Obrabotka Metallov 2010 No. 4

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 4 (49) 2010 5 ТЕХНОЛОГИЯ В работах [1,2] для оценки износостойкости по- верхностного слоя предлагается применять ком- плексный параметр С х , имеющий вид 1/6 max 3/ 2 1/ 2 2/3 ( ) , a z x m m R W H C t S k = ′λ где R а – среднее арифметическое отклонение профи- ля шероховатости; t m – относительная опорная длина профиля шероховатости; S m – средний шаг неровно- стей профиля шероховатости; W z – средняя высота волнистости; H max – максимальное значение макро- отклонений профиля; k – коэффициент упрочнения ( k = HV / HV исх , где HV и HV исх – микротвердость по- верхностного слоя после и до обработки соответ- ственно); λ ′ – коэффициент, учитывающий влияние остаточных напряжений (λ ′ = [( σ в – σ ост ) / σ а ] t у , где σ в – временное сопротивление разрыву; σ а – дей- ствующее значение амплитудного напряжения в по- верхностном слое; t у – параметр фрикционной уста- лости). Параметр С х позволяет провести оценку износо- стойкости поверхностных слоев деталей машин в за- висимости от параметров поверхностного слоя и может быть использован при технологической подготовке производства с целью обеспечения заданных эксплуа- тационных свойств. Наибольшее влияние на комплекс- ный параметр С x оказывает шероховатость: параметры a R , t m , S m . Следовательно, управляя параметрами ше- роховатости, можно обеспечить заданный срок службы поверхностей детали и изделия в целом. Из известных методов обработки поверхностей наиболее эффективным, обеспечивающим задан- ные параметры качества поверхности, является метод поверхностно-пластического деформирова- ния (ППД), например выглаживание. Выглажива- ние обеспечивает уменьшение высотных параме- тров шероховатости, упрочнение поверхностного слоя, позволяет управлять этими параметрами и легко может быть реализовано на обычном обо- рудовании, например, на токарном станке. Однако применение этого метода для обработки деталей из алюминиевых литейных сплавов ограничено из-за отсутствия рекомендаций по режимам обработки, обеспечивающим заданные параметры шерохова- тости. Для проведения исследований по установлению влияния режимов обработки отверстий выглажи- ванием на параметры шероховатости применялся токарно-винторезный станок с ЧПУ 16К20Ф3 и не- сколько конструкций выглаживателей, представлен- ных на рис. 2. На рис. 2, а приведена конструкция Т а б л и ц а 1 Экспертная оценка влияния поверхностей корпуса из алюминиевого сплава на срок службы Поверхности корпуса Эксплуатационные свойства Весовой коэффициент Базовые поверхности Контактная жесткость 1 Плоские сопрягающиеся поверхности Контактная жесткость, герметичность 2 Поверхности базовых отверстий Контактная жесткость, износостойкость 5 Резьбовые и другие отверстия Контактная прочность, износостойкость 1 Остальные поверхности Герметичность, износостойкость 2 а б в Рис. 2. Конструкции выглаживателей : а – жесткий выглаживатель; б – нежесткий с пружиной; в – нежесткий с U- образным упругим элементом ( 1 – индентор; 2 – ультразвуковая головка; 3 – индикатор; 4 – упругий элемент)