования, обеспечивающих требуемую износостойкость, пред- ставляет известные трудности. Этому актуальному и малоизученному вопросу и посвящена данная статья. Износостойкость поверхностей деталей оценива- ют величиной, обратной интенсивности или скоро- сти изнашивания. Наиболее приемлемым и наименее затратным путем управления износостойкостью по- верхностей при традиционном шлифовании является изменение глубины шлифования и времени выхажи- вания поверхности [1]. Указанные параметры опре- деляют интенсивность и длительность термического и силового воздействий абразивной обработки на по- верхностный слой [2, 3]. В связи с этим исследова- ния проводились в два этапа. На первом этапе цилиндрические образцы из раз- личных материалов были подвергнуты шлифованию на круглошлифовальном станке 3Е12 электрокорундо- вым кругом прямого профиля зернистостью 16. Образ- цы устанавливались на оправке, которая базировалась в центрах станка. Перед обработкой каждого образца круг подвергался алмазной правке. С каждого образца предварительно сошлифовывался слой материала для устранения влияния технологической наследственно- сти и стабилизации термического и силового воздей- ствий в ходе экспериментов. Силовое и термическое воздействие менялось путем варьирования глубины шлифования и времени выхаживания поверхности. Уровни варьирования указанных факторов определя- лись с учетом результатов исследований [2]. Второй этап исследований заключался в прове- дении триботехнических испытаний шлифованных образцов. Испытания проводились с использованием автоматизированной системы научных исследова- ний (АСНИ) на базе машины трения МИ-1М по схеме «вращающийся диск – невращающийся инден- тор». Данная АСНИ способна в процессе испытаний регистрировать значения износа поверхности образ- ца и коэффициента трения. Шлифованные образцы диаметром 60 мм и длиной 16 мм имели радиальное биение испытуемых поверхностей относительно ба- зового отверстия 0,005…0,01 мм и шероховатость Ra = 0,5…0,6 мкм. Для исключения влияния износа индентора на результаты испытаний он был выпол- нен из твердого сплава ВК8 (ГОСТ 19070). Ширина индентора составляла 5 мм. Испытания проводили до полного завершения процесса приработки и накопле- ния не менее 2/3 общего пути трения (или времени испытания), приходящегося на период нормально- го изнашивания. Завершение процесса приработки определялось по стабилизации коэффициента тре- ния и скорости изнашивания (выход кривой изнаши- вания на линейный участок). Испытания велись при нагрузке на индентор 150 Н и скорости относитель- ного скольжения 1,3 м/с. В качестве смазочного ма- териала использовалось масло И-20А. Время одного испытания составляло 10 ч. Результаты эксперимен- тов представлены в таблице.