Расчет величины восстановления изношенной поверхности детали методом деформирующего резания путем анализа траектории движения слоя металла

Язык труда и переводы:
УДК:
621.91.02
Дата публикации:
17 мая 2022, 13:41
Категория:
Инновационные технологии ремонта, реновации и восстановления в машиностроении
Авторы
Зайцев Сергей Дмитриевич
МГТУ им. Н.Э. Баумана
Аннотация:
Разработана модель расчета величины восстановления изношенной поверхности детали методом деформирующего резания путем анализа траектории движения подрезанного слоя металла, учитывающая геометрию инструмента при заточке, режимы резания и параметры трения подрезанного слоя металла с передней поверхностью инструмента. Проведена предварительная оценка результатов, подтверждаемая экспериментальными данными.
Ключевые слова:
восстановление изношенных поверхностей, деформирующее резание, режущий инструмент, математическая модель
Основной текст труда

Введение

Деформирующее резание (ДР) относится к механической обработке, реализуется на универсальном металлорежущем оборудовании [1–4]. В качестве режущего инструмента используется токарный инструмент типа проходного резца с особой геометрией режущей части. Процесс ДР основан на подрезании поверхностного слоя металла инструментом с последующей деформацией подрезанного слоя и его установкой в вертикальное или наклонное положение на поверхности заготовки при условии наличия прочной связи с основным металлом заготовки. Продольное и равномерное перемещение инструмента ДР относительно заготовки формирует на поверхности заготовки регулярный макрорельеф в виде выступов и впадин.

Технология ДР обладает высокой производительностью и широким диапазоном типоразмеров и форм получаемого макрорельефа.

К основным областям использования ДР можно отнести создание развитых теплообменных поверхностей, поверхностей кипения, фильтрующих элементов, подготовку поверхностей под нанесение износостойких покрытия, создание упрочненных композиционных слоев путем совмещения ДР и стандартной химико-термической обработки. Важной областью использования метода ДР является восстановление изношенных поверхностей валов с одновременным увеличением поверхностной твердости и износостойкости [5].

Методы

Основным выходным параметром восстановления методом ДР является величина восстановления, высчитывающаяся как разница между исходным изношенным диаметром и диаметром, формируемым вершинами выступов макрорельефа после удаления заострений в ходе финишной обработки. Теоретический расчет величины восстановления в работе [6] проводится по упрощенной схеме, заключающейся во вращении отрезка подрезанного слоя на угол заострения режущего клина ε вокруг оси, перпендикулярной основной плоскости и проходящей через вершину резца. Эксперимент показал, что относительная погрешность расчетных значений при восстановлении может быть как положительной, так и отрицательной, а ее порядок может составлять десятки процентов. Наличие отрицательной относительной погрешности накладывает необходимость корректировать параметры ДР в сторону увеличения величины восстановления, что может привести к поломке инструмента, срыву ребра — таким образом, в задачах восстановления методом ДР требуется уточненный вариант математической модели для расчета величины восстановления.

Разработанная модель расчета учитывает геометрию инструмента при заточке, режимы резания и параметры трения подрезанного слоя металла с передней поверхностью инструмента ДР. Помимо расчета величины восстановления программа может быть использована для моделирования траектории движения подрезанного слоя по передней поверхности, которая может быть использована для анализа распределения составляющих силы резания, прочностного расчета режущего клина инструмента для ДР.

Результаты

  1. Разработан способ расчета величины восстановления и траектории движения подрезанного слоя металла по передней поверхности при ДР.
  2. Предварительная оценка расчетов величин восстановления изношенной поверхности подтверждается экспериментальными данными.
Литература
  1. Зубков Н.Н., Овчинников А.И. Способ получения поверхности с чередующимися выступами и впадинами и инструмент для его реализации. Патент 2044606 Российская Федерация, 1994, бюл. № 27.
  2. Зубков Н.Н., Кременский И.Г., Васильев С.Г. Восстановление изношенных поверхностей с использованием металлорежущего оборудования. Ремонт. Восстановление. Модернизация, 2002, № 12, с. 13–17.
  3. Зубков Н.Н. Ремонт, восстановление и модернизация на основе метода деформирующего резания. Ремонт. Восстановление. Модернизация, 2003, № 10, с. 7–11.
  4. Зубков Н.Н., Богомолов A.M., Васильев С.Г. Восстановление размеров и свойств поверхности изношенных деталей. Практика противокоррозионной защиты, 2001, № 4 (22), с. 17–22.
  5. Васильев С.Г., Попцов В.В. Повышение твердости поверхности детали термическим воздействием методом деформирующего резания. Известия высших учебных заведений. Машиностроение, 2011, № 12, с. 37–43.
  6. Зубков Н.Н. Разработка и исследование метода деформирующего резания как способа формообразования развитых макрорельефов. Дис. ... д-ра. техн. наук. Москва, 2001, 478 с.
Ваш браузер устарел и не обеспечивает полноценную и безопасную работу с сайтом.
Установите актуальную версию вашего браузера или одну из современных альтернатив.