Дослідження жорсткості системи верстат-інструмент-деталь при ремонті деталей методом поверхневого пластичного деформування

Abstract

З допомогою теоретичних і експериментальних досліджень показано, що з урахуванням жорсткості системи верстат-інструмент-деталь вдалося досягти оптимізації режимів обкатування і за рахунок цього розширити номенклатуру обкатування і розкатування деталей. Поверхнева пластична деформація за допомогою обкатування деталей роликами і кульками після обточування їх різцем або шліфування виконується для зниження шорсткості поверхні і зміцнення поверхневого шару. Зниження шорсткості, а також збільшення радіусів заокруглення вершин шорсткості, збільшення опорної поверхні призводять до підвищення зносостійкості деталей або поліпшення їхнього товарного вигляду. При зміцнюючому обкатуванні підвищується твердість поверхневого шару, в ньому крім того з’являються стискаючі напруження. Все це призводить до підвищення втомної міцності деталей. Основні режими обкатування – зусилля обкатування і подача ролика на кожен оборот деталі. Зусилля обкатування вибирається залежно від діаметра деталі, діаметра і профільного радіусу ролика і твердості обкатуємо матеріалу. Реалізація оптимального основного режиму обкатування (робочого зусилля) пов’язана з жорсткістю технологічної системи верстат-інструмент-деталь. У сенсі збереження оптимального режиму обкатування представляє небезпеку не стільки зниження жорсткості, скільки її мінливість. Тонкостінні втулки можна розкатувати голчастими роликами. При цьому пластична деформація локалізується в тонкому поверхневому шарі і роздача втулки мінімальна.

С помощью теоретических и экспериментальных исследований показано, что с учетом жесткости системы станок-инструмент-деталь удалось достичь оптимизации режимов обкатки и за счет этого расширить номенклатуру обкатки и раскатывания деталей. Поверхностная пластическая деформация с помощью обкатки деталей роликами и шариками после обточки их резцом или шлифовки выполняется для снижения шероховатости поверхности и упрочнения поверхностного слоя. Снижение шероховатости, а также увеличение радиусов закругления вершин шероховатости, увеличение опорной поверхности приводят к повышению износостойкости деталей или улучшения их товарного вида. При укрепляющем обкатке повышается твердость поверхностного слоя, в нем кроме того появляются сжимающие напряжения. Все это приводит к повышению усталостной прочности деталей. Основные режимы обкатки - усилия обкатки и подача ролика на каждый оборот детали. Усилия обкатки выбирается в зависимости от диаметра детали, диаметра и профильного радиуса ролика и твердости обкатываем материала. Реализация оптимального основного режима обкатки (рабочего усилия) связана с жесткостью технологической системы станок-инструмент-деталь. В смысле сохранения оптимального режима обкатки представляет опасность не столько снижение жесткости, сколько ее изменчивость. Тонкостенные втулки можно раскатывать игольчатыми роликами. При этом пластическая деформация локализуется в тонком поверхностном слое и раздача втулки минимальна.

With the help of theoretical and experimental studies it has been shown that, taking into account the rigidity of the machine-tool-part system, it was possible to achieve optimization of routing modes and, due to this, to expand the range of rolling and rolled parts. Surface plastic deformation by rolling parts by rollers and balls after cutting them with a cutter or grinding is performed to reduce the roughness of the surface and strengthen the surface layer. Reducing roughness, as well as increasing the radii of rounding the roots, increasing the support surface, leads to increased wear resistance of parts or improvement of their appearance. With hardening, the hardness of the surface layer rises, in addition there are compressive stresses. All this leads to an increase in the fatigue strength of the parts. The main robotic regimes are the roping and roller feed on every turn of the part. The roping effort is chosen depending on the diameter of the part, the diameter and profile of the roller radius and the hardness of the material. Implementation of the optimal basic mode of rotation (labor force) is associated with the rigidity of the technological system of the machine-tool-detail. In the sense of preserving the optimal mode of rotation represents a danger not so much the reduction of stiffness, as its variability. Thin sleeves can be rolled up with needle rollers. In this case, the plastic deformation is localized in a thin surface layer and the distribution of the sleeve is minimal.