Реферат: Проект восстановления коленчатого вала ЗИЛ 130 с применением ультразвукового упрочнения
Отпечаток ролика во время обкатывания превращается в пластически деформированную канавку, которая при обработке цилиндрических поверхностей с подачей представляет собой винтовую линию.
Разрушение поверхностного слоя может происходить не только при силе превосходящей кинетическую, но и при небольшой нагрузке Nвелико. Допустимое Nзависит в большей мере от марки обрабатываемого материала: для достижения Rа = 0, 16 мкм незакаленной стали необходимо, чтобы 20 < 200, а чугуна 35 < 60.
Итак, при обкатывании необходимо назначать минимальную силу, при которой обеспечивается обработка с максимальной производительностью.
На силу обкатывания непосредственно влияют передний и задний углы вдавливания LI 0 и LII 0 . Установлено, что оптимальным для большинства случаев является La = 2…30 , La = 50 так зависимость параметра шероховатости поверхности от силы обкатывания (рис.3.3.) носит параболический характер.
Рисунок 3.3. Зависимость Raот силы обкатывания Р роликом со сферическим профилем.
Сталь 45 Г2; S = 0,21 мм/мин; D = 130 мм; Г = 20 мм.
Следующим по значению параметром обкатывания после силы является подача, которая может быть радиальной и осевой. Наилучшее качество поверхности достигается при обработке с радиальной передачей, однако на практике детали обрабатывают с осевой подачей. С уменьшением подачи шероховатость поверхности уменьшается до определённого предела, затем начинает возрастать. Оптимальное S= 0,25 [4].
3.2. Алмазное выглаживание.
Выглаживание заключается в пластическом деформировании обрабатываемой поверхности скользящим по ней инструментом- выглаживателем.
Для изготовления выглаживателей используют природные и синтетические алмазы.
Синтетические алмазы с размером зерна более З мм в виде поликристаллов получили название баллас (АСБ) и карбонидо (АСГIК) по аналогии с наименованием соответствующих природных алмазов.
Особенность их структуры обеспечивает изотропность физико-механических свойств, что даёт возможность инструменту работать с переменными нагрузками.
Алмазы АСБ имеют шаровидную форму, чётко выраженной радиально-лучистой структурой, размеры их зёрен достигают б мм. Алмазы АСПК имеют форму цилиндра диаметром 2 — 4,5 мм и высотой 2 — 5 мм. Структура их также радиально-лучистая, но более совершенная.
В результате пластического деформирования Δ обрабатываемой поверхности сглаживаются исходные неровности, и образуется новый микрорельеф высотой неровностей профиля Rzb. Размер детали уменьшается на величину остаточной деформации Δ Пл [4].
Исходными параметрами является предварительный натяг и сила выглаживания.
Решающее значение для качества поверхности детали имеет шероховатость инструмента (рис.3.4).
Коэффициент трения зависит от наиболее существенных факторов силы выглаживания и твердости обрабатываемой поверхности. Максимальное значение коэффициента трения 0,1 ,а обычно оно составляет 0,05 — 0,08.
Рисунок 3.4. Зависимость параметра шероховатости детали от параметра шероховатости инструмента.
Температура в очаге деформирования на глубине не более 0,1 мм не превышает 200-400 при скорости выглаживания менее 100 м/мин.
При увеличении скорости до 400 — 500 м/мин температура возрастает в 2 — 2,5 раза. Параметрами выглаживания, влияющие на шероховатость, являются: сила выглаживания, подача и радиус рабочей части инструмента. Сила выглаживания большая 200 ÷ 250 Н для деталей из высококачественных материалов и большая 100 ÷ 150 Н для деталей из материалов средней твёрдости — нецелесообразны.
Основным критерием выбора радиуса сферы инструмента является твёрдость материала обрабатываемой детали. Для деталей из мягких сплавов и цветных металлов и их сплавов этот радиус должен составлять 2,5 ÷ 3,5 мм, для деталей средней твердости – 1,5 ÷ 2 мм, для деталей из высокопрочных сталей (НRC> 60) - 1÷1,5 мм.
Наименьший параметр шероховатости достигается при подаче 0,02÷0,04мм/об. Скорость выглаживания мало влияет на параметр шероховатости.
3.3. Поверхностное дорнование.
Поверхностное дорнование – это поступательное движение дорна по охватывающей его поверхности [4].
1 – деталь;
2 – дорн.
Рисунок 3.5. Схема обработки поверхностным дорнованием.
Инструмент для поверхностного дорнования изготавливают из твёрдых сплавов. Твёрдые сплавы, обладая рядом преимуществ, но хуже воспринимают ударные и изгибные нагрузки по сравнению с инструментальными и подшипниковыми сталями.
Марки сплавов: ВХ, ВХ8, ВХ10, ВХ15, ВХ25. Новые сплавы имеют значительно повышенную стойкость. Это ВХ10 ОС, ВХ15С, ВХ2ОС и др.
Инструментом для поверхностного дорнования служит дорн, в котором основным рабочим элементом является зуб. Дорны подразделяются на поверхностные и объёмные [4].
Поверхностное дорнование характеризуется следующими параметрами: натягом i, относительным натягом i/d, силой дорнования или силой тяги Р и осевой составляющей силой деформирования Ро, скоростью дорнования и геометрическими характеристиками.
Основным параметром является натяг. С увеличением натяга параметр шероховатости уменьшается до определённого значения. Суммарный натяг при дорновании отверстий диаметром до 80 мм обычно составляет 0,1 — 0,25 мм.
3.4. Виброударная обработка.
Виброударная обработка — это обработка рабочими телами деталей в замкнутом объёме при его вибрации.
Вибрационную ударную обработку подразделяют на виброабразивную и виброударную. Виброабразивную применяют для удаления с деталей заусенцев, округления острых кромок, полирования и т.д., а виброударную — для упрочнения.