Научный журнал
Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований
ISSN 1996-3955
ИФ РИНЦ = 0,564

ВЛИЯНИЕ УСИЛИЯ ДЕФОРМИРОВАНИЯ ПРИ ППД НА ШЕРОХОВАТОСТЬ ОБРАБОТАННОЙ ПОВЕРХНОСТИ

Вирт А.Э. 1
1 Камышинский технологический институт (филиал) ВолгГТУ Камышин
Развитие и расширение методов обработки деталей поверхностным пластическим деформированием (ППД) обусловлено требованиями непрерывного повышения эксплуатационных характеристик машин. Процесс деформирования сопровождается значительными силами, действующими на деформирующий элемент, которые вызывают структурные изменения в поверхностном слое. Учет влияния этих сил на качество поверхности в частности на шероховатость поверхности остается актуальной задачей. Усилие деформирования не единственный фактор оказывающий влияние на получаемую при обработке шероховатость. Режимы обработки, такие как скорость деформирования и подача деформирующего ролика так же оказывают значительное влияние на формирование шероховатости поверхности. В статье уделено внимание исследованию влияния режимов обработки при поверхностном пластическом деформировании на шероховатость обработанной поверхности.
ППД
поверхностное пластическое деформирование
самоподача
ППД роликами
1. Коновалов Е.Г., Сидоренко В.А. Чистовая и упрочняющая ротационная обработка поверхностей. – Минск: Высшая школа, 1968. – 363 с.
2. Отений Я.Н. Технологическое обеспечение качества поверхности и производительности обработки ППД роликами: Автореф. дис. канд. техн. наук.– Курган, 1988.
3. Отений Я.Н. Технологическое обеспечение качества деталей машин при обработке поверхностным пластическим деформированием роликами. Диссертация д.т.н / ВолгГТУ. – Волгоград, 2007. – 320 с.
4. Папшев Д.Д. Отделочно-упрочняющая обработка поверхностным пластическим деформированием. – М.: Машиностроение, 1978. – 152 с.
5. Сидякин Ю.И., Осипенко А.П., Бочаров Д.А. / Совершенствование технологии отделочно-упрочняющей обработки валов поверхностным пластическим деформированием. Упрочняющие технологии и покрытия. – 2007. – №08 –С. 17-19.
6. Смелянский В.М. Механика упрочнения деталей поверхностным пластическим деформированием. – М.: Машиностроение, 2002. – 299 с.
7. Чепа П.А. Технологические основы упрочнения деталей поверхностным деформированием. – Минск: Наука и техника, 1981. – 128 с.
8. Шнейдер Ю.Г. Образование регулярных микрорельефов на деталях и их эксплуатационные свойства. — Л.: Машиностроение, 1972. – 210 с.

При назначении и расчете режимов обработки, а также выборе конструктивных параметров деформирующего инструмента, необходимо учитывать критерии обработки и технологические параметры, которые необходимо обеспечить при ППД. К ним относятся, такие показатели как: требования к качеству поверхностного слоя (глубина и степень упрочнения, остаточные напряжения с необходимыми по знаку напряжениями, микрогеометрия, и увеличение твердости поверхности). При этом необходимо обеспечить высокую производительность, низкую себестоимость и некоторые другие показатели. На качество поверхностного слоя влияет интенсивность напряжений и закон их распределения по площади контакта, механические свойства обрабатываемого материала (предел текучести и предел временного сопротивления, предел прочности), геометрия контактной зоны и ее форма, размеры и вид заготовки (вал, отверстие, плоскость или другая форма поверхности). Форма и размеры контактной зоны напрямую зависят от геометрических параметров деформирующих элементов, размеров заготовки и глубины внедрения деформирующего элемента.

Один из показателей качества поверхности – шероховатость зависит от подачи, усилия деформирования, конструкции деформирующих элементов, их заднего угла и угла самозатягивания.

Не смотря на имеющиеся исследования влияния силы деформирования при ППД на шероховатость обработанной поверхности, данные в них обладают малой информативностью и не показывает всей картины процесса обработки. Для уточнения и дополнения проведенных ранее исследований, были проведены данные исследования.

Многие исследователи уделяют большое внимание глубине упрочнения поверхностного слоя, остаточным напряжениям и влиянию формы и размеров деформирующего элемента на эти показатели. Но некоторыми авторами выявлены зависимости глубины внедрения ролика на показатели шероховатости поверхностного слоя.

Например. В.М. Смелянский [6] проведя большое количество исследований выявил следующую зависимость:

Rz = Rzuuc – h (1)

где h – глубина внедрения деформирующего элемента. Rz и Rzuuc полученная и исходная шероховатости поверхности соответственно.

Автором экспериментально установлено, что наименьшей шероховатости можно достичь при глубине внедрения:

H = (1,1 – 1,3)Rzисх (2)

К аналогичному выводу пришёл и П.А. Чепа [7]:

hв = (0,7 – 0,8)Rzисх (3)

где hв – высота волны образуемой при обработке перед деформирующим элементом (hв = (0,6 – 0,7)h).

Для уточнения и дополнения существующих данных по влиянию усилия деформирования на шероховатость обработанной поверхности были проведены экспериментальные исследования результаты, которых приведены ниже.

Измерения производились современным прибором Time TR220 с диапазоном измерений от 0,005 мкм до 1 мм. Все профилометры компании Тайм сертифицированы Госстандартом РФ и внесены в Государственный реестр средств измерений.

Обрабатывалась заготовка из стали 25.

Справа от графиков указаны режимы обработки, диаметр заготовки и исходная шероховатость заготовки.

virt1.wmf

Рис. 1. Зависимость шероховатости от усилия деформирования при исходной шероховатости Ra = 5.5 мкм

virt2.wmf

Рис. 2. Зависимость шероховатости от усилия деформирования при исходной шероховатости Ra = 8,45 мкм

virt3.wmf

Рис. 3. Зависимость шероховатости от усилия деформирования при исходной шероховатости Ra = 8,3 мкм

virt4.wmf

Рис. 4. Зависимость шероховатости от усилия деформирования при исходной шероховатости Ra = 8 мкм

Рис. 1 и 2 показывают, что уменьшение шероховатости поверхности с увеличением усилия деформирования происходит до определенного момента, который соответствует, моменту заполнения исходного микропрофиля поверхности. Дальнейшее увеличение усилия деформирования приводит к увеличению шероховатости поверхности. Эта закономерность замечена в работах Е.Г. Коновалова[1] и Ю.Г. Шнейдера[8]. Объясняется возникающим перенаклепом поверхности. На рис. 3 и 4 данная зависимость не наблюдается из-за увеличенной подачи деформирующего ролика. Исследования показывают, что увеличение усилия деформирования не всегда приводят к снижению шероховатости обработанной поверхности. Так же видно из результатов исследований, что образование шероховатости при ППД зависит не только от усилия деформирования но и подачи инструмента при обработке.


Библиографическая ссылка

Вирт А.Э. ВЛИЯНИЕ УСИЛИЯ ДЕФОРМИРОВАНИЯ ПРИ ППД НА ШЕРОХОВАТОСТЬ ОБРАБОТАННОЙ ПОВЕРХНОСТИ // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2014. – № 12-1. – С. 12-14;
URL: https://applied-research.ru/ru/article/view?id=6249 (дата обращения: 11.08.2022).

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 = 1.074