Обработка резанием

Технологические методы обеспечения износостойкости узлов трения

Существующие технологические методы обеспечения износостойкости поверхностей деталей узлов трения подразделяют на несколько групп: механические, химико-термические, нанесение износостойких покрытий, наплавка и др. Применение этих методов вызвано стремлением повысить эксплуатационные качества деталей машин. Технологические методы повышения долговечности и износостойкости трущихся деталей приведены на рисунке 7.3.

Рис. 7.3. Технологические методы повышения

износостойкости узлов трения

Рассмотрим некоторые основные технологические методы.

Процесс резания - сложный физический процесс, сопровождающийся большим тепловыделением, деформацией металла, изнашиванием режущего инструмента и наростообразованием на резце. В зависимости от метода обработки изменяется расположение и форма неровностей. Направление неровностей влияет на износостойкость поверхности, определенность посадок, прочность прессовых соединений. Например, при совпадении направления скольжения с направлением неровностей обеих деталей происходит снижение изнашивания. На рисунке 7.4 представлены некоторые виды расположения неровностей в зависимости от способа обработки. Типы расположения неровностей регламентирует ГОСТ 2789-73.

Рис. 7.4. Расположение неровностей:

а) точение, растачивание, сверление, зенкерование, развертывание;

б) строгание; в) цилиндрическое фрезерование; г) торцовое фрезерование; д) доводка свободным абразивом; е) шлифование; ж) протягивание; з) суперфиниширование.

Под действием режущего инструмента срезаемый слой металла подвергается сжатию. Процессы сжатия (как и процессы растяжения) сопровождаются упругими и пластическими деформациями. Режущий инструмент деформирует не только срезаемый слой, но и поверхностный слой обрабатываемого материала. Под действием деформации поверхностный слой упрочняется, увеличивается его твердость и уменьшается пластичность, происходит наклеп обрабатываемой поверхности. Этот вид упрочнения поверхностного слоя характеризуется тремя показателями: глубиной, степенью и градиентом.

В результате деформационного упрочнения поверхностного слоя микротвердость его возрастает по сравнению с исходной: у алюминия на 90…100 %; латуни – 60…70 %; мягкой конструкционной стали на 40…50 %; твердой конструкционной стали на 20…30 %. Глубина деформации поверхностного слоя зависит от различных факторов и может достигать от сотых долей до нескольких миллиметров. Например, глубина наклепанного слоя у сталей средней твердости составляет при черновой обработке резцом 0,4…0,5 мм, чистовой обработке резцом – 0,07…0,09, шлифовании – 0,04…0,06, полировании 0,02…0,04. Чем мягче и пластичнее обрабатываемый металл, тем большему наклепу он подвергается. Например, стали аустенитного класса, наклепываются значительно сильнее, чем конструкционные. Чугуны обладают значительно меньшей способностью к упрочнению, чем стали.

На степень упрочнения и глубину наклепа оказывают влияние режимы резания, геометрия режущего инструмента, степень его затупления, т.е. факторы, определяющие протекание пластической деформации в зоне резания.

Увеличение скорости резания способствует уменьшению глубины и степени наклепа, а подачи и глубины резания - их увеличению. Глубина наклепа примерно в 2…3 раза больше при работе затупленным режущим инструментом, чем при работе остро заточенным.

Смазочно-охлаждающие жидкости при резании уменьшают глубину и степень упрочнения поверхностного слоя.

Кроме перечисленных выше факторов на наклеп влияет изменение переднего и заднего углов (изменение характеристик наклепа на 20 %). Увеличение износа инструментов, особенно задней поверхности, вызывает значительное увеличение глубины наклепанного слоя (на 200…250 %), степень наклепа при этом увеличивается в 1,3…2 раза.

Дата добавления: 2014-12-26