Дослідження складових сил під час фрикційного зміцнення циліндричних поверхонь деталей машин

Автор(и)

  • В. І. Гурей Національний університет «Львівська політехніка»; вул. С. Бандери, 12, м. Львів, 79013

DOI:

https://doi.org/10.31471/1993-9965-2020-2(49)-81-90

Ключові слова:

фрикційна обробка; нанокристалічна структура; динамометр; складові сили

Анотація

Фрикційна обробка відноситься до методів поверхневого зміцнення з використанням висококонцентрованих джерел енергії. Після обробки у поверхневих шарах деталей формується зміцнений білий шар з нанок-ристалічною структурою. Фрикційну обробку циліндричних поверхонь зразків проводили на модернізовано-му токарно-гвинторізному верстаті моделі 16К20, на якому замість різцетримача був встановлений спеціальний пристрій для автономного приводу інструменту. Як інструмент використовується металевий диск, виготовлений зі сталі 45. Як технологічне середовище у процесі фрикційної обробки використовували міне-ральну оливу з полімервмісними додатками. Для дослідження складових сили, яка виникає у зоні контакту інструмент-деталь, під час фрикційного зміцнення циліндричних поверхонь деталей був розроблений спеціальний динамометр. Нерухомі пружні елементи динамометра кріплять у конусних отворах у задній бабці та шпинделі. Щоб виключити обертання пружного елемента у шпинделі, його кріплять у перехідній втулці через підшипники. Дослідження показали, що режими фрикційної обробки значно впливають на нормальну Py та тангенціальну складові Pz сили, яка виникає у зоні контактування інструмент-деталь. Так, під час обробки з поздовжньою подачею S = 0,3 мм/об. при глибині втискання інструмента у оброблювану поверхню t = 0,1 мм збільшення частоти обертання деталі незначно впливає на величину складових сили, яка виникає у зоні контакту інструмент-деталь. Зі збільшенням глибини втискання від 0,1 мм до 0,3 мм при частоті обер-тання деталі n = 40 об/хв нормальна складова сили Ру збільшилась від 380 Н до 690 Н, а тангенціальна складова Pz – від 28 Н до 47 Н. У той же час збільшення частоти обертання деталі до 125 об/хв приводить до збільшення нормальної складової Ру від 510 Н до 1160 Н, а тангенціальної складової Pz – від 38 Н до 69 Н.

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.

Посилання

Inzheneriya poverkhni / K. A. Yushchenko, Yu. S. Borysov, V. D. Kuznetsov [etc.]. Kyiv : Naukova dumka, 2007. 558 p. [in Ukrainian]

Dearnley P. A. Introduction to Surface Engineering. New York : Cambridge university press, 2017. 497 p. URL: www.cambridge.org/

Inzheneriia poverkhnosti detalei / Pod red. A.G. Suslova. Moscow: Mashinostroenie, 2008. 320 p. [in Russian]

Tian L. A Short Review on Mechanical Behavior of Nanocrystalline Materials. International Journal of Metallurgy and Metal Physics (2:008). 2017. P. 2–13.

Waugh D.G., Lawrence J. Laser Surface Engineering. Processes and Applications. Cambridge: Woodhead Publishing, 2014. 718 p.

Zhang Fangyuan, Duan Chunzheng, Sun Wei, Ju Kang Effects of cutting conditions on the microstructure and residual stress of white and dark layers in cutting hardened steel. Journal of Materials Processing Tech. (266), 2019. P 599-611.

Gurey V., Ihor Hurey The Effect of the Hardened Nanocrystalline Surface Layer on Durability of Guideways. Lecture Notes in Mechanical Engineering. Advanced Manufacturing Processes. Selected Papers from the Grabchenko’s International Conference on Advanced Manufacturing Processes (InterPartner-2019), (September 10-13, 2019, Odessa, Ukraine)/ Odessa, 2020. P. 63–72. URL: https://doi.org/10.1007/978-3-030-40724-7_7.

Gurey V. Ihor Hurey Influence of Surface Hardened Nanocrystalline Layers on the Resistance of Contact Fatigue Destruction. Lecture Notes in Mechanical Engineering. Advances in Design, Simulation and Manufacturing III. Proceedings of the 3rd International Conference on Design, Simulation, Manufacturing: The Innovation Exchange, DSMIE-2020, June 9-12, 2020, Kharkiv, Ukraine – Volume 1: Manufacturing and Materials Engineering, 2020, P. 483–491. URL: https://doi.org/10.1007.978-3-030-50794-7_47

Kovač P., Gostimirović M. Grinding Force of Cylindrical and Creep-Feed Grinding Modeling. Open access peer-reviewed chapter. 2018. URL: http://dx.doi.org/10.5772/intechopen.76968

Sutowski P. The effect of process parameters on grinding forces and acoustic emission in machining tool steel 1.2201/NC10. Journal of Mechanical and Energy Engineering. Vol. 1, No. 1(41) – 2017. P. 37–44. URL:http://www.jmee.tu.koszalin.pl/download_article/jmee_2017_01_037044.pdf

##submission.downloads##

Опубліковано

30.12.2020

Як цитувати

Гурей, В. І. (2020). Дослідження складових сил під час фрикційного зміцнення циліндричних поверхонь деталей машин. Науковий вісник Івано-Франківського національного технічного університету нафти і газу, (2(49), 81–90. https://doi.org/10.31471/1993-9965-2020-2(49)-81-90