Приработочными пленками, алмазным выглаживанием
Объект исследования: формирование шероховатости цилиндрических поверхностей в триботехнологических системах обработки на основе их модификации мягкими приработочными плёнками и алмазного выглаживания.
Результаты,полученные лично автором: участие в проведении эксперимента, в обработке и анализе экспериментальных данных.
Рассматривались возможности триботехнологической системы, которая включала следующие этапы обработки поверхности вала из стали 45 (HRC 48…50): чистовое точение композитом 10, нанесение мягкой приработочной плёнки фрикционным латунированием и последующее алмазное выглаживание.
| Рис. 1. Диаграмма варьирования (а) и надёжность обеспечения показателей в зависимости от величины d (б) в триботехнологической системе |
Триботехнические испытания соединений проводились на программируемом стенде в присутствии смазки (И-30) в диапазонах нагрузок qном = 30…50 Н/мм и скоростей V = 10…50 м/мин в динамическом режиме (Dq = ± (15…20)% от qном.
Результаты эксперимента (рис. 1а) выявили, что исследуемыми триботехническими характеристиками за счёт варьирования факторов триботехнологической системы можно управлять в достаточно широких пределах с весьма высокой надёжностью (рис. 1б), которая определялась методом обработки результатов машинных экспериментов над полученными имитационными физико-математическими моделями, выполненных по схеме Монте-Карло.
С целью определения параметров эксплуатационной шероховатости проводился микроанализ поверхностей с помощью виртуальных измерительных систем "ИИС-1" (шероховатость) и "ВИСМА" (текстура и световой профиль поверхности), разработанных на кафедре «Технология машиностроения» БГТУ (г. Брянск).
В конфигурацию последней входят микроскоп ПМТ-3 (или МИМ-10; серии ЕС Метан РВ; панорамный МБС-2 и др.), видеокамера "Sony Digital-8" с цифровым выходом или аналогичные, согласующее устройство с ПК. При проведении исследований можно использовать лицензионный пакет программ ImageScope Color, его отдельные элементы или другие редакторы обработки изображений, а также авторские программы специального назначения.
Анализ гистограмм яркости светового профиля поверхности вала до и после приработки показывает, что в процесс приработки их мода смещается в сторону светлых тонов, то есть тёмные тона, создаваемые наличием интенсивного слоя приработочной плёнки, светлеют. Но, становясь, видимо, тоньше, плёнка не исчезает. Об этом свидетельствует и цвет поверхностей на микрофотографии. Анализ профиля яркости после приработки показывает, что в нём имеются "провалы", где яркость снижается до 50 единиц и ниже. Это свидетельствует о сохранении материала приработочной плёнки во впадинах микропрофиля, который является поставщиком для формирования мицелл мягких металлов (толщина 7 – 13 атомов) на поверхности трения. Аналогичный анализ показал, что алмазное выглаживание не уничтожает полностью приработочную плёнку на поверхностях гребешков. Это также доказывается соответствующей цветовой гаммой. Установлено, что триботехнологическая система даёт возможность управлять группой триботехнических характеристик.
Высокая степень влияния фактора Dq указывает на желательность проведения приработки под воздействием управляемых динамических нагрузок. Широкие возможности по управлению качеством поверхностного слоя (КПС) открывает реализация обработки ППД программным способом (ППДПС), которая позволяет обеспечить изотропность обрабатываемой поверхности по характеристикам эксплуатационных свойств (в частности, триботехнических) на всём её протяжении. Это достигается варьированием технологических факторов программным способом в процессе обработки.
Материал поступил в редколлегию 03.05.2017
УДК 531.7
Д.Н. Шауро
Научный руководитель: доцент кафедры «Технология машиностроения», к.т.н., Н.В. Тюльпинова
Анализ возможностей и перспектив применения