Технологические рекомендации по использованию статико-импульсной обработки при изготовлении

сердечников крестовин стрелочных переводов

 

Кокорева О.Г., Капитанова Ю.В., Шекуров И.А.

(МИ ВлГУ, г. Муром, РФ)

 

         The given article persents recommendations on applying the method of static-pulse processing workpieces for hardening their surfaces/

 

С целью повышения долговечности сердечников крестовин стрелочных переводов проводятся исследования по улучшению химического состава и структуры высокомарганцовистой стали (ВМС), совершенствованию технологии плавки металла. Особое внимание уделяется доэксплуатационному упрочнению поверхности катания в зоне максимального воздействия колеса на крестовину. Сердечники крестовин стрелочных переводов, работают в условиях циклического силового воздействия, для которых характерна большая глубина несущего слоя (6…8 мм). К таким деталям предъявляются высокие требования по глубине и степени упрочнения поверхностного слоя, плавности перехода свойств от упрочненной к неупрочненной области.

Предложенная технология с использованием статико-импульсного упрочнения предполагает повышение надежности и долговечности стрелочных переводов, подвергающихся тяжелым динамическим нагрузкам. Использование СИО в технологии не требует больших капитальных затрат на ее внедрение. При упрочнении за счет увеличения твердости поверхности катания достигается повышение долговечности, т.е. работоспособности сердечников по износу и дефектостойкости.

Известно, что наиболее изнашиваемая поверхность находится в сечениях сердечника от 20…40 мм и изнашиваемая часть усовиков от сечения 50 по острию и до сечения, расположенного на 350 мм от математического центра в сторону горла крестовины. При этом максимально допустимая величина износа в зависимости от условий эксплуатации и назначения путей составляет 6…8 мм ГОСТ 10122-72. Поэтому необходимо упрочнять поверхность сердечника на глубину до 8 мм. В связи с этим статико-импульсная обработка решает задачу.

Технология с использованием статико-импульсного упрочнения сердечников, основанная на импульсном воздействии инструмента на тяжелонагруженную поверхность, не получила широкого применения в машиностроении. Это прежде всего было связано с отсутствием оборудования, позволяющего изменить в широком диапазоне энергию и частоту ударов. Преобладающее влияние на формообразование механических и эксплуатационных характеристик поверхностных слоев оказывают режимы статико-импульсной обработки (СИО): энергия удара, форма и частота импульсов, геометрические параметры инструмента и др. Известно, что энергия удара наиболее полно передается через предварительно поджатый к нагружаемой поверхности с некоторым статическим усилием инструмент. Поэтому наиболее перспективно упрочнение крупных, нагруженных  деталей машин в условиях комбинированного статического и динамического нагружения.

Опытные отливки сердечников изготавливались из высокомарганцовистой стали. После закалки эта сталь, будучи вязкой, обладает очень высоким сопротивлением износу, особенно при одновременном воздействии динамических нагрузок. Литые заготовки сердечников подвергались грубой первичной правке на прессах в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Точную чистовую правку выполняют перед механической обработкой. Предлагаются следующие технологические рекомендации по чистовой механической обработке отливок сердечников крестовин при упрочнении СИО:

фрезеровка подошвы задней части сердечника;

фрезеровка верха сердечника для придания ему нормальной высоты (Р65...180 мм);

фрезеровка поверхностей катания сердечников и усовиков по всей длине отливки с уклоном 1/20;

фрезерование боковых и привалочных поверхностей отливки. Эта операция выполняется для обеспечения точной сборки сердечника с рельсовыми частями усовиков;

обработка пазухи сердечника в задней его части для стыковки крестовины с примыкающими закрестовинными рельсами;

обработка привалочных плоскостей отливки в зоне передней врезки литой части усовиков в усовые рельсы;

повторная правка отливки на прессе после механической обработки;

статико-импульсная обработка по поверхности заготовки сердечника между  сечениями 20 и 40 мм и изнашиваемая часть усовиков от сечения 50 по острию и до сечения, расположенного на 350 мм от математического центра в сторону горла крестовины;

точная отделка рабочих поверхностей     катков сердечника по всей длине отливки с обеспечением необходимых уклонов плоскостей и радиусов закруглений;

приведение к норме зазоров и желобов, снятие заусенцев, проверка прямолинейности сердечника;

Указанные рекомендации по применению статико-импульсного упрочнения разработаны на основе предварительных лабораторных исследований и последующих производственных испытаний образцов из стали 110Г13Л упрочненных СИО.