Scientific journal
Modern high technologies
ISSN 1812-7320
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,916

Группа компаний ДОБРЫЙ СТИЛЬ производит мягкую мебель мирового класса. Для обеспечения надлежащего качества выпускаемой продукции, фирмой закуплено современное оборудование итальянского производства марки STANDARD АL/R 16. Это оборудование используется для одновременной обработки деревянных декоративных поверхностей (до 16 деталей) из цельного дерева. Фасонная часть деталей фрезеруется пальчиковой фрезой. Для изготовления одной партии заготовок требуется 30-50 мин.

 При эксплуатации оборудования наблюдается интенсивный износ инструмента, шпоночных пазов ведущего вала.

 Для повышения работоспособности оборудования, износостойкости быстроизнашивающихся деталей было рассмотрено несколько методов упрочнения и восстановления поверхностей: поверхностно-пластическое деформирование (ППД), электромеханическая обработка (ЭМО), электроискровое легирование и другие.

 Для сохранения точности детали в течение длительного времени необходимо, чтобы глубина упрочняемого слоя была не меньше допуска на односторонний износ детали, который обусловлен теплообразованием в поверхностном слое.

 Наилучшим методом, по результатам проведенных исследований, была признана (ЭМО).

 Тепловые явления, происходящие при электромеханической обработке, связаны с выделением теплоты при прохождении электрического тока, трения инструмента об обрабатываемую деталь и деформации металла в поверхностном слое. При этом происходит теплообмен между инструментом и поверхностным слоем и теплопередача в окружающую среду и во внутрь металла. В зависимости от служебного назначения детали, ее конструктивных особенностей и превалирующего вида износа ЭМО используется по одному из следующих направлений:

  •  упрочняющая обработка, применяемая для деталей к которым предъявляются особые требования по твердости поверхностного слоя. Необходимое качество поверхности достигается на последующих операциях механической обработки;
  •  отделочная обработка. Основное назначение данного вида обработки сводится к получению требуемого микрорельефа поверхности;
  •  отделочно-упрочняющая обработка, необходимое качество поверхностного слоя достигается при его закалке на глубину до 0,2 мм;

 В проведенных исследованиях были рассмотрены две основные схемы электромеханической обработки деталей: отделочно-упрочняющая электромеханическая обработка (ОУЭМО) и электромеханическая закалка (ЭМЗ) поверхностей.

 Поверхностный слой после ОУЭМО однороден по своему составу, а глубина изменения микротвердости колеблется незначительно. Относительное увеличение твердости по сравнению с исходной структурой для сталей 45, 40Х, после ЭМО, составляет 3,6...4.2. Глубина упрочненного слоя складывается из:

  • слоя полного фазового вращения и пластической деформации. Верхняя часть слоя характеризуется сильным измельчением зерна, что связано с одновременным тепловым и силовым воздействием. Твердость его высокая, структура однородна, прослеживаются следы пластической деформации. Глубина слоя до 0,08 мм;
  • слоя фазового превращения. Характеризуется отсутствием следов пластической деформации. Структура однородна, но значительно отличается от верхнего слоя. Твердость по мере удаления от поверхности снижается. Глубина его составляет, в зависимости от режимов обработки, 0,04...0,08 мм;
  • переходного слоя, в котором участки упрочненного слоя перемешиваются с исходной структурой материала. Твердость его ниже, чем верхних слоев, структура неоднородна. Глубина составляет до 0,02 мм;
  • собственно исходной структуры металла.

Для определения структурных составляющих упрочненного слоя проведены исследования на стали 45. В результате установлено, что после ОУЭМО в поверхностном слое образцов образуется мартенсит малой тетрагональности. При исследовании фазового анализа на дифрактограммах имеются отражения от кристаллографических плоскостей α-Fe (мартенсита) и γ-Fe (аустенита).

Таким образом, при исследовании стали 45 установлено, что в поверхностном слое образуется мартенсит малой тетрагональности при наличии остаточного аустенита. Сравнение проведенных исследований с имеющимися данными показывает идентичность результатов.

 Ширина зоны закалки составляет 2 мм и 1,27 мм. Это объясняется тем, что обработка производилась с шагом 4 мм при ширине контакта инструмента 2 мм за два прохода ролика смещенных друг относительно друга.

В результате применения ЭМО износостойкость инструмента повысилась в 2,5 раза, твердость поверхностного слоя составляет 62 HRC по сравнению с сердцевиной (38 HRC), что позволило увеличить срок эксплуатации оборудования в 2 раза.