Приложение 7 (1208883), страница 11
Текст из файла (страница 11)
Определениеглубины и степени наклепа осуществляется методом косых срезов,химического травления и электрополирования, рентгеноскопии и др.В поверхностном слое после механической обработки возникаютостаточные напряжения, характер и распределение которых зависят от рядафакторов: скорости резания и подачи, геометрии и затупления режущегоинструмента, а также свойств обрабатываемого материала. Доминирующеевлияние на характер и величину остаточных напряжений оказывает скоростьрезания. При этом установлено, что при обработке лезвийным инструментомна малых скоростях резания в поверхностном слое действуют сжимающиенапряжения, а при обработке с большими скоростями напряжения в разныхслоях поверхностного слоя имеют различный характер.3.2.
ВЛИЯНИЕ КАЧЕСТВА ПОВЕРХНОСТИНА ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА ДЕТАЛЕЙТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВГеометрические характеристики поверхности и свойства поверхностногослоянаходятсявпрямойсвязисэксплуатационнымисвойствамиобработанных деталей. Их износ в значительной степени зависит от высоты иформы неровностей поверхности. Износоустойчивость детали определяетсяглавным образом верхней частью профиля шероховатости.При работе сопряженных деталей в процессе эксплуатации автомобилявначале в местах контакта поверхностей развиваются напряжения, частопревышающие напряжения предела текучести. Результатом этого являетсяупругая и пластическая деформация сжатия и сдвига вершин неровностей,приводящая к интенсивному изнашиванию в период приработки, а внекоторых случаях к схватыванию трущихся поверхностей.
Таким образом, впериодприработкишероховатостьповерхностипослемеханическойобработки (технологическая) деформируется и разрушается. В результатеобразуется новая (рабочая) шероховатость, отличающаяся по форме иразмерамоттехнологической.Направлениенеровностейпрофиляприближается к направлению скольжения.Окончание периода приработки сопряженных деталей характеризуетсянаступлением постоянства скорости изнашивания, а установившаяся приэтом шероховатость является оптимальной в течение дальнейшего периодаработы. В случае изменения условий работы деталей из-за увеличениядавления, скорости и прочего происходит дополнительная приработка. Припереводе сопряженных деталей в облегченный режим работы такойприработки не наблюдается.Характер разрушения шероховатости поверхности обычно определяетсяусловиями изнашивания и трения.
Исследования зависимости износа отшероховатости поверхности при очень больших удельных давлениях и безсмазки показали, что износ мало зависит от шероховатости, имеется дажетенденция к увеличению износа более гладких поверхностей. По мереоблегчения условий работы деталей износ все более начинает зависеть отшероховатости, увеличиваясь при более грубо обработанных поверхностях.Характер изменения шероховатости поверхности сильно меняется взависимости от условий работы и нагруженности сопряженных деталей.Направление неровностей после обработки резанием сильно и по-разномувлияет на износ при одном и том же значении шероховатости поверхности.Исследованиямиустановленанеобходимостьвыбораоптимальнойнаправленности неровностей поверхности для определенных условийэксплуатации сопряженных деталей транспортного средства.Так, при жидкостном трении, хорошей смазке и легких условиях работыотсутствует непосредственный контакт поверхностей, поэтому влияниешероховатости сказывается лишь на толщине несущего слоя.
Поэтому в этомслучае рациональнее выбирать на обеих рабочих поверхностях направлениенеровностей, совпадающее с направлением рабочего движения. В этомслучае, несмотря на большую фактическую площадь соприкосновения,задиры поверхностей отсутствуют, так как обильная смазка предохраняет ихот схватывания. Учитывая изложенное выше, необходимо выбирать такойметод обработки резанием, который дает наиболее благоприятное с позицийизноса направление неровностей. Так, коленчатые валы, работающие приобильной смазке, должны иметь направление неровностей поверхности шеекпараллельно рабочему движению.Исследования влияния направления неровностей и шероховатостиповерхности на износ при различных его видах показывают, что при сухомтрении износ увеличивается во всех случаях с увеличением шероховатости,нонаибольший износ имеет местопринаправлениинеровностей,перпендикулярном направлению рабочего движения.
При полужидкостномтрении и малой шероховатости поверхности наибольший износ наблюдаетсяпри параллельности неровностей направлению рабочего движения. Сувеличениемшероховатостиперпендикулярностиповерхностинаправленияизноснеровностейувеличиваетсянаправлениюприрабочегодвижения.Интенсивность износа сопряженных поверхностей деталей в основномопределяется величиной коэффициента трения, зависящего во многом ототносительного направления их неровностей. Поверхности с совпадающимнаправлением неровностейНапример,шлифованнаярастачиванием.имеют наибольшийшейкаНаименьшийивкладыш,коэффициенткоэффициенттрения.обработанныйтонкимтрениядостигаетсяприрасположении неровностей на сопряженных поверхностях под углом илипроизвольно (притирка, хонингование при обработке цилиндров двигателя).При больших нагружениях сопряженных деталей, при отсутствии смазкинаправления неровностей их поверхностей должны пересекаться как припараллельном направлении неровностей легко происходит заедание.Таким образом, отделочные операции для трущихся поверхностейследует назначать исходя из условий эксплуатации, а не только из удобстваобработки резанием.Погрешностиформымакрогеометрическиеиотклоненияволнистостьтакжеповерхностиувеличиваютизноскакдеталей,неравномерный на отдельных участках.
Волнистость приводит к увеличениюудельного давления, так как трущиеся поверхности соприкасаются свыступами волн, и может вызвать разрывы масляной пленки, вследствие чегов местах разрывов создается сухое трение. Погрешность формы такжевызываетлокальноеизнашивание:прибочкообразностисначалаизнашиваются средние участки, при вогнутости — крайние участки и т.д.Влияние волнистости на износ — с увеличением высоты волны износувеличивается. Для условий сухого и полужидкостного трения междуизносом и высотой волны существует линейная зависимость.
Шаг волны LBмаловлияетнаизнос,апоэтомунаиболеестрогонеобходиморегламентировать высоту волны HB.Шероховатость поверхности оказывает также существенное влияние и напрочность неразъемных соединений сопряженных деталей при сборке. Призапрессовке одной детали в другую фактическая величина натяга зависит отшероховатости поверхности и отличается от величины натяга призапрессовке деталей с гладкими поверхностями для тех же диаметров.Качество поверхностного слоя наряду с шероховатостью поверхности взначительноймересказываетсянаусталостнойпрочностидеталей.Образование в поверхностном слое детали наклепа препятствует ростуимеющихся и возникновению новых усталостных трещин.
Этим объясняетсязаметноеповышениеусталостнойпрочностидеталей,подвергнутыхнаклепыванию шариком, обкатке роликами и другим операциям, создающимв поверхностном слое благоприятное направление остаточных напряжений.Наклепснижаетпластичностьтрущихсяповерхностей,уменьшаетсхватывание металлов, что также способствует уменьшению износа. Влияниенаклепа на износ проявляется сильнее у металлов, склонных к наклепу.Усталостную прочность деталей можно повысить, управляя процессомрезаниязасчетполученияблагоприятногосочетанияостаточныхнапряжений и напряжений, возникающих в процессе эксплуатации машины.Напряжения, полученные суммированием остаточных и эксплуатационныхнапряжений, позволяют судить о целесообразности выбранного методаобработки резанием.Шероховатость поверхности может также оказывать влияние напрочность деталей. Установлено, что наличие рисок, глубоких и острыхцарапин создает очаги концентрации внутренних напряжений, которые вдальнейшем приводят к разрушению детали.
Такими очагами могут являтьсятакже впадины между гребешками микронеровностей. Это не относится кдеталям, изготовленным из чугуна и цветных металлов, в которыхконцентрация напряжений возможна в меньшей степени.3.3. ВЛИЯНИЕ СПОСОБА ФИНИШНОЙ ОБРАБОТКИАБРАЗИВНЫМИ БРУСКАМИ НА КАЧЕСТВОПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛИПрименение абразивных брусков при финишной обработке деталейлежит в основе многих отделочных операций: шлифования, хонингования,суперфиниширования, микрофиниширования, виброхонингования и т.п.В отличие от других режущих инструментов с линейным контактомабразивные бруски обеспечивают поверхностный контакт с обрабатываемойповерхностью, при котором режущий инструмент охватывает и срезаетвыступающие участки микро и макронеровностей.Каждыйспособфинишнойобработкиабразивнымибрускамихарактеризуется сочетанием нескольких составных движений, в результатекоторых каждое абразивное зерно осуществляет относительное движение повинтовой линии или по квазисинусоидальным кривым, в результате чего наобрабатываемойповерхностидеталиобразуетсяхарактернаясеткаперекрещивающихся штрихов.
Эта сетка существенно улучшает условиясмазки, способствует удержанию масла на поверхности трущихся деталей,уменьшая износ в процессе эксплуатации машины.Основное отличие наиболее распространенных процессов финишнойобработкизаключаетсяповерхностейвразличных(хонингованияпринципахисуперфиниширования)осуществлениязамыканияконтактируемых поверхностей брусков и детали. При хонингованиииспользуют схему кинематического замыкания контакта, при которойвеличина нормальной нагрузки между брусками и деталью функциональносвязана с исходными погрешностями формы обрабатываемой поверхности. Вслучае суперфиниширования используется в основном схема силовогозамыкания контакта, когда величину нормальной нагрузки между бруском идеталью поддерживают постоянной и независимой от исходной погрешностиформы обрабатываемой поверхности.
Следовательно, эти два наиболеераспространенных способа обработки брусками различаются по характеруизменения нормальной составляющей силы резания за период циклаобработки. Поэтому следует различать два основных способа прецизионнойобработки абразивными и алмазными брусками: финишную обработку ссиловым или кинематическим замыканием контакта. На силовом замыканииконтактаоснованыпроцессыбезразмернойдоводкиповерхностей,применяемые главным образом для уменьшения микро и макронеровностей,снятия дефектного слоя и увеличения опорной (несущей) поверхностиобрабатываемой детали.
Суперфиниширование, как один из этих процессов,можно сравнить с процессом шабрения поверхности, так как обрабатываемаяповерхность постепенно приобретает все большее и большее число опорныхточек и площадок, пока не станет достаточно близкой к геометрическойповерхности.В случае кинематического замыкания контакта, как это имеет место прихонингований, силы резания и сечение срезаемого слоя металла меняются взависимостиотвеличиныотклоненияфактическогопрофиляотгеометрически точной окружности, увеличивая съем металла на суженныхучасткахповерхностикинематическогоисправленияобрабатываемогозамыканияпогрешностейотверстия.контакта положенгеометрическойПринципв основу механизмаформыобрабатываемогоотверстия при хонинговании, которое относится к операции размернойфинишной обработки.Следует отметить, что в целом прецизионная обработка брускамиэффективно снижает микро и макронеровности, увеличивает несущуюповерхность, исправляет погрешность геометрической формы, повышаетточность размера, сохраняет микротвердость и структуру поверхностногослоя, увеличивает остаточные сжимающие напряжения, повышая этимконтактную прочность деталей.Способ финишной обработки существенно влияет на изменение опорнойповерхности,котораяпослешлифованиясоставляет 25%,а послемикрофиниширования достигает 95%.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
