Способ определения оптимального значения усилия обкатки при поверхностном пластическом деформировании
Изобретение относится к обработке металлов давлением и сварке, конкретнее - к поверхностной пластической обработке. Цель - повышение износостойкости обрабатываемой поверхности детали и повышение производительности. Способ заключается в определении исходной плотности дислокаций материала ρ<SB POS="POST">исх</SB> и плотности дислокаций ρ поверхностного слоя детали после ее механической обработки, причем определяют величину K @ =ρ/ρ<SB POS="POST">исх</SB> для двух точек, соответствующих низким значениям усилия обкатки и двух точек, соответствующих высоким значениям усилия обкатки, и по ним в логарифмической системе координат строят два графика K @ -ρ, пересечение которых определяет оптимальное значение усилия обкатки. Это позволяет сократить время определения оптимального значения усилия обкатки. 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК
А1 (Sl)5 В 24 В 39!00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
H А ВТОРСНОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ИГ, К р, = (3, /(3 (((y, () 2 / мс )(°
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
1 (21) 4370378/31-27 . (22) 27.01.88 (46) 07.12.90. Бюл. N 45 (71) Филиал Нов очер касс кого политехнического института им. Серго Орджоникидзе в r. Иахты (72) В.И.Бутенко и А.В.Чистяков (53) 621.923 (088.8) (56) Извествия высших учебных заведений. Сер. Машиностроение, 1987, - 9, МВТУ им. Баумана. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИ!чАЛЬНОГО
ЗНАЧЕНИЯ УСИЛИЯ ОБКАТКИ ПРИ ПОВЕРХНОСТНОМ ПЛАСТИЧЕСКО! ДЕФОР!ШРОВАНИИ (57) Изобретение относится к обработ— . ке металлов давлением и сварке, в . частности к поверхностной пластической обработке ° Цель — повышение и зноИзобретение относится к машиностроению; преимущественно к поверхностной пластической обработке.
Целью изобретения является повышение производительности и износостойкости и!тем оптимизации значения усилия обкатки.
На чертеже приведен график определения оптимальных усилий.
Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.
Выбирают оборудование и упрочняющий инструмент для поверхностной пластической деформации. Назначают продольную подачу инструмента и скорость вращения обрабатываемой детали.
„„Я0„„1611712
2 состойкости обрабатываемой понерхносTH детали и повышение проиэводитель— ности. Способ заключается в определении исходной плотности дислокаций материала P << и плотности дислокаций п оверхно с т ног о сл оя д етали посл е ее механической обработки, причем определяют величину K p P /(3 Ис дл двух точек, соответствующих низким значениям усилия обкатки, и двух точек, соответствующих высоким значениям усилия обкатки, и по ним в логарифмической системе координат строят два графика I p — P, пересечение которых определяет оптимальное значение усилия обкатки. Это позволяет сократить время определения оптимально— го значения усилия обкатки. 1 ил ., 2 табл.
Определяют исходную плотность дислокаций обрабатываемого материала f) д „. экспериментальным путем. Затем осуществляют обработку поверхности детали на двух заведомо низких значениях усилия обкатки при заданных значениях продольной подачи инструмента и скорости вращения обрабатываемой детали.
Кроме того, опр ед еля ют э и,". чени я плотности дислокаций P -è Pg обработанной поверхности для двух низких значений усилия обкатки и вычисления
1611712
Строят для двух значений К, и
К,г» в логарифмических координатах график К вЂ” P. После этого осуществр ляют обработку поверхности детали на двух заведомо высоких значениях уси5 лия обкатки при заданных значениях и продольной подачи инструмента и скорости вращения обрабатываемой де» тали, определяют после обработки детали поверхностной плотности дислокаций и t) и вычисление К
P /Pncz К 0 / иск
Строят для двух значений К р и
К в логарифмических координатах график К и — P и находят координаты точки пересечения построенных графиков для низких и высоких значений усилия обкатки и определяют оптимальзначение усилия обкатки Р „г .
Заведомо низкое и высокое значения усилия, обкатки при определении оптимального значения усилия обкатки назначаются исходя из практических рекомендаций или имеющихся литератур- 25 ных данных, Поставленная цель — определение оптимального значения .усилия обкатки, обеспечивающее и наивысшую износостойкость обработанных поверхностей образцов из стали 40Х. Плотность дислокаций материала детали определяют на рентгеновском дифрактометре
"Дрон-1,5" с использованием стандартных методик. Режимы сьема рентгено35 грамм следующие: напряжение на трубке 25 кВт, анодный ток 10 MA ширина щели трубки 2 мм, ширина щели у счетчика 0 5 мм, скорость движения диаграммной ленты 4 см/мин.
Для расшифровки рентгенограмм используют программу, написанную на языке PL-1 для ЭВМ ЕС-1022.
Исходная плотность дислокаций стали 40Х после отжига исследуемых образцовв составила p n c x = 0» 4 ° 10 1/см .
Образцы подвергались обкатке на токарно-винторезном станке без смазки при скорости вращения образца V =
0,52 м/с, продольной подачи Б =
0,1 мм/об и числа проходов m = 3
Обкатка производилась роликом из бьктрорежущей стали P6N5, закаленной до твердости HRC 62-65, диаметр ролика 40 мм, радиус профиля R = 10 мм.
Поверхностную плотность дислокаций определяют при следующих значениях усилия обкатки:
Р = О, 75 кН; (= 5,4 ° 10 1/см2;
Р = 1,25 кН; (> = 1,2 10 1/см2;
i0
P = 5,0 кН; P = 4,8 ° 10 1/см2;
P 4 = 7,5 кН; P<= 5,8 ° 10 1/см2.
По полученным значениям Р определены К p = f/(Jg = 30; Кp = 120; К t1< = 150. В логарифмической системе координат построены графики К p — P. Координаты точки пересечения графиков К.p — P определяют K p 90 H Ропг 2,75 кН. Исследование на.иэнашивание обработанных поверхностей образцов производят на специальной установке для испытания образцов на изнашивание. Испьггания проводят при удельном давлении контртела P = 0,5 МПа и скорости скольжения Ч „ = 0,8 м/с без смазки. В качестве контртела используют бруски иэ быстрорежущей стали P6H5» закаленной до твердости HRC 6265. Результаты испьгганий приведены в табл, 1. Анализ данных табл. 1 показывает, . что наименьшая скорость изнашивания достигается при обработке поверхности с усилием обкатки 2,75 кН, которое принято оптимальным. Упрочнение деталей механическим наклепыванием составляет P = 3,5 кН. Скорость изнашивания поверхности образцов, подвергнутых поверхностей пластической обработке с укаэанным усилием обкатки, составляет ДБ = 5,0 10 О м/с, что выше 2, 75 кН . При экспериментальном определении значения усилия обкатки с использованием графических зависимостей влияния давления и структурного состояния стали на упрочнение поверхностного слоя отделочно-упрочняющая обработка поверхностным пластическим деформированием составляет P = 2,25 кН. Скорость изнашивания поверхности образцов составляет ЬБ = 4,0 10. 8 м/с (табл. 1), что также выше 2,75 кН. Выполнен хронометраж определения оптимального значения усилия обкатки различными способами, результаты которого приведены в табл. 2. Анализ табл. 2 показывает, что применение предлагаемого способа определения оптимального значения усилия обкатки позволяет в 2 раза сократить время на его определение. 2,75 5,0 7,5 13,5 30 90 120 150 Скорость из нашивания поверхности к 10 8., м/с 8,5 4,0 2,0 7,0 9,5 Таблица 2 Способ Н еобходимое время определения Ропт > Экспериментальный с использованием графических зависимостей влияния давления и структурного состояния стали на упрочнение поверхностного слоя 3,0 Предлагаемый для определения оптимального значения усилия обкатки 1,5 5 16117 Формула из обр ет ения Способ определения оптимального значения усилия обкатки при поверхностном пластическом деформировании (ППД)., при котором упро няющему ин-. струменту сообщают продольную подачу, а детали — вращение, затем определяют исходную плотность дислокаций обрабатываемого материала и плотность дислокаций поверхностного слоя детали после ее механической обработки и рассчитывают оптимальные режимы ППД, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и 15 Усилие обкатки, кН О, 75 1, 25 12 6 иэносостойкости путем оптимизации значения усилия обкатки, перед обкат кой определяют две точки, соответствующие низким и высоким значениям усилия обкатки, а обкатку производят в этих точках, затем определяют отношение к исходной плотности дислокаций после обкатки и строят в логарифмической системе координат два графика К Р = f(P), где P — текущее значение усилия, а в качестве оптимального значения усилия принимают усилие, соответствующее точке пересечения графиков . Таблица 1 1611712 Фки Составитель С.Чукаева Редактор А.Мотыпь Техред Л.Олийнык Корректор М. Иаксимишинед . Заказ 3802 Тираж 602 Подписное ВЯИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 101
