Научный журнал
Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований
ISSN 1996-3955
ИФ РИНЦ = 0,593

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕЛИЧИНЫ ВНЕДРЕНИЯ ДЕФОРМИРУЮЩЕГО РОЛИКА ПРИ ОБРАБОТКЕ ДЕТАЛЕЙ ППД

Вирт А.Э. 1 Лаврентьев А.М. 1
1 Камышинский технологический институт (филиал) Государственного образовательного учреждения «Волгоградский государственный технический университет»
Данная работа посвящена экспериментальному определению величины внедрения деформирующего ролика при обработке деталей поверхностным пластическим деформированием. В статье рассмотрен метод для определения величины внедрения деформирующего ролика при обработке поверхностным пластическим деформированием в динамике. Показано, что величина внедрения деформирующего ролика в динамике увеличивается.
поверхностное пластическое деформирование
величина внедрения
1. Алексеев П.Г. Технология упрочнения деталей машин поверхностной пластической деформацией: Учебное пособие / Тульский политехнический институт. – Тула, 1978. – 80 с.
2. Шнейдер Ю.Г. Технология финишной обработки давлением: Справочник. – СПб.: Политехника, 1998. – 414 с.
3. Матлин М.М., Лебский С.Л., Бабаков А.В. Определение глубины пластически деформированного слоя при упрочняющей обкатке деталей цилиндрическими роликами // Вестник машиностроения. – 2002. – №10. – С. 53–55.
4. Отений Я.Н. Технологическое обеспечение качества поверхности и производительности обработки ППД роликами: автореф. дис…. канд. техн. наук.– Курган, 1988.

В настоящее время, все чаще в качестве чистовых операций при обработке наружных и внутренних цилиндрических поверхностей, применяются методы поверхностного пластического деформирования (ППД). Принцип данного метода заключается в следующем: под давлением деформирующего ролика более твердого, чем обрабатываемый материал, выступающие неровности обрабатываемой поверхности пластически деформируются – сминаются, при этом шероховатость поверхности уменьшается и образуется новый микрорельеф.

Особенность пластической деформации при ППД заключается в том, что очаг деформации формируется в некоторой области, занимающей малый объем по сравнению с объемом заготовки [2]. Типичными задачами с такой расчетной схемой являются задачи о вдавливании индентора, например шарика, в полупространство, о скольжении шарика вдоль полупространства или качении по нему.

Следует отметить, что взаимодействие деформирующего элемента с поверхностью заготовки сопровождается образованием вокруг него пластических наплывов (волн) (рис. 1). Следовательно, для очага деформации, возникающего при обработке ППД, характерно наличие не только контактных, но достаточно развитых внеконтактных зон.

virt-lav1.tif

Рис. 1. Схема деформации поверхностных неровностей при обработке поверхностным пластическим деформированием. 1 – деформирующий элемент; 2 – обрабатываемая поверхность

Для обработки обкатыванием необходимо два движения: вращение обрабатываемой детали и продольная подача деформирующего элемента. [2] При этом по разные стороны деформирующего элемента образуется двусторонний очаг деформации с неравномерным объемом пластических зон. Соотношение размеров контактных и внеконтактных зон определяется режимами обработки [4].

При обработке с продольной подачей микропрофиль, образовавшийся при данном обороте детали (первичный микропрофиль) вследствие пластического течения металла, искажается при следующем обороте, образуя вторичный микропрофиль, который и характеризует обработанную поверхность.[4] Необходимо отметить, что пластическое течение происходит в области, ограниченной смежной впадиной. Тем не менее, при обработке с большими давлениями и малыми подачами эта область может захватывать несколько смежных микронеровностей, вызывая повторное искажение.

Описанный процесс может происходить только при обработке, что в свою очередь указывает на различие процессов возникающих при статическом вдавливании и обработке заготовки. Этот факт многими не учитывается, что приводит к недостоверности результатов исследований. В связи с выше сказанным можно сделать вывод, что глубина внедрения в статике отличается от глубины внедрения при обработке. Не учитывать этого нельзя, так как глубина внедрения непосредственно влияет на показатели качества поверхностного слоя. Такие как: шероховатость поверхности, глубина упрочнения, наклёп, и других.

Для определения величины внедрения деформирующего элемента при обработке ППД, была предложена следующая схема проведения эксперимента: на токарно-винторезный станок устанавливается заготовка, затем предварительно обтачивается. Не снимая заготовки, в резцедержатель устанавливается однороликовый обкатник упругого действия 1. Индикатор 2 через рычажное устройство 3 контактируемое с деформирующим роликом 4 измеряет величину вдавливания этого ролика в заготовку 5.

virt-lav2.tif

Рис. 2. Схема эксперимента. 1 – обкатник; 2 – индикатор; 3 – рычажное устройство; 4– деформирующий ролик; 5 – обрабатываемая заготовка

До начала обработки ролик внедряется в заготовку с заданным усилием. Снимаются показания индикаторов отжатия вала и глубины внедрения ролика. Затем производится обработка с заданной скоростью и подачей. Снимаются показания индикаторов.

virt-lav3.tif

Рис. 3. Фотография эксперимента по определению величины внедрения деформирующего ролика при обработке ППД

virt-lav4.tif

Рис. 4. График зависимости глубины внедрения ролика при обработке ППД (при n = 125 об\мин s = 0,39 мм\об)

virt-lav5.tif

Рис. 5. График зависимости глубины внедрения ролика при обработке ППД (при n = 125 об\мин s = 0,21 мм\об)

После проведения экспериментальных исследований производится обработка данных, которая учитывает отжатие вала. По результаты исследований представлены на ниже приведенных рис. 4 и 5.

Результаты экспериментов представлены на рис. 4 и 5. На них видно что глубина внедрения деформирующего элемента увеличивается примерно на 20 % по сравнению со статическим внедрением ролика в обрабатываемую заготовку. В свою очередь это сказывается на контактном давлении при обработке. Таким образом необходимо учитывать изменение глубины внедрения ролика во время обработки и с учетом этого назначать основные режимы обработки, такие как усилие деформирования, подача инструмента, скорость обкатывания и т.д. Так же необходимо исследовать влияние этого изменения на остаточные напряжения после обработки и на другие показатели качества поверхностного слоя.


Библиографическая ссылка

Вирт А.Э., Лаврентьев А.М. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕЛИЧИНЫ ВНЕДРЕНИЯ ДЕФОРМИРУЮЩЕГО РОЛИКА ПРИ ОБРАБОТКЕ ДЕТАЛЕЙ ППД // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2014. – № 11-4. – С. 550-552;
URL: https://applied-research.ru/ru/article/view?id=6177 (дата обращения: 29.03.2024).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1,674