износостойкость шлифованных поверхностей деталей

Вестник Брянского государственного технического университета. 2010. № 4(28) УДК 621.891; 621.923 С.Г. Бишутин ИЗНОСОСТОЙКОСТЬ ШЛИФОВАННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛЕЙ1 Представлены результаты экспериментальных исследований износостойкости наружных цилиндрических поверхностей, подвергнутых абразивному шлифованию на разных технологических режимах. Описан подход к оценке износостойкости поверхности детали на основе экспериментального значения интенсивности изнашивания, полученного при лабораторных испытаниях. Ключевые слова: финишное шлифование, режимы шлифования, износостойкость поверхности. Повышение качества машиностроительной продукции может быть достигнуто путем улучшения эксплуатационных показателей деталей машин и механизмов, которые в значительной степени зависят от качества их поверхностных слоев. Качество поверхностного слоя иногда в большей степени определяет ресурс эксплуатации детали, нежели характеристики точности обработки [1-5]. Применительно к ответственным деталям современных машин, работающих в условиях трения (многие детали транспортных машин, авиационных двигателей, металлообрабатывающего оборудования и т.д.), структурное состояние поверхностных слоев в подавляющем большинстве случаев определяет их износостойкость, а следовательно, и долговечность узла трения или машины в целом. Структурное состояние поверхностных слоев на микро- и наноуровне во многом формируется на финишных этапах изготовления деталей, в качестве которых наиболее часто применяются различные виды абразивной обработки. Однако выбор соответствующих режимов и условий проведения финишных технологических операций, обеспечивающих требуемую износостойкость, представляет известные трудности. Этому актуальному и малоизученному вопросу и посвящена данная статья. Износостойкость поверхностей деталей оценивают величиной, обратной интенсивности или скорости изнашивания. Наиболее приемлемым и наименее затратным путем управления износостойкостью поверхностей при традиционном шлифовании является изменение глубины шлифования и времени выхаживания поверхности [4]. Указанные параметры определяют интенсивность и длительность термического и силового воздействий абразивной обработки на поверхностный слой. В связи с этим исследования проводились в два этапа. На первом этапе цилиндрические образцы из различных материалов были подвергнуты шлифованию на круглошлифовальном станке 3Е12 электрокорундовым кругом прямого профиля зернистостью 16. Образцы устанавливались на оправке, которая базировалась в центрах станка. Перед обработкой каждого образца круг подвергался алмазной правке на выбранных режимах. С каждого образца предварительно сошлифовывался слой материала для устранения влияния технологической наследственности и стабилизации термического и силового воздействий в ходе экспериментов. Силовое и термическое воздействия менялись путем варьирования глубины шлифования и времени выхаживания поверхности. Уровни варьирования указанных факторов определялись с учетом результатов исследований [4]. Второй этап исследований заключался в проведении триботехнических испытаний шлифованных образцов. Испытания проводились с использованием автоматизированной системы научных исследований (АСНИ) на базе машины трения МИ-1М по схеме 1 Результаты исследований получены при выполнении проекта № 4914 в рамках аналитической ведомственной целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы (2009-2010 год