Для определения оптимальных режимов ППД использовали зубчатые колеса из стали 40ХН твердостью НВ 190—210, с числом зубьев z = 38, т = 10 мм и шириной b = 80 мм. Подтверждено, что усилие обкатывания существенно влияет на шероховатость поверхности. Уменьшение поперечной шероховатости от Ra = 0,6 до Ra = 0,32 мкм происходит с ростом усилия накатывания от 2452 до 3923-4413 Н, дальнейшее увеличение усилия приводит к некоторому росту шероховатости поверхности. Это можно объяснить тем, что малое усилие не обеспечивает полного смятия гребешков исходного микропрофиля поверхности. Увеличение шероховатости при накатывании с усилиями более 4413 Н связано с перенапряжением поверхностного слоя, которое наступает после того, как усилие пружины в начальный момент контакта ролика с зубом колеса превысит предел прочности материала на разрыв. В этом случае на поверхности появляются микротрещины.
Как следует из однофакторного эксперимента, изменение усилия от 1960 до 5884 Н позволило установить минимальные значения шероховатости. Следовательно, дальнейшее увеличение усилия более 5884 Н при других величинах скорости или подачи может изменить положение этой точки. В то же время изменение s, v и Rаисх позволяет уменьшить усилие при оптимальной величине шероховатости. Оптимальные режимы ППД выбирали методом крутого восхождения (симплексным методом) к оптимальной области.
Из однофакторного эксперимента следует, что диапазон изменения усилий может быть в пределах 1960-5884 Н.
Максимальную величину подачи при работе накатного инструмента определяли по установленной автором зависимости, и для накатника т = 10 мм, а = 20°, Dн.о = 200 мм она составила 32 мм/об. Исходя из того, что работать с подачами менее 1 мм/об нецелесообразно из-за малой производительности, диапазон изменения подачи был выбран 1-30 мм/об.
Из условий работы инструмента следует, что динамическая составляющая усилия накатывания изменяется пропорционально скорости, следовательно, для обеспечения однородности поверхности работать со скоростями более 60 м/мин нецелесообразно. С другой стороны, накатной инструмент предназначен для обработки крупномодульных колес, а скорости крупных зубофрезерных станков не превышают 40 м/мин. Учитывая экономичность процесса, принят диапазон скоростей 10—40 м/мин. Величина исходной шероховатости крупномодульных зубчатых колес изменяется отRаисх = 8 до Rаисх = 1,77 мкм.
Дальнейшие эксперименты проводили на зубчатых колесах из сталей 40Х и 40ХН, твердость заготовок зубчатых колес НВ 190-210.
С увеличением усилия 2452 Н и выше шероховатость уменьшается, и после точки минимума (Р = 4707 Н) при дальнейшем повышении усилия деформации шероховатость увеличивается. Уменьшение исходной шероховатости уменьшает величину шероховатости, полученную после поверхностного пластического деформирования. Величина скорости при обработке незначительно влияет на величину шероховатости (доверительный интервал равен ±0,023).
В связи с тем, что величина подачи оказывает наибольшее влияние на производительность процесса накатывания, был проведен однофакторный эксперимент, при котором менялась величина подачи. В случае малой подачи каждая точка поверхности подвергается обкатыванию несколько раз. Известно, что поверхностный слой может разрушаться не только при усилии, превосходящем критическую величину, но и при весьма малой нагрузке, если кратность приложения ее на каждую точку достаточно велика. С другой стороны, малая величина подачи снижает производительность обработки. Повышение подачи с s = 0,8 до s = 30 мм/об увеличивает шероховатость в 1,5-2 раза. Следовательно, с целью получения максимальной производительности необходимо работать с максимально допустимой подачей.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.