Файл: Филяев А.Т. Исследование износостойкости сталей, упрочненных наклепом.pdf

рованы несколько меньше, чем нижележащие. Это объ­ ясняется тем, что материал этой части вала перераспре­ деляется и идет не только на удлинение, но и на уширение шлиц. Кроме того, в результате перераспределения происходит увеличение наружного диаметра шлицевого вала. По мере приближения к центру вала деформация носит затухающий характер, что является результатом уменьшения действия деформирующих сил в процессе накатки (рис. 46).

сти вала

В результате пластической деформации твердость по сравнению с исходной заготовкой в шлице возрастает на 20—25%, во впадине — на 30—32, в углах впадины — на 40—45% (исходная твердость равна 170 HRC).

Оценка шероховатости поверхностей шлицев, полу­ ченных фрезерованием и накаткой, определялась по вы­ соте мнкронеровностей. Измерения показали, что валы, полученные фрезерованием, имеют 3—4-й класс. Чистота поверхности наружного диаметра соответствует исходной заготовке, так как эта поверхность инструментом не об­ рабатывается. На всех образцах наружный диаметр об­ рабатывался на токарном станке и соответствовал 5-му классу. Величина шероховатости впадины вала при фре­ зеровании несколько выше, чем на боковой стороне. Это в основном зависит от геометрических параметров фре­ зы и установленных режимов резания. Обработка чер­ вячными фрезами повышает чистоту обработанных по­ верхностей до 5-го класса.

Валы, полученные накаткой, имеют значительно мень­ шую шероховатость боковой стороны и поверхности

149

внутреннего диаметра. Среднеарифметическое отклоне­ ние профиля Rz находится в пределах 0,63—0,32 мкм, что соответствует 8-му классу чистоты.

Технологический процесс холодной накатки шлице­ вых валов экономически целесообразен. Это подтверж­ дается теоретическими расчетами, в основу которых по­ ложены данные технологического процесса Минского завода шестерен и действующие расходные нормы вре­ мени, зарплаты, материалов, инструмента, электро­ энергии [167].

3. Исследование выносливости шатунов дизельного двигателя

Одним из наиболее универсальных и эффективных способов повышения усталостной прочности является поверхностный наклеп, и в частности дробеструйная об­ работка заготовок и деталей машин. Как правило, на­ значение режимов дробеструйной обработки производит­ ся по аналогии с режимами упрочнения таких же дета­ лей или после проведения лабораторных экспериментов на образцах.

Для более точного определения режимов дробе­ струйной обработки необходимо дальнейшее изучение влияния отдельных ее параметров на эффективность упрочнения. Это особенно важно при нахождении опти­ мальных режимов поверхностной дробеструйной обра­ ботки деталей, работающих в сложных условиях нагру­ жения (например, шатуны, коленчатые валы двигателей внутреннего сгорания и др.).

В работе приведены результаты исследований на вы­

150

Испытывались следующие серии образцов: образцы, подвергнутые термообработке и шлифованные на глуби­ ну обезуглероженного слоя; образцы, подвергнутые тер­ мообработке; образцы, термообработанные и подвергну­ тые дробеструйному упрочнению стальной дробью диа­ метром 0,6—0,8 мм при времени наклепа 2 мин; такие же образцы, упрочненные при времени наклепа 1 мин; об­ разцы, термообработанные и подвергнутые дробеструй­ ному упрочнению стальной дробью диаметром 1,0— 1,2 мм при времени наклепа 2 мин\ образцы, термообра­ ботанные и подвергнутые дробеструйному упрочнению стальной дробью диаметром 1,0—1,2 мм при времени наклепа 1 мин; такие же образцы при времени наклепа 0,5 мин.

После термической обработки образцы прошли конт­ роль на твердость, которая находилась в пределах 217— 249 НВ. Нагрев образцов перед нормализацией произво­ дится с целью получения на поверхности обезутлероженного слоя, соответствующего обезуглероженному слою на поверхности шатуна (глубина обезуглероживания 0,15—0,25 мм).

Режим упрочнения каждой серии образцов отличал­ ся или временем наклепа, или диаметром дроби. Режим дробеструйной обработки следующий: диаметр дроби — 0,6—0,8 мм или 1,0—1,2 мм, расход дроби — 40 кг/мин, скорость потока дроби — 42 м/с, материал дроби — пру­

перехода от 0 20 мм к стержню образца и сам стержень. В результате испытания получены пределы выносли­ вости образцов в зависимости от режимов их обработки

(табл. 20).

Таким образом, поверхностная обработка образцов дробью 0 0,6—1,2 мм повышает их предел выносливости на 40%; обезуглероженный слой снижает предел вынос­ ливости на 40%. Установлено, что диаметр дроби при об­ работке существенного влияния на изменение предела выносливости не оказывает, а длительность обработки дробью оказывает существенное влияние на упрочнение образцов, причем с увеличением времени обработки до 1 мин предел выносливости возрастает, а затем снижает­ ся. С целью определения влияния наклепа на предел

151