Комбинированные методы обработки деталей машин с учетом трибологических характеристик поверхностного слоя

Для повышения конкурентоспособности нашей продукции на внутреннем и внешнем рынке необходимо искать и внедрять новые виды конструкций современных машин и материалов. Необходимо проводить интенсивный поиск технологических методов, которые обеспечат значительный прорыв.

Было выявлено, что использования уже известных и широко применяемых методов в сочетании с формообразующими и упрочняющими дает повышенную эффективность. Таким образом, поиск «стыковых» эффектов представляется целесообразным, а выявленные сочетания позволяют достичь принципиально новых технологических результатов.

При учете трибологических характеристик поверхностей возможно значительно повысить эффективность обработки деталей машин, особенно, если они устанавливаются и функционируют при специфически условиях. На сегодняшний день доказано, что до 70% причин выхода из строя машин и механизмов связано с износом узлов трения.

Для достижения требуемого уровня долговечности был реализован выбор оптимальных сочетаний методов для критериальной оценки в условиях современного производства и разработка комбинированных методов.

Целью использования комбинированных методов является возможность создания процессов обработки, которые обеспечивают требуемые качественные показатели изготавливаемых изделий. Для оптимизации выбора определенных сочетаний методов произведено формирование математических моделей взаи­модействий поверхностей с определением кон­кретного значения для каждого из сочетаемых методов. С этой целью вводится понятие «внешнее воздействие», под которым понимается способ подвода энергии к обрабатываемой поверхности. Качественными характеристиками воздействий являют­ся как способ подвода энергии, так и её форма. При различном сочетании магнитного, химиче­ского, механического (постоянного или импульсного) и теплового воздействий создана целая гамма комбинированных методов обработки. В таблице приведен анализ возможностей конкурентных технологических методов.

Изучение трибологических характеристик поверхностного слоя деталей машин после обработки велось посредством измерения величины массово­го износа и качественной оценки топографии поверхностей трения об­разцов. Испытания осуществлялись в условиях стендовых испытаний на машине трения.

Схема конструктивного оформления стенда трения

Конструктивно эта машина отли­чается тем, что кольцо 4, образующее с образцом-колодкой 3 пару трения, вращается вокруг своей оси со скоростью ω₁, а сам образец при этом совершает циклическое возвратно-поступательное перемещение, задаваемое эксцентриком 2, вращающимся со ско­ростью ω₂. При этом поверхность образца подвергается изнаши­ванию на всю длину боковой поверхности колодки. Для получения конкретного значения величин массового износа для диа­пазона исследуемого метода осуществлялись испытания образ­ца. В качестве абразивного порошка использовался шлиф-порошок карбида бора зернистостью № 4.

В ходе проведенного анализа различных методов, начиная от алмазно-электрохимического хонингования, использования электрохимического формообразования и гальванического хромирования, а также ряда других комбинированных методов выявлена закономерность формирования параметров качества поверхностного слоя. Результаты стендовых трибологических испытаний позволили определить благоприятные диапазоны режимов обработки комбинированными электротехнологическими методами. Реализация когезионно-адгезионного изнашивания определяет наибольшие значения массового износа, а значит, определяет наименьшее значение износостойкости.

Список литературы

1. Обработка металлов резанием: Справочник технолога под редакцией Панова А.А. и др. М.: Машиностроение, 1988 г.
2. Методы и средства упрочнения поверхностей деталей машин концентрированными потоками энергии / А.П. Семенов и др,-М.: Наука,1992.
3. Усов С.В., Поляков С.В., Свириденко Д.С. Научные основы создания прогрессивных методов обработки деталей машин. М.о. Подольск: Славянская школа, 2011, 209 с.
4. Усов С.В., Свириденко Д.С., Смоленцев Е.В., Белякин А.С. Исследование влияния комбинированных методов обработки на трибологические характеристики поверхностного слоя деталей машин // Вестник Воронежского государственного технического университета — 2012 — Т.8, № 5
5. Дроздов Ю.Н. Трибологические проблемы и надежность машин // Вестник машиностроения. — 1983 — № 5. — с.52-55.