Дослідження складових сил під час фрикційного зміцнення циліндричних поверхонь деталей машин

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.