Введение к работе
В диссертации рассматриваются вопросы, связанные с решением проблемы технологического обеспечения износостойкости деталей машин, изготавливаемых из высокопрочного чугуна.
Актуальность проблемы. Одной из основных задач отечественного машиностроения является повышение качества выпускаемых машин при одновременном снижении их себестоимости. Решение этой проблемы может быть обеспечено применением новых и совершенствованием существующих технологий.
Одним из распространенных материалов в автомобилестроении, в судостроении и общем машиностроении является высокопрочный чугун с шаровидным графитом. Многие детали, изготовленные из высокопрочного чугуна, работают в условиях трения и изнашивания. Некоторые из них, в частности кулачки, работают в условиях неравномерных нагрузок и скоростей скольжения, . что приводит к неравномерности их изнашивания и в результате этого - к потере первоначальной геометрической формы и долговечности соединения.
Износостойкость деталей машин во многом определяется параметрами качества поверхностных слоев и структурой металлической основы материала, которые формируются в процессе их производства. Расширение применения высокопрочного чугуна для изготовления деталей, работающих в условиях трения и изнашивания, в определенной мере здерживается трудностями технологического обеспечения параметров качества их поверхностных слоев.
Таким образом, исследования, направленные на решение задач по технологическому обеспечению износостойкости деталей, изготавлива-эмых из высокопрочного чугуна, на основе выбора рациональных технологических методов обработки, безусловно, являются актуальными. Наиболее перспективными являются при этом упрочняющие и отделочные методы обработки, с помощью которых можно управлять в широких пре-целах параметрами качества поверхностного слоя, а следовательно и износостойкостью. К таким методам относятся импульсная электромеханическая обработка и отделочно-упрочняющая обработка поверхностным пластическим деформированием
Цель работы. Повышение износостойкости деталей, изготавливае-
мых из высокопрочного чугуна, на основе технологического обеспечения физико-механических свойств и геометрических параметров качества рабочих поверхностей трения.
Объект исследований. Детали машин.изготавливаемые из высокопрочного чугуна, работающие в условиях скользящего контакта и граничного трения, в частности, чашки дифференциала и распределительные валы автомобилей, технологические методы обработки ( импульсная электромеханическая обработка, алмазное выглаживание, обкатывание роликом).
Методология и методы исследований. Методологической основой работы является системный подход к изучению и описанию взаимосвязи износостойкости поверхностей трения деталей из высокопрочного чугуна с условиями их обработки.
Теоретические исследования базируются на основных положениях технологии машиностроения, молекулярно-механической теории трения и изнашивания, а также на широком применении математического аппарата.
Экспериментальные исследования базируются на современных методах математической статистики и теории планирования экспериментов.
При выполнении работы применялись современные методы контроля параметров качества поверхностного слоя и показателей, характеризующих износостойкость деталей.
Научная новизна работы заключается в следующем:
впервые получена математическая зависимость для определения силы тока при импульсной электромеханической обработке, позволяющей обеспечить температуру, необходимую для осуществления требуемых структурных превращений в поверхностном слое детали;
впервые разработан методологический подход к обеспечению равномерности износа кулачковых пар трения за счет создания закономерно-изменяющегося качества поверхностного слоя вдоль образующей кулачка с помощью изменения технологических режи-
мов упрочняющей обработки.
Автор защищает следующие основные положения:
-
Выявленные возможности технологического повышения износостойкости деталей, изготавливаемых из высокопрочного чугуна.
-
Установленные закономерности формирования параметров качества поверхностного слоя, определяющие износостойкость деталей из высокопрочного чугуна, при импульсной электромеханической обработке и отделочно-упрочняющей обработке поверхностным пластическим деформированием.
-
Выявленные связи между показателями износостойкости деталей из высокопрочного чугуна и технологическими режимами.
-
Полученную математическую зависимость для определения силы тока при импульсной электромеханической обработке.
5. Комплексный параметр Cm для оценки износостойкости кулачковых пар трения, учитывающий параметры качества поверхностного слоя и условия трения. 6. Способ создания закономерно изменяющегося качества поверхностного слоя кулачков на основе импульсной электромеханической обработки с изменяющимися режимами.
Практическая ценность работы заключается в следующем:
предложены рекомендации, позволяющие повысить износостойкость деталей из высокопрочного чугуна с помощью методов отделочно-упрочняющей обработки поверхностным пластическим деформированием и импульсной электромеханической обработки;
получено эмпирическое уравнение.позволяющее определять интенсивность изнашивания деталей, упрочненных импульсной электромеханической обработкой;
спроектированы и изготовлены установка, приспособления и инструмент для импульсной электромеханической обработки.
Результаты выполненных исследований нашли применение на АО брянский автомобильный завод. При участии автора в рамках х/д и V6 работ выполнены научно-исследовательские работы по повышению сачества, надежности и долговечности деталей машин.
Апробация результатов работы. Основные положения работы докладывались и обсуждались на 8 научно-технических конференциях: Всесоюзной научно-технической конференции "Износостойкость машин" (г. Брянск,1991), Республиканской научно-технической конференции "Совершенствование существующих и создание новых ресурсосберегающих технологий и оборудования в машиностроении,сварочном производстве и строительстве" (г. Могилев 1991), VIII научно-технической конференции "Теплофизика технологических процессов" (г. Рыбинск, 1992), Межреспубликанской научно-технической конференции "Качество и надежность узлов трения" (г. Хмельницкий. 1992), Международной научно-технической конференции "Проблемы повышения качества машин" (г. Брянск,1994), Молодежной научно-технической конференции "XX Гагаринские чтения" (г. Москва, 1994), Международной научно-технической конференции "Износостойкость машин"(г. Брянск, 1994),Международной научно-технической конференции "Современные проблемы машиностроения и технический прогресс" (г. Донецк, 1996).
В полном объеме диссертация докладывалась и одобрена на технологической секции Брянского государственного технического университета (1997).
Публикации. Результаты исследований опубликованы в 17 работах.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, основных выводов, заключения, списка использованных источников (126 наименований). Работа изложена на 80 страницах машинописного текста и содержит 45 рисунков и 18 таблиц. Общий объем работы - 136 страниц.
