Obrabotka Metallov 2011 No. 3

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 3 (52) 2011 15 ТЕХНОЛОГИЯ При изменении угла наклона α макрогеометри- ческий рисунок теоретически должен изменяться в соответствии с рис. 5. При α = 0° на поверхности формируются кольца, а не многозаходная винтовая линия (рис. 5, а ). Однако на практике получить та- кой рисунок маловероятно, поскольку процесс УЗПД нестабилен и угол α в процессе обработки постоянно изменяется на некоторую величину Δ α в силу воз- действия внешних факторов. В результате этих изме- нений деформация будет распространяться согласно рис. 5, б . Когда минимальное расстояние между наибо- лее широкими участками основания гребней l min будет равно или меньше расстояния между сосед- ними отпечатками, формирующими границы греб- ней, произойдет перераспределение накопленной деформации с иным числом K + k , что приведет к изменению рисунка макрорельефа, т. е. условие, при котором произойдет перестроение числа греб- ней: b ≥ l max ·cos (90° – α). Наиболее часто встречаются варианты, описан- ные на рис. 5, в–д . Угол α здесь может изменяться в широком диапазоне значений без перестроения числа волн. При этом расстояние между ними в на- правлении S в значительной степени зависит от их наклона. Минимальное расстояние между волнами будет при минимально возможном значении α, рав- ном γ/2. L S min = L N ·cos(γ/2), (8) где L N = l V N. Теоретически максимальное расстояние может равняться бесконечности при α = 90°, так как в этом случае волны выстраиваются в линии – образующие цилиндра. Проведение экспериментальных исследо- ваний показало, что увеличение подачи приводит к уменьшению высоты и последующему исчезнове- нию волн пластического течения, поэтому на прак- тике получить угол α = 90° или приблизиться к нему не получилось. Значение числа N определялось эксперименталь- но для обработки валов из стали 45 диаметром 40– 50 мм при различных режимах. На рис. 6 зависимость представлена в виде графика для следующих режимов обработки: статическое усилие – 15 кг, амплитуда ко- лебаний 25 мкм, число оборотов 370…1460 об/мин, диаметр детали 45 мм. Зависимость числа ударов, укладывающихся между вершинами соседних греб- ней в направлении V от скорости обработки при об- работке валов диаметром 45 мм из стали 45 пред- ставлена в виде N = 6·10 -6 n 2 – 0,0455 n + 70,297, R 2 = 0,9693, где n – число оборотов, об/мин; R 2 – величина досто- верности аппроксимации В силу непостоянства режимных параметров при обработке число N не является стабильным. Из- менение числа N приводит к перестроению рисунка макрогеометрии поверхности. Перестроение проис- ходит плавно, без резких скачков. Причиной измене- ния режимных параметров обработки служит нагрев преобразователя и инструмента и, как следствие, из- менения его упругих характеристик. Изменение ха- рактеристик инструмента приводит к изменению ам- плитуды ультразвуковых колебаний. При изменении амплитуды происходит поднастройка генератора на резонансную частоту, в результате чего количество ударов инструмента за один оборот детали изменяет- ся, что влечет за собой изменение параметров макро- геометрии рельефа. а б в г д е Рис. 5 . Формирование макрорельефа при взаимодействии гребней соседних витков