ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ КАЧЕСТВА ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ ПРИ АЛМАЗНОМ ВЫГЛАЖИВАНИИ В УСЛОВИЯХ ИНТЕГРИРОВАННОЙ ОБРАБОТКИ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Цель: Формирование требуемых эксплуатационных характеристик деталей машин в основном обеспечивается на завершающей стадии технологического процесса их производства. В связи с этим ставится задача исследовать особенности обеспечения параметров качества поверхностного слоя изделий, достигаемых на последнем переходе - алмазном выглаживании - комплексированной обработки. Методы: Эксперименты проводились на токарном станке, оснащенного дополнительным источником энергии, в качестве которого использовался выносной закалочный контур, реализующий высокоэнергетический нагрев токами высокой частоты. Структурные исследования производили с применением оптической и растровой микроскопии. Напряженно-деформированного состояния поверхностного слоя детали оценивали посредством механического и рентгеновского методов определения остаточных напряжений. Оценку шероховатости поверхности производили на профилограф-профилометрах Form Talysurf Series 2 и Zygo New View 7300. Результаты и обсуждение: Установлено, что при алмазном выглаживании образцов из стали 45, в условиях предложенного принципа интегрирования, позволяющего осуществить обработку деталей от одной технологической базы, становится возможным повысить поверхностную микротвердость и уровень остаточных напряжений сжатия, достигнутых на переходе поверхностной закалки токами высокой частоты. Экспериментально подтверждено, что после алмазного выглаживания в поверхностно-закаленном образце формируется упрочненный (наклепанный) слой толщиной 0,01…0,02 мм, микротвердость которого составляет ~ 868 HV , при этом уровень сжимающих напряжений в поверхностном слое возрастает до значений и s t = -678±20 МПа. Определен рациональный диапазон изменения силы выглаживания Рy Î [100; 150] Н, в котором гарантировано минимальное значение параметра шероховатости Ra = 0,18±0,08 мкм. Получены функциональные зависимости параметра Ra от режимов обработки, которые можно рекомендовать к использованию при назначении режимов алмазного выглаживания, исходя из обеспечения высокой производительности и требуемой шероховатости поверхности.

Об авторах

Вадим Юрьевич Скиба

Новосибирский государственный технический университет

Email: skeeba_vadim@mail.ru
пр. К. Маркса, 20, г. Новосибирск, 630073, Россия

Валерий Николаевич Пушнин

Новосибирский государственный технический университет

Email: valerka_777-90@mail.ru
пр. К. Маркса, 20, г. Новосибирск, 630073, Россия

Дмитрий Юрьевич Корнев

Новосибирский государственный технический университет

Email: cornev.dima@yandex.ru
пр. К. Маркса, 20, г. Новосибирск, 630073, Россия

Кристина Андреевна Парц

Новосибирский государственный технический университет

Email: krispars@yandex.ru
пр. К. Маркса, 20, г. Новосибирск, 630073, Россия

Список литературы

  1. Макаров В.М. Комплексированные технологические системы: перспективы и проблемы внедрения // Ритм: Ремонт. Инновации. Технологии. Модернизация. - 2011. - № 6 (64). - С. 20-23.
  2. Moriwaki T. Multi-functional machine tool // CIRP Annals - Manufacturing Technology. - 2008. - Vol. 57, iss. 2. - P. 736-749. - doi: 10.1016/j.cirp.2008.09.004.
  3. Garro О., Martin P., Veron M. Shiva a multiarms machine tool // CIRP Annals - Manufacturing Technology. - 1993. - Vol. 42, iss. 1. - P. 433-436. - doi: 10.1016/S0007-8506(07)62479-2.
  4. Nagae A. Development trend of multi-tasking machines // Proceedings of the 11th International Conference on Machine Tool Engineers, Tokyo, Japan, November 3-5, 2004. - Tokyo, 2004. - P. 312-323.
  5. Integration of production steps on a single equipment / V. Skeeba, V. Pushnin, I. Erohin, D. Kornev // Materials and Manufacturing Processes. - 2015. - Vol. 30, iss. 12. - P. 1408-1411. - doi: 10.1080/10426914.2014.973595.
  6. Hybrid processes in manufacturing / B. Lauwers, F. Klocke, A. Klink, A.E. Tekkaya, R. Neugebauer, D. Mcintosh // CIRP Annals - Manufacturing Technology. - 2014. - Vol. 63, iss. 2. - P. 561-583. - doi: 10.1016/j.cirp.2014.05.003.
  7. Multi-technology platform for hybrid metal processing / C. Brecher, F. Hoffmann, A. Karlberger, C.-J. Rosen // Manufacturing Systems and Technologies for the New Frontier: the 41st CIRP Conference on Manufacturing Systems, Tokyo, Japan, May 26-28, 2008. - Tokyo, 2008. - P. 425-428. - doi: 10.1007/978-1-84800-267-8_87.
  8. Ding H.T., Shin Y.C. Laser-assisted machining of hardened steel parts with surface integrity analysis // International Journal of Machine Tools and Manufacture. - 2010. - Vol. 50, iss. 1. - P. 106-114. - doi: 10.1016/j.ijmachtools.2009.09.001.
  9. Скиба В.Ю. Повышение эффективности технологического процесса обработки деталей машин, при интеграции абразивного шлифования и поверхностной закалки ТВЧ: дис. … канд. техн. наук: 05.03.01 / Новосибирский государственный технический университет. - Новосибирск, 2008. - 257 с.
  10. Методика назначения режимов обработки при интеграции абразивного шлифования и поверхностной закалки ТВЧ / В.В. Иванцивский, В.Ю. Скиба, Н.П. Зуб, С.В. Туревич // Современные проблемы в технологии машиностроения: Всероссийская научно-практическая конференция, посвященная 100-летию со дня рождения профессора Муханова И.И.: сборник трудов. - Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2009. - C. 84-93.
  11. Иванцивский В.В., Скиба В.Ю. Эффективность объединения операций поверхностной закалки и шлифования на одном технологическом оборудовании // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). - 2010. - № 4 (49). - С. 15-21.
  12. Salonitis K., Chondros T., Chryssolouris G. Grinding wheel effect in the grind-hardening process // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. - 2008. - Vol. 38, iss. 1-2. - P. 48-58. - doi: 10.1007/s00170-007-1078-9.
  13. Бушуев В.В. Направления конструирования станков // Вестник МГТУ «Станкин». - 2008. - № 1. - C. 8-13.
  14. Станочное оборудование, основанное на комплексировании нескольких технологических операций / В.Н. Пушнин, И.А. Ерохин, Д.Ю. Корнев, В.Ю. Скиба // Актуальные проблемы в машиностроении. - 2014. - № 1. - С. 245-255.
  15. Надежность прогноза качества технологического оборудования / С.В. Птицын, В.Ю. Скиба, Ю.С. Чёсов, Е.В. Мережко // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). - 2013. - № 2 (59). - С. 33-38.
  16. Ящерицын П.И., Рыжов Э.В., Аверченков В.И. Технологическая наследственность в машиностроении. - Минск: Наука и техника, 1977. - 256 с.
  17. Сулима А.М., Шулов В.А., Ягодкин Ю.Д. Поверхностный слой и эксплуатационные свойства деталей машин. - М.: Машиностроение, 1988. - 240 с.
  18. Contact processes in grinding / A. Yanyushkin, D. Lobanov, P. Arkhipov, V. Ivancivsky // Applied Mechanics and Materials. - 2015. - Vol. 698. - P. 351-354. - doi: 10.4028/ href='www.scientific.net/AMM.788.17' target='_blank'>www.scientific.net/AMM.788.17.
  19. The effect of diamond tool performance capability on the quality of processed surface / P.V. Arkhipov, A.S. Yanyushkin, D.V. Lobanov, S.I. Petrushin // Applied Mechanics and Materials. - 2013. - Vol. 379. - P. 124-130. - doi: 10.4028/ href='www.scientific.net/AMM.379.124' target='_blank'>www.scientific.net/AMM.379.124.
  20. Lobanov D.V, Yanyushkin A.S. Influence of sharpening on the quality of hard-alloy tools for the cutting of composites // Russian Engineering Research. - 2011. - Vol. 31, iss. 3. - P. 236-239. - doi: 10.3103/S1068798X11030166.
  21. Skeeba V., Ivancivsky V., Pushnin V. Numerical modeling of steel surface hardening in the process of high energy heating by high frequency currents // Applied Mechanics and Materials. - 2015. - Vol. 698. - P. 288-293. - doi: 10.4028/ href='www.scientific.net/AMM.698.288' target='_blank'>www.scientific.net/AMM.698.288.
  22. Анализ напряженно-деформированного состояния материала при высокоэнергетическом нагреве токами высокой частоты / В.Ю. Скиба, В.Н. Пушнин, И.А. Ерохин, Д.Ю. Корнев // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). - 2014. - № 3 (64). - С. 90-102.
  23. ASM Handbook. Vol. 9. Metallography and microstructures / prepared under the direction of the ASM International Handbook Committee; vol. ed. G.F. Vander Voort. - [Ohio], USA: Materials Park: ASM International, 2004. - 1184 p. - ISBN: 978-0-87170-706-2.
  24. Totten G.E., Howes M., Inoue T. Handbook of residual stress and deformation of steel. - Ohio: ASM International: Materials Park, 2002. - 499 p. - ISBN 0-87170-729-2.
  25. Springer handbook of experimental solid mechanics / W.N. Sharpe, ed. - Leipzig: Springer Science; New York: Business Media, 2008. - 1098 p. - ISBN 978-0-387-26883-5. - eISBN 978-0-387-30877-7.
  26. Иванцивский В.В., Скиба В.Ю., Степанова Н.П. Назначение режимов поверхностной закалки с использованием концентрированных источников нагрева // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). - 2005. - № 3 (28). - С. 22-24.
  27. Иванцивский В.В., Скиба В.Ю., Степанова Н.П. Методика назначения рациональных режимов поверхностной закалки сталей с использованием концентрированных источников нагрева // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). - 2006. - № 4 (33). - С. 17-19.
  28. Торбило В.М. Алмазное выглаживание. - М.: Машиностроение, 1972. - 105 с.
  29. Швецов А.Н., Скуратов Д.Л. Исследование влияния параметров процесса алмазного выглаживания на шероховатость поверхности заготовки из стали 15Х12Н2МВФАБ-Ш при использовании индентора из натурального алмаза // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета. - 2014. - № 5 (47), ч. 1. - С. 62-67.
  30. Formation of the surface layer in diamond smoothing / S.R. Abul’khanov, D.S. Goryainov, D.L. Skuratov, A.N. Shvetsov // Russian Engineering Research. - 2015. - Vol. 35, iss. 2. - P. 147-149. - doi: 10.3103/S1068798X15020033.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать


Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).