СПОСОБ УПРОЧНЕНИЯ РЕЖУЩИХ ЧАСТЕЙ КУЛЬТИВАТОРНЫХ ЛАП ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКОЙ
METHOD FOR HARDENING CUTTING PARTS OF CULTIVATOR SHAWERS BY ELECTROMECHANICAL TREATMENT

Изобретение относится к области металлообработки, касается методов поверхностного упрочнения рабочих органов сельскохозяйственной техники электромеханической обработкой с целью повышения их долговечности при абразивном износе.
Известны способы упрочнения режущих частей рабочих органов сельскохозяйственной техники (см. Технология ремонта машин / Под ред. Е.А. Пучина. - М.: КолосС, 2007. - 487 с.), в которых применяют наплавку их поверхности металлами и сплавами, имеющими повышенные прочностные свойства, что повышает их износостойкость и обеспечивает эффект самозатачивания. Однако при наплавках применение дополнительных материалов значительно увеличивает стоимость изделий, сильное термическое влияние на металл приводит к значительным деформациям деталей.
8
9
2
Известен способ упрочнения деталей машин электромеханической обработкой (см. Аскинази Б.М. Упрочнение и восстановление деталей машин электромеханической обработкой / Б.М. Аскинази. - М.: Машиностроение, 1989. - 200 с. и Яковлев, С.А. Влияние электрофизических параметров на электромеханическую обработку деталей машин: монография / С.А. Яковлев. - Ульяновск: УВАУ ГА (И), 2014.-129 с.), при котором через зону контакта деформирующего электрода-инструмента (ролика или платины) и детали проходит ток большой плотности (10-10 А/м) и низкого (1-6 В) напряжения, вследствие чего на контактирующей поверхности изделия выделяется большое количество тепла, происходят высокоскоростной нагрев локального микрообъема поверхности с одновременным его пластическим деформированием и последующее интенсивное охлаждение за счет отвода тепла внутрь детали, что приводит к повышению твердости и прочности. Способ значительно изменяет физико-механические свойства поверхностного слоя изделий, что повышает их износостойкость при абразивном трении.
9
2
Известен способ упрочнения режущих частей культиваторных лап точечной электромеханической обработкой (Патент №2758645 принят за прототип), включающий электромеханическую обработку поверхности режущих частей культиваторной лапы путем создания усилия прижима и плотностью тока до 10 А/м с образованием зон упрочнения на глубину до 3 мм, отличающийся тем, что обработку проводят вдоль режущей части лапы участками диаметром 6-8 мм в два ряда, причем центры участков в рядах находятся на одной линии от края режущих частей культиваторной лапы на расстоянии 3-4 мм для первого ряда, на расстоянии 8-10 мм для второго ряда и на расстоянии 10-14 мм между соседними участками в рядах.
Данный способ повышает долговечность культиваторных лап за счет повышения у отдельных точечных участков режущих частей твердости и износостойкости к абразивному изнашиванию с обеспечением эффектов самозатачивания и формирования пилообразной режущей части в процессе работы изделий. Однако данный способ отличается не высокой производительностью и не достаточно повышает износостойкость культиваторных лап.
9
2
Известен способ упрочнения лемехов плугов (Патент №2460810 принят также за прототип), включающий электромеханическую обработку поверхности лемеха при плотности тока до 10 А/м параллельными друг другу непрерывными линиями, образующими зоны упрочнения на глубину до 3 мм, зоны упрочнения имеют ширину 3,5…7 мм и располагаются под углом 40…55° к лезвию лемеха на расстоянии между ними 10…30 мм.
В результате применения этого способа на поверхности лемеха образуются упрочненные чередующиеся зоны твердостью до 10 ГПа, что повышает их износостойкость при абразивном трении. Однако применение данного способа обеспечивает эффект самозатачивания и формирования пилообразной режущей части в процессе работы изделий только в местах касания упрочненных линий режущих частей лемеха, что лишь частично повышает долговечность лемеха.
Технический результат предлагаемого изобретения - это повышение долговечности культиваторных лап за счет повышения прочности, твердости и износостойкости к абразивному изнашиванию режущих частей с обеспечением эффекта самозатачивания и формирования пилообразной режущей части в процессе работы изделий.
Указанный результат достигается тем, что зоны упрочнения формируют длиной 10-80 мм на расстоянии 0,5-3 мм друг от друга и под углом 20…60° к режущей части.
На чертеже изображена часть культиваторной лапы с упрощенной схемой предлагаемого способа упрочнения, где 1 - зона режущей части лапы без упрочнения, 2 - крепежные отверстия лапы, 3 - зоны упрочнения режущей части (показаны темным цветом).
9
2
Режущие части культиваторной лапы упрочняются электромеханической обработкой путем создания усилия прижима электрода-инструмента к поверхности режущей части и плотности тока до 10 А/мс формированием параллельных друг другу непрерывных зон упрочнения глубиной до 3 мм и шириной 3,5-7 мм. Зоны упрочнения формируют длиной 10-80 мм на расстоянии 0,5-3 мм друг от друга и под углом 20…60° к режущей части.
Соблюдение указанных параметров электромеханической обработки позволяет сформировать на режущей части культиваторной лапы в виде линий длиной 10…80 мм полусферические упрочненные зоны глубиной до 3 мм и твердостью до 10 ГПа.
Это обеспечивает в процессе работы эффект самозатачивания за счет более быстрого износа нижних не упрочненных слоев режущих частей культиваторной лапы.
Наличие вдоль режущей кромки участков без упрочнения, расположенных под углом 20…60° к лезвию, обеспечивает их более интенсивный износ в процессе работы, что приводит к формированию пилообразной режущей части.
Все это обеспечивает значительное повышение долговечности за счет сохранения высокой режущей способности культиваторной лапы в процессе ее эксплуатации. Величины диапазонов длины, ширины, глубины и угла расположения к лезвию упрочненных и неупрочненных зон режущих частей культиваторной лапы связаны с ее конструктивными особенностями и с условиями трения изделий о почву в процессе работы.
Режимы электромеханической обработки (плотность тока, усилие прижатия инструмента к поверхности детали, скорость обработки, материал и форма инструмента) принимают исходя из задач и требований технологического процесса.
Таким образом, при обработке по данному способу режущие части культиваторной лапы в необходимых участках упрочняются твердостью до 10 ГПа на глубину до 3 мм, что повышает прочность и износостойкость к абразивному изнашиванию режущих частей культиваторной лапы с обеспечением эффектов самозатачивания и формирования пилообразной режущей части в процессе работы.