Качество поверхности при термофрикционной обработке плоскостей с применением вибраций

КАЧЕСТВО ПОВЕРХНОСТИ ПРИ ТЕРМОФРИКЦИОННОЙ

ОБРАБОТКЕ ПЛОСКОСТЕЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ ВИБРАЦИЙ

Левченко Е.А.

(ВНУ им. В. Даля, г. Луганск, Украина)

Одним из перспективных направлений развития процессов металлообработки является разработка и внедрение качественно новых технологий, в том числе основанных на воздействии нескольких видов энергии или совмещении различных способов ее подвода.

Процесс вибрационного термофрикционного резания (ВТФР)

металлов высокоскоростным дисковым инструментом основан на тепловом и механическом воздействии инструмента на снимаемый припуск.

Лабораторные исследования и анализ результатов производственного внедрения показывает, что резание с вибрациями зачастую приводит к повышению обрабатываемости металлов резанием, способствует уменьшению интенсивности износа инструмента из-за снижения действующих сил и улучшению показателей качества обработанной поверхности.

Проведенные исследования показали, что введение в зону резания колебаний (ξ = 6 мкм) в диапазоне малых подач снижает высоту микронеровностей примерно в 1,3…1,5 раза. Дальнейшее увеличение амплитуды колебаний (ξ > 12 мкм) сопровождается увеличением шероховатости. С увеличением скорости подачи эффективность ультразвука снижается, и при S = 250 мм/мин высота микронеровностей при обычной термофрикционной обработке (ТФО) и ультразвуковой практически одинакова.

При ВТФР изменяется напряженное состояние в зоне резания, а знак остаточных напряжений поверхностного слоя определяется знаком напряженного состояния обрабатываемой поверхности в процессе резания.

Результаты исследований показали, что при ВТФР в поверхностном слое деталей возникают сжимающие остаточные напряжения. При ξ = 6 мкм величина остаточных напряжений снижается в 1,4 раза по сравнению с обычным термофрикционным резанием, а при

ξ = 12 мкм наблюдается рост напряжений. Следует, однако, отметить, что указанная тенденция проявляется по-разному в зависимости от режимов резания и физико-механических свойств обрабатываемых материалов.

Изменяя скорости вращения диска и подачи заготовки, а, следовательно, силу резания и температуру в зоне стружкообразования, можно регулировать степень и глубину наклепа поверхностного слоя металла.

Рациональное применение вибраций при термофрикционном резании плоских поверхностей заготовок позволяет достичь улучшения эксплуатационных характеристик деталей, аналогично тому, как имеет место после выполнения специальных упрочняющих операций.