Введение к работе
:..,;;" \
!^ЭДкт.уальность теин. Успешное выполнение задач, поставленных енадцатым и третьим пятилетними, планами народного хозяйства СР и Кубы, соответственно, перед машиностроительной провдшлен-стыо, неразрывно связано с повышением надежности и долговечно-и ыапин. Одним мз путей решения данной задачи является обеспе-нив требуемых показателей качества поверхностного слоя изделий адаяной величины шероховатости, уровня, знака и глубины зале-ния остаточных напряжений), от чего в существенной степени за-зят износостойкость, усталостная прочность, коррозионная стой-зть и другие эксплуатационные свойства.
Проблеме изучения качества поверхности и его влияния на на-кноеть и долговечность деталей машин посвящены фундаменталь-? работы JLB.Краге льского, А.А.Маталиііа, А.В.Подзея, М.М.Хру-за, Б.И.Костецкого, Ы.В.Касънна, С.С.Силина, В.Ф.Безъязычного других.
Несмотря на эти достижения, указанная проблема требует дальнего решения целого ряда вопросов. В частности, остро стоит [рос исследования качества поверхности при чистовом точении .лей повышенной твердости, широко используемых при изготовле-ответственных деталей типа тел вращения. Решение этих про-м невозможно без фундаментальних катерналоведческих исследо-ий состояния поверхностных слоев обрабатываемых деталей (осо-ностей микроструктуры и дислокационной структуры, напряхенно-состояния и т.п.). Таким образоы, проблемы обработки могу"* ь эффективно решены лишь на базе современного материаловеде-
В проводимых литературных источниках, в основном данные ка-гся отдельных вопросов формирования этой поверхности путен ^ования стальных деталей взятих в закаленном и отпущенной сошли, или их точения, но в состоянии поставки.
Предложенный в работе метод обработки для обеспечения вцео-ічественних поверхностных слоев исключает их размягчение володіє выделяемой теплоты, образование ожогов, а также коробление :исление обрабатыыемых деталей.
Все это ' определяет актуальность данного исследования, ко-і'е является проблемой не только обработки, но и материаловед-ой.
Цель работы. Настоящая работа была поставлена с целью изучения особенностей формирования структуры и показателей качества поверхностного слоя и его влияния на износостойкость среднеугле-родистых и легированных стальных деталей типа тел вращения в закаленном и отпущенном состоянии, после их чистового точения твердосплавным инструментом.
Научная новизна состоит в следующем:
комплексно изучены наклеп, остаточные напряжения и плотность заторможенных дислокаций в поверхностном слое, сформированном непосредственно лезвийным инструментом при точении после закалки и отпуска сталей и их воздействие на износостойкость обработанных деталей;
предложена новая методика обеспечения повышенной износостойкости трущихся деталей исходя из оптимального уровня микро-
.твердости в поверхностных слоях и требуемой структуры для каждых конкретных условий эксплуатации трущейся пары;
доказывается экономичность получения требуемых'параметров качества поверхностного слоя чистовым точением деталей повышенной твердости;
впервые .установлены комплексные зависимости износостойкости обработанных деталей, от исходной структуры, показателей качества поверхностного слоя и применяемых режимов в процессе обработки;
выявлена специфика упрочнения поверхностного слоя по глубине слоя при обработке деталей и его влияние на износостойкость с установлением взаимосвязей между зависимостями "микротвердость-глубина наклепанного слоя" и "остаточные напряжения-глубина наклепанного слоя"; на базе этого определена интегральная зависимость износостойкости от всего комплекса структурных факторов, характеризующих структурное состояние стали, степень наклепа и плотность дислокаций;
разработаны математические модели, позволяющие в одной системе связать зависимости исследуемых показателей качества поверхностного слоя, долговечности и процесса резания от применяемых режимов обработки;
установлено значительное преимущество поверхностного слоя,
сформированного при чистовом точении по заданный благоприятным режимам, над слоем, образованным шлифованием стальных деталей повышенной твердости; это обстоятельство очень четко отражается на эксплуатационных свойствах, так как поверхностные слои обточенных деталей обладают значительно более высокой износостойкостью, чем шлифованные, при трении качением и скольжением;
- составлена программа для ЭВМ, позволяющая определить оптимальные режимы резания для обеспечения- требуемых значений основных показателей качества поверхностного слоя и повышенной износостойкости обработанных деталей.
Научная и практическая значимость. Предложенная методика обеспечения повышенной износостойкости трущихся деталей в процессе ремонта или при эксплуатации новой конструкции позволит учитывать все конкретные условия работы труцихся пар, которых нет в аналитических выражениях, применяемых при расчетах показателей износостойкости.
Значительно дополнены представления о сравнительно мало изученном явлении формирования структуры и свойств, поверхностного слоя стальных деталей повышенной твердости непосредственно лезвийным инструментом после термической обработки и его влияния на эксплуатационные свойства; выявлена специфика упрочнения поверхностного слоя по глубине.
Полученные результаты вашга для понимания общих закономерно- , сгей упрочнения и разупрочнения поверхностных слоев стальных деталей повышенной твердости при обработке резанием.
На основе полученных экспериментальных результатов разработаны и внедрены з кубинскую промышленность рекомендации по обеспечению требуемых показателей качества поверхностного слоя при обработке и восстановлении деталей повышенной твердости типа тел вращения. Внедренные рекомендации охватывают также детали с металлическими покрытиями и подвергнутые цеиентации.
Замена операции шлифования деталей повышенной твердости числовым точением позволяет существенно повысить износостойкость обработанных деталей с одновременным сникением себестоимости обра-5отки в 1,5...2,4 раза. Только на одном предприятии получен эко-юмический эффект от внедрения'IQ тыс. песо (9 тыс. рублей) в
- k -
год на каждое рабочее место. На другом предприятии, предложенные рекомендации позволили начать новый вид производства, который они не смогли раньше заняться из-за нехватки шлифовальных станков и другого технологического оборудования, обеспечивающего необходимое качество продукции.
Апробация работы. Результаты диссертационной работк-докладывались на Научно-студенческой конференции Педагогического института им.Хуана Маринельо (Матинсас, Куба) в мае 1989 I.
Публикации. По иатеряалам диссертации опубликованы дне работы и принят к печати еще две.
Структура и обьем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы (81 наименование) л приложения, содеряит 199 страниц, в том число Ц/j. страниц основного текста и 17 таблиц, 28 рисунков и приложения.
На защиту выносится:
-
Комплексные зависимости исследуемых эксплуатационных показателей от исходной структуры и режимов обработки.
-
Новая методика обеспечения повышенной износостойкости трущихся деталей типа тел вращения.
-
Выявленные особенности упрочнения поверхностного слоя при точении по глубине и его влияние на' износостойкость обработанных деталей.
-
Программа для ЭВМ, позволяющая определить опїдцальньш ре-еиыы резания для обеспечения требуемых значений основних показателей качества поверхностного слоя и повышенной износостойкости обработанных деталей.
