Управління якісними характеристиками робочих поверхонь складно профільних виробів при механічній обробці

Анотація

У роботі розглядається модель температурного поля, яке формується в поверхневому шарі складно профільних виробів при обробці їх на фінішних операціях. Із застосуванням цих операцій пов’язана поява в поверхневому шарі виробів дефектів типу припіків, тріщин, розтягуючих напружень, що значно впливає на надійність і довговічність цих деталей, у процесі їх експлуатації. Ці дефекти, будучи локальними концентраторами напружень в експлуатаційних умовах призводять до передчасного виходу виробів із ладу, попри те, що навантаження на них формує напруження, величина яких не перевищує граничних значень. Модель будується на основі розв’язку початково-крайової задачі теплопровідності для виробу. Отримані на підставі моделі функціональні зв’язки технологічних параметрів із температурою шліфування відображають стан оброблених поверхонь для складно профільних виробів і дозволяють за допомогою відповідних прийомів усувати припіки на оброблюваних поверхнях. Дослідження умов підвищення якості оброблюваних поверхонь шляхом усунення дефектів типу тріщин і припіків проводилося в основному на рівні виявлення зв’язків температурних полів, що формуються, з технологічними параметрами, фізико-механічними властивостями шліфованих матеріалів і геометрією виробів. Встановлено, що при шліфуванні складно профільних виробів від більшого радіусу в напрямі до меншого, температура збільшувалася пропорційно куту нахилу оброблюваної поверхні. Адекватність побудованої моделі перевірялася на прикладі шліфування конічних виробів зі сталі, з відомими фізико-механічними характеристиками, вибором інструменту і призначенням режимів обробки. Аналіз результатів моделювання показує, що температура оброблюваної поверхні зростає по мірі наближення обробляючого інструменту по конічній поверхні до меншого діаметру. Саме ця область оброблюваної поверхні конічних виробів найбільше схильна дефектоутворенню на фінішних операціях. Тому при призначенні режимів обробки таких поверхонь, їх слід призначати з умови, що при наближенні обробляючого інструменту до частини конічної поверхні меншого діаметру температура, що формується на ній не повинна перевищувати допустимих значень, які забезпечують необхідну якість Аналіз результатів чисельних розрахунків температурних полів показали достатню точність за граничними умовами моделювання.