Optimization of roughness parameters and the degree of hardness after rolling with rolls with the stabilization of working effort

Abstract

Для зміцнення поверхневого шару металевих деталей відповідального призначення застосовується поверхневе пластичне деформування (ППД) обкатуванням роликами або карбуванням бойками. Для поліпшення зовнішнього товарного вигляду і підвищення зносостійкості поверхневого шару застосовується чистове ППД, а з метою підвищення зносостійкості деталей - зміцнююча обробка. Сучасна техніка для зміцнення поверхневих шарів, які в більшості випадків визначають службові характеристики деталей машин, включає цілий ряд методів: хіміко-термічну обробку, загартування ТВЧ, лазерну обробку і т. Д. Для масового виробництва широке застосування для зміцнення поверхневих шарів деталей машин знайшло обкатування роликом. При здійсненні технологічного процесу обкатування найбільш широко застосовуються сферичні або тороподібні ролики і при великих кутах втискання ролика в напрямку його подачі на обкатаній поверхні деталі з'являється хвилястість з кроком, відмінним від величини подачі. Основною причиною появи хвилястості багато дослідників вважають наявність торцевого биття ролика, що приводить до змінної подачі обкатування. Для запобігання появи хвилястості при чистовому обкатуванні рекомендують приймати кут вдавлення, значенням 2 - 30 що, обмежує шорсткість обкатаній поверхні величиною 40 <Rz <80 мкм, а для зменшення хвилястості - використовувати ролики з точним робочим профілем і частіше їх перешліфовувати. При зміцнює обкатуванням тонкий поверхневий шар для виключення хвилястості поверхні зішліфовують або сточують, це суттєво зменшує ефективність зміцнення. За допомогою універсального динамометра УДМ конструкції ВНДІ були виміряні складові зусилля Р обкатування Тороподібним роликом валів діаметром 100-200 мм зі сталі 40 (200 НВ) на токарному верстаті за допомогою пристрою для стабілізації робочого зусилля обкатування. Спосіб обкатування деталей роликами зі стабілізацією зусилля обкатування дозволяє отримувати зміцнений шар різної товщини з досить високою і однорідної твердістю, а також підвищену зносостійкість.

Для упрочнения поверхностного слоя металлических деталей ответственного назначения находит применение поверхностное пластическое деформирование (ППД) обкатыванием роликами или чеканкой бойками. Для улучшения внешнего товарного вида и повышения износостойкости поверхностного слоя применяется чистовое ППД, а с целью повышения износостойкости деталей – упрочняющая обработка. Современная техника для упрочнения поверхностных слоев, которые в большинстве случаев определяют служебные характеристики деталей машин, включает целый ряд методов: химико-термическую обработку, закалку ТВЧ, лазерную обработку и т. д. Для массового производства широкое применение для упрочнения поверхностных слоев деталей машин нашло обкатывание роликом. При осуществлении технологического процесса обкатывания наиболее широко применяются сферические или торообразные ролики и при больших углах вдавливания ролика в направлении его подачи на обкатанной поверхности детали появляется волнистость с шагом, отличным от величины подачи. Основной причиной появления волнистости многие исследователи считают наличие торцевого биения ролика, приводящего к переменной подаче обкатывания. Для предотвращения появления волнистости при чистовом обкатывании рекомендуют принимать угол вдавливания, значением 2 - 30 что, ограничивает шероховатость обкатанной поверхности величиной 40 < Rz < 80 мкм, а для уменьшения волнистости – использовать ролики с точным рабочим профилем и чаще их перешлифовывать. При упрочняющем обкатывании тонкий поверхностный слой для исключения волнистости поверхности сошлифовывают или стачивают, это существенно уменьшает эффективность упрочнения. С помощью универсального динамометра УДМ конструкции ВНИИ были измерены составляющие усилия Р обкатывания торообразным роликом валов диаметром 100-200 мм из стали 40 (200 НВ) на токарном станке с помощью устройствадля стабилизации рабочего усилия обкатывания. Способ обкатывание деталей роликами со стабилизацией усилия обкатывание позволяет получать упрочненный слой различной толщины с достаточно высокой и однородной твердостью, а также повышенной износостойкостью

Surface plastic deformation (SPD) by rolling with rolls or coining by strikers is used to harden the surface layer of metal parts of critical use. Finish SPD is applied to improve the presentation and to increase the wear resistance of the surface layer, and hardening is used to increase the wear resistance of parts. Modern equipment for hardening surface layers which mostly defines the performance characteristics of the machine parts includes a number of methods: heat treatment, hardening with the HFP, laser processing, etc. Rolling with rolls is widely used for hardening the surface layers of the machine parts. Spherical or toroidal rolls are mostly used in the technological process of rolling, and the surface becomes wavy with the step other than the feed rate, when the roll is pressed at a high angle. A lot of researchers believe that the major reason for waviness appearing is the presence of runout roller resulting in a variable rolling feed rate. To avoid the appearing of waviness in finish rolling it is advisable to take the indentation angle valued 2 - 30, which limits the roughness of the rolled surface measured 40 <Rz< 80 mcm, and to decrease the waviness it is advisable to use the rolls with a precise profile and to re-grind them as often as possible.At the reinforcement rolling the thin surface layer is whittled away and this decreases greatly the efficiency of the reinforcement. The constituents of the effort P of the rolling of shafts made of steel 40 (200 HB) with a diameter of 100-200mm on a lathewith a toroidal roll using a device for stabilization ofthe working effort were measured withtheuniversalUDMdynamometer. Thewayofrollingthepartswithrollswiththestabilizationoftheworkingeffortallows to get a reinforced layer of various thickness with a fairly high and homogeneous hardness and increased wear resistance.