Изучение методов отделочно-упрочняющей обработки поверхностей деталей машин (Исследовательский раздел дипломного проекта), страница 5

По всем профилограммам, снятым с образцов, обработанных долблением, шлифованием и ППД при различных режимах, были построены кривые опорных поверхностей. Как видно из рисунка 3.2, наибольшую относительную опорную длину профиля tp имеют поверхности, обработанные ППД. При этом характерно, что даже поверхность со сравнительно грубой шероховатостью Ra = 1,4 мкм, полученная ППД после долбления, имеет величину tp на 30% большую, чем поверхность, полученная шлифованием (Ra = 0,6 мкм), несмотря на то, что высота неровностей последней более чем в 2 раза меньше.

Рисунок 3.2 – Опорные кривые поверхностей зубьев после долбления (1), зубошлифования (2) и ППД (3)

Как следует из данных таблицы 3.1, после ППД создается профиль, по своим геометрическим характеристикам превосходящий не только известные способы обработки резанием, но и такие эффективные способы, применяемые только для ответственных передач, как зубохонингование и притирка. Одна из важных геометрических характеристик формы неровностей, принятая за критерий оценки геометрии шероховатостей, полученных различными методами обработки r/Rmax, у поверхностей, обработанных ППД, на несколько порядков больше, чем у поверхностей, обработанных другими технологическими методами. Это способствует значительному повышению эксплуатационных свойств зубчатых передач.

К новым методам поверхностного пластического деформирования может быть отнесена электромеханическая обработка (ЭМО), основанная на сочетании термического и силового воздействия на поверхностный слой детали, что позволяет значительно повысить характеристики качества поверхности, от чего существенно зависит износостойкость, контактная жесткость и другие эксплуатационные свойства.

Особенность метода заключается в том, что в процессе обработки детали в месте контакта инструмента с изделием проходит ток большой силы и низкого напряжения. В отличие от широко распространенных схем электромеханической обработки в качестве инструмента были использованы ролики, которые имели значительно большую стойкость, чем сглаживающие пластины. От сети напряжением 220В ток проходит через понижающий трансформатор, а затем через контакт ролика и вращающейся детали.

Электромеханическая обработка производилась на токарно-винторезном станке модели 1М616 с использованием установки переменного тока, изготовленной на базе сварочного трансформатора ТСД-1000, который позволял плавно регулирова ток в интервале 200-900А при постоянном напряжении U=2-ЗВ во вторичной цепи трансформатора. Инструментом служили ролики из сталей Р9К5 и Х12М диаметром 70 мм, которые подвижно закрепляли в пружинной оправе. Рабочая поверхность ролика была закалена, доведена алмазной пастой до шероховатости Ra = 0,03-0,08 мкм и имела радиус закругления ρ= 10 мм. Пружинная протарированная оправка позволяла изменять усилие обкатки Р = 1176 Н. В процессе обработки инструмент охлаждался 10%-ным раствором эмульсола.

Проведенные исследования ЭМО деталей из сталей ЗОХГСА и ЗОХ2НВА показали, что при этом методе ординаты профиля микронеровностей распределяются по высоте более равномерно, чем при обычном накатывании роликом или шариком. Это связано с лучшими условиями деформирования разогретого за счет выделяемого тепла при прохождении тока поверхностного слоя детали.

На рисунке 3.3 показано влияние основных технологических факторов (силы тока I, давления р, скорости вращения детали v, подачи s) на шероховатость поверхности деталей из стали ЗОХГСА, предварительно обработанных круглым шлифованием с Ra = 0,9 мкм.

Рисунок 3.3 – Влияние технологических факторов при ЭМО на шероховатость поверхности деталей из стали 30ХГСА

(режим ЭМО): I=400A; P=784H; V=40м/мин; s=0,08мм/об;

R_a=0,8мкм.