Влияние способов высокопроизводительного шлифования на качество поверхностного слоя деталей из труднообрабатываемых материалов

Влияние способов высокопроизводительного шлифования на качество поверхностного слоя деталей из труднообрабатываемых материалов

В.И. Белоус, С.Е. Маркович

Национальный аэрокосмический университет им. Н.Е. Жуковского «ХАИ», Украина

 Рассмотрены современные высокопроизводительные процессы абразивной обработки деталей авиационных двигателей, изготовленных из труднообрабатываемых материалов. Проведено сравнение и определены преимущества и недостатки высокоскоростного и глубинного способов шлифования. Проанализировано влияние энергетических параметров процессов высокопроизводительной абразивной обработки на комплекс характеристик поверхностного слоя, зависимость показателей шероховатости и остаточные напряжения от режимов резания. Определена задача создания комплексной системы, учитывающей влияние технологических факторов на характеристики системы станок – инструмент – деталь.

 Введение

Современное авиадвигателестроение характерно применением деталей и узлов,   изготовленных из жаропрочные и титановых сплавов, сложнолегированных сталей и других труднообрабатываемых материалов (ТОМ). Процесс шлифования является технологией, с помощью которой можно выполнить требования, предъявляемые к точности и качеству поверхностей изготавливаемых деталей и в настоящее время ведущими двигателестроительными предприятиями, ставится задача совершенствования данного метода обработки.

Актуальность направления исследований и постановка задачи. Исследованию  вопроса повышения эффективности управления качеством поверхностного слоя при обработке деталей из труднообрабатываемых материалов шлифованием посвящены многие работы, однако в настоящее время универсальной методики расчёта параметров режимов резания для обеспечения заданных характеристик поверхностного слоя нет.

Поверхностный слой деталей оказывает влияние на следующие эксплуатационные  свойства: прочность (статическую, циклическую, ударную), трение и износ, сопротивление коррозии, эрозии, кавитации, герметичность соединений, точность деталей и надежность неподвижных посадок и др. Шероховатость и волнистость поверхности, структура, фазовый и химический состав поверхностного слоя по-разному влияют на эксплуатационные свойства деталей. Знание закономерностей комплексного и раздельного влияния параметров поверхностного слоя деталей на их эксплуатационные свойства позволяет оптимизировать технологические процессы изготовления деталей с учетом заданных условий их эксплуатации. Это, в свою очередь, выдвигает требование детального анализа существующих высокопроизводительных способов шлифования для выполнения расчёта энергетических характеристик и проведения экспериментальных исследований по определению влияния режимов шлифования на характеристики поверхностного слоя, а также разработка оптимальных режимов шлифования с использованием планетарно-шлифовальной головки.

 Анализ современных способов высокопроизводительного шлифования

К высокопроизводительным процессам абразивной обработки (ВПАО) относятся  высокоскоростное шлифования, глубинное шлифование, шлифование высокопористыми кругами, а так же сочетания данных методов.

Как показал факторный анализ результатов серии исследований, одними из  важнейших характеристик поверхностного слоя, влияющих на предел выносливости деталей из ТОМ, являются шероховатость поверхности и остаточные напряжения (особенно их знак).

Возможности высокоскоростного шлифования по увеличению скорости съёма  металла при сохранении требуемых параметров точности и качества обработки подтверждены рядом экспериментов [1].

Зависимости параметра шероховатости от скорости резания прослеживаются на  рис. 1.

Рисунок 1 – Зависимости параметра шероховатости Ra шлифованных деталей от скорости и глубины шлифования: а - сталь Р18 (HRC 60-62), б - сталь Х18Н10Т

Однако применению высокоскоростного шлифования должны сопутствовать: 

комплекс мероприятии, направленных на устранения негативного фактора теплового воздействия на шлифуемую поверхность;

применение специальных кругов повышенной прочности;

повышение жесткости технологической системы;

более высокие требования к свойствам абразивных материалов;

усовершенствованное станочное оборудование.

Другим прогрессивным процессом шлифования, при котором за счет резкого  изменения режимных (кинематических) параметров количественно и качественно изменяются выходные параметры, является глубинное шлифование. После проведения экспериментов [2] была получена эмпирическая зависимость величины показателя шероховатости от параметров режима шлифования:

где t – глубина резания; Vд – скорость детали; S – подача; Vк – скорость  круга.

На рис. 2 приведена графическая зависимость, характеризующая влияние на  шероховатость поверхности параметров режима глубинного шлифования.

Рисунок 2 – Зависимости параметра шероховатости Ra деталей от скорости и глубины шлифования

Как видно из графиков (рис. 1, 2) параметр шероховатости Ra в качественной  форме изменяется приблизительно идентично. С увеличением скорости круга шероховатость уменьшается. Это подтверждается результатами проведенных экспериментов [3] при шлифовании ёлочных замковых соединений лопаток турбокомпрессора.

Исследования зависимости показателей шероховатости Ra от скорости п

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать