Technological features of forming the quality characteristics of the surface layer during diamond smoothing in the integrated processing
- Authors: Skeeba V.Y.1, Pushnin V.N1, Kornev D.Y.1, Parts K.A1
-
Affiliations:
- Novosibirsk State Technical University
- Issue: No 3 (2015)
- Pages: 31-41
- Section: TECHNOLOGY
- URL: https://bakhtiniada.ru/1994-6309/article/view/302167
- DOI: https://doi.org/10.17212/1994-6309-2015-3-31-41
- ID: 302167
Cite item
Full Text
Abstract
Purpose: The required operating features of machine parts are mainly formed at the final stage of its production process. In this regard, the objective is to investigate the features ensuring the quality characteristics of the surface layer of products, achieved at the last step of the integrated processing - diamond smoothing. Methods: The experiments were performed on a lathe equipped with an additional source of energy, in the function of which the external quenching circuit providing high-energy high-frequency heating was used. Structural studies were carried out with appliance of optical and scanning electron microscopy. Stress-strain state of the surface layer part was evaluated by X-ray and mechanical methods for the determination of residual stresses. The surface roughness assessment was implemented on the profilograph-profilometers Form Talysurf Series 2 and Zygo New View 7300. Results and Discussion: It is found that the diamond smoothing of samples of steel 45 under the proposed principle of integration, which allows processing of parts from one technological base, makes it possible to increase the surface microhardness and residual stress level of compression achieved during the transition surface hardening by high frequency. The formation in the surface-hardened sample a hardened (cold-worked) layer having a thickness of 0.01 ... 0.02 mm after diamond burnishing is experimentally confirmed. Its microhardness is ~ 868 HV, while the level of compressive stress in the surface layer increases to values s t = -678±20 МPa. The rational range of the smoothing power Рy Î [100; 150] N, which guarantees a minimum value of roughness Ra = 0.18±0.08 mm, is determined. The functional dependence of the parameter Ra on processing modes which can be used during the diamond smoothing, based on the high performance and the desired surface roughness is obtained.
About the authors
V. Yu Skeeba
Novosibirsk State Technical University
Email: skeeba_vadim@mail.ru
20, K. Marks prospect, Novosibirsk, 630073, Russian Federation
V. N Pushnin
Novosibirsk State Technical University
Email: valerka_777-90@mail.ru
20, K. Marks prospect, Novosibirsk, 630073, Russian Federation
D. Yu Kornev
Novosibirsk State Technical University
Email: cornev.dima@yandex.ru
20, K. Marks prospect, Novosibirsk, 630073, Russian Federation
K. A Parts
Novosibirsk State Technical University
Email: krispars@yandex.ru
20, K. Marks prospect, Novosibirsk, 630073, Russian Federation
References
- Макаров В.М. Комплексированные технологические системы: перспективы и проблемы внедрения // Ритм: Ремонт. Инновации. Технологии. Модернизация. - 2011. - № 6 (64). - С. 20-23.
- Moriwaki T. Multi-functional machine tool // CIRP Annals - Manufacturing Technology. - 2008. - Vol. 57, iss. 2. - P. 736-749. - doi: 10.1016/j.cirp.2008.09.004.
- Garro О., Martin P., Veron M. Shiva a multiarms machine tool // CIRP Annals - Manufacturing Technology. - 1993. - Vol. 42, iss. 1. - P. 433-436. - doi: 10.1016/S0007-8506(07)62479-2.
- Nagae A. Development trend of multi-tasking machines // Proceedings of the 11th International Conference on Machine Tool Engineers, Tokyo, Japan, November 3-5, 2004. - Tokyo, 2004. - P. 312-323.
- Integration of production steps on a single equipment / V. Skeeba, V. Pushnin, I. Erohin, D. Kornev // Materials and Manufacturing Processes. - 2015. - Vol. 30, iss. 12. - P. 1408-1411. - doi: 10.1080/10426914.2014.973595.
- Hybrid processes in manufacturing / B. Lauwers, F. Klocke, A. Klink, A.E. Tekkaya, R. Neugebauer, D. Mcintosh // CIRP Annals - Manufacturing Technology. - 2014. - Vol. 63, iss. 2. - P. 561-583. - doi: 10.1016/j.cirp.2014.05.003.
- Multi-technology platform for hybrid metal processing / C. Brecher, F. Hoffmann, A. Karlberger, C.-J. Rosen // Manufacturing Systems and Technologies for the New Frontier: the 41st CIRP Conference on Manufacturing Systems, Tokyo, Japan, May 26-28, 2008. - Tokyo, 2008. - P. 425-428. - doi: 10.1007/978-1-84800-267-8_87.
- Ding H.T., Shin Y.C. Laser-assisted machining of hardened steel parts with surface integrity analysis // International Journal of Machine Tools and Manufacture. - 2010. - Vol. 50, iss. 1. - P. 106-114. - doi: 10.1016/j.ijmachtools.2009.09.001.
- Скиба В.Ю. Повышение эффективности технологического процесса обработки деталей машин, при интеграции абразивного шлифования и поверхностной закалки ТВЧ: дис. … канд. техн. наук: 05.03.01 / Новосибирский государственный технический университет. - Новосибирск, 2008. - 257 с.
- Методика назначения режимов обработки при интеграции абразивного шлифования и поверхностной закалки ТВЧ / В.В. Иванцивский, В.Ю. Скиба, Н.П. Зуб, С.В. Туревич // Современные проблемы в технологии машиностроения: Всероссийская научно-практическая конференция, посвященная 100-летию со дня рождения профессора Муханова И.И.: сборник трудов. - Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2009. - C. 84-93.
- Иванцивский В.В., Скиба В.Ю. Эффективность объединения операций поверхностной закалки и шлифования на одном технологическом оборудовании // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). - 2010. - № 4 (49). - С. 15-21.
- Salonitis K., Chondros T., Chryssolouris G. Grinding wheel effect in the grind-hardening process // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. - 2008. - Vol. 38, iss. 1-2. - P. 48-58. - doi: 10.1007/s00170-007-1078-9.
- Бушуев В.В. Направления конструирования станков // Вестник МГТУ «Станкин». - 2008. - № 1. - C. 8-13.
- Станочное оборудование, основанное на комплексировании нескольких технологических операций / В.Н. Пушнин, И.А. Ерохин, Д.Ю. Корнев, В.Ю. Скиба // Актуальные проблемы в машиностроении. - 2014. - № 1. - С. 245-255.
- Надежность прогноза качества технологического оборудования / С.В. Птицын, В.Ю. Скиба, Ю.С. Чёсов, Е.В. Мережко // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). - 2013. - № 2 (59). - С. 33-38.
- Ящерицын П.И., Рыжов Э.В., Аверченков В.И. Технологическая наследственность в машиностроении. - Минск: Наука и техника, 1977. - 256 с.
- Сулима А.М., Шулов В.А., Ягодкин Ю.Д. Поверхностный слой и эксплуатационные свойства деталей машин. - М.: Машиностроение, 1988. - 240 с.
- Contact processes in grinding / A. Yanyushkin, D. Lobanov, P. Arkhipov, V. Ivancivsky // Applied Mechanics and Materials. - 2015. - Vol. 698. - P. 351-354. - doi: 10.4028/
- The effect of diamond tool performance capability on the quality of processed surface / P.V. Arkhipov, A.S. Yanyushkin, D.V. Lobanov, S.I. Petrushin // Applied Mechanics and Materials. - 2013. - Vol. 379. - P. 124-130. - doi: 10.4028/
- Lobanov D.V, Yanyushkin A.S. Influence of sharpening on the quality of hard-alloy tools for the cutting of composites // Russian Engineering Research. - 2011. - Vol. 31, iss. 3. - P. 236-239. - doi: 10.3103/S1068798X11030166.
- Skeeba V., Ivancivsky V., Pushnin V. Numerical modeling of steel surface hardening in the process of high energy heating by high frequency currents // Applied Mechanics and Materials. - 2015. - Vol. 698. - P. 288-293. - doi: 10.4028/
- Анализ напряженно-деформированного состояния материала при высокоэнергетическом нагреве токами высокой частоты / В.Ю. Скиба, В.Н. Пушнин, И.А. Ерохин, Д.Ю. Корнев // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). - 2014. - № 3 (64). - С. 90-102.
- ASM Handbook. Vol. 9. Metallography and microstructures / prepared under the direction of the ASM International Handbook Committee; vol. ed. G.F. Vander Voort. - [Ohio], USA: Materials Park: ASM International, 2004. - 1184 p. - ISBN: 978-0-87170-706-2.
- Totten G.E., Howes M., Inoue T. Handbook of residual stress and deformation of steel. - Ohio: ASM International: Materials Park, 2002. - 499 p. - ISBN 0-87170-729-2.
- Springer handbook of experimental solid mechanics / W.N. Sharpe, ed. - Leipzig: Springer Science; New York: Business Media, 2008. - 1098 p. - ISBN 978-0-387-26883-5. - eISBN 978-0-387-30877-7.
- Иванцивский В.В., Скиба В.Ю., Степанова Н.П. Назначение режимов поверхностной закалки с использованием концентрированных источников нагрева // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). - 2005. - № 3 (28). - С. 22-24.
- Иванцивский В.В., Скиба В.Ю., Степанова Н.П. Методика назначения рациональных режимов поверхностной закалки сталей с использованием концентрированных источников нагрева // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). - 2006. - № 4 (33). - С. 17-19.
- Торбило В.М. Алмазное выглаживание. - М.: Машиностроение, 1972. - 105 с.
- Швецов А.Н., Скуратов Д.Л. Исследование влияния параметров процесса алмазного выглаживания на шероховатость поверхности заготовки из стали 15Х12Н2МВФАБ-Ш при использовании индентора из натурального алмаза // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета. - 2014. - № 5 (47), ч. 1. - С. 62-67.
- Formation of the surface layer in diamond smoothing / S.R. Abul’khanov, D.S. Goryainov, D.L. Skuratov, A.N. Shvetsov // Russian Engineering Research. - 2015. - Vol. 35, iss. 2. - P. 147-149. - doi: 10.3103/S1068798X15020033.
Supplementary files
