Obrabotka Metallov 2011 No. 4

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 4 (53) 2011 20 ТЕХНОЛОГИЯ – выявлены зависимости глубины упроч- нения от режимов обработки, закономерности распределения остаточных напряжений в по- верхностном слое и определены величины ко- робления детали посредством моделирования тепловых полей, структурно-фазовых превраще- ний и напряженно-деформированного состояния материала при закалке ТВЧ; – установлены функциональные зависимо- сти параметров волнистости и шероховатости поверхности от режимов предварительного и окончательного шлифования; – установлены зависимости стойкости абра- зивного круга от режимов обработки. В качестве материала для исследований вы- браны углеродистые стали 45, 60 и У8. Для инте- грации процессов механической и поверхност- ной термической обработки была произведена модернизация плоскошлифовального станка мо- дели 3Г71, заключающаяся в оснащении станоч- ной системы дополнительным концентрирован- ным источником энергии, в качестве которого использован выносной закалочный контур, реа- лизующий высокоэнергетический нагрев токами высокой частоты (ВЭН ТВЧ). В качестве источ- ника энергии использовали генератор ВЧГ 6 – 60/0,44. Исследования проводились в диапазоне режимов обработки: удельная мощность источ- ника q и = (1,5 … 4)10 8 Вт/м 2 , скорость перемеще- ния детали V д = (50…100) мм/с, размер источни- ка R и = 2 мм. Процесс нагрева осуществлялся по глубинной схеме (толщина упрочненного слоя не превышает глубины проникновения тока в горячий металл) непрерывно-последовательным способом. Шлифование осуществлялось кругами из белого электрокорунда с различной зернисто- стью и твердостью связки (ГОСТ Р 52781-2007): 1 250×32×76 25 А F 90 ( F 60, F 46) K 6 ( K 7, L 6, P 6) V 35 м/с 2 кл. – на следующих технологи- ческих режимах по схеме врезного шлифования: скорость круга V к = 35 м/с, продольная подача V д = 5…20 м/мин. Для установления функциональных зависи- мостей параметров волнистости и шероховато- сти поверхности от режимов предварительного шлифования были проведены энергетические испытания плоскошлифовального станка моде- ли 3Г71 с определением точностных параметров обрабатываемых деталей. На основании обра- ботки результатов экспериментальных данных установлена зависимость эффективной мощно- сти N e от технологических режимов при обра- ботке незакаленных сталей: = 0.985 0.834 д д ( , ) 3.441 , e N V t V t (1) где V д – продольная подача; t – глубина резания. На основании данной зависимости была установлена граница начала формирования де- фектов при шлифовании незакаленных сталей и предельная совокупность режимов резания, при которых наблюдается падение скорости резания. Следует отметить, что дефекты при шлифовании на жестких режимах незакаленных сталей про- являлись в виде прижогов, при этом нарушения сплошности материала зафиксировано не было. Проведенная серия экспериментов, направ- ленная на исследование влияния режимов абра- зивной однопроходной обработки на параметры шероховатости и волнистости поверхности, по- зволила получить следующие функциональные зависимости для параметра шероховатости по- верхности Ra и для параметра волнистости по- верхности Wz : = 0,721 0,815 ( , , ) 6,448 , Ra V t K V t K (2) где K = М ( Н , ξ) – коэффициент, характеризую- щий влияние твердости круга Н , выражаемый в численном виде по шкале Нортона, и зернисто- сти абразива ξ на шероховатость поверхности: 2 2 3 3 2 2 ( , ) , M H a b cH d eH fH g hH i H j H ξ = + ξ + + ξ + + ξ + + ξ + + ξ + ξ где a = 18,051613; b = –0,013940328; c = = –5,9080823; d = 0,0001043142; e = 0,65311835; f = 0,00063960682; g = –1,6152134·10 –7 ; h = = –0,022616428; i = –2,4449524·10 –5 ; j = = 1,958807·10 –6 . ( ) 2 2 д д д д 3 3 2 2 д д д , , z W V t a bV ct dV et fV t gV ht iV t jV t = + + + + + + + + + + (3) где a = 3,9630; b = 9,4628 ⋅ 10 –8 ; c = –2,7380 ⋅ 10 –6 ; d = –1,0069 ⋅ 10 –8 ; e = 872,6288; f = 9,5255 ⋅ 10 –7 ; g = –3,3129 ⋅ 10 –4 ; h = 3,9282 ⋅ 10 4 ; i = –9,2764 ⋅ 10 –7 ; j = –3,4392 ⋅ 10 –8 . Для обеспечения заданной степени точно- сти поверхности необходима многопроходная