Проблема повышения циклической прочности деталей машин, работающих в условиях значительных знакопеременных нагрузок, является актуальной в связи с возрастанием требований к надежности и долговечности изделий машиностроения. Один из путей повышения циклической прочности — применение точения поликристаллическими синтетическими материалами на основе нитрида бора вместо шлифования в качестве финишной обработки тяжело нагруженных деталей машин. В этом случае достигается высокий класс шероховатости и создается наклеп поверхности детали. Внедрение сверхтвердых материалов на основе нитрида бора вместо шлифования позволяет улучшить некоторые характеристики качества поверхностного слоя деталей из закаленных и труднообрабатываемых материалов [1, 2].
В работе рассмотрены результаты сравнительных испытаний на циклическую прочность образцов из высокопрочной закаленной стали 30ХГСА, обточенных резцами из эльбора, и шлифованных.
Для выяснения влияния метода финишной обработки на циклическую прочность были испытаны две партии образцов, которые были изготовлены из металла одной плавки, закалены до твердости HRC 43...45, имели диаметр рабочей части 5 мм и соответствовали типу II по ГОСТ 25.502–79 (рис. 1). Первая партия образцов была обточена резцами из эльбора-Р. Геометрия режущей части: α = 10; γ = –3; φ = 45 град., φ1 = 15 град., r = 0,6 мм. Вторая партия образцов была прошлифована кругом 24А25СМIК6 при V = 35 м/с и t = 0,005 мм. Шероховатость обработанной поверхности образцов обеих партий оценивалась по параметру Rа, который определялся на профилографе-профилометре марки «Калибр201» (табл. 1).
Для математической оценки случайности расхождения между дисперсиями двух выборок измерений параметра Rа использовано распределение Фишера [3]. Установлено, что можно считать расхождение между дисперсиями несущественным, а выборки, принадлежащими одной генеральной совокупности [4].
Было обнаружено, что значения параметров Rmax, Sm и S (ГОСТ 2789-73) у обточенной поверхности существенно меньше, чем у шлифованной, микрорельеф обточенной поверхности имеет более регулярный характер [5], чем микрорельеф шлифованной (рис. 2), а степень наклепа обточенной поверхности в несколько раз выше. Степень наклепа определялась измерением микротвердости поверхностного слоя, проведенным на косых срезах с углом наклона 2 град. с помощью микротвердомера ПМТ-3 при нагрузке P = 2 кН [6].