Управление структурным и напряженным состоянием поверхностных слоев деталей машин при их упрочнении с использованием концентрированных источников нагрева и финишного шлифования

• Автор: Иванцивский, Владимир Владимирович
• Шифр специальности: 05.16.09
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 425 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. ОБЕСПЕЧЕНИЕ КАЧЕСТВА ПОВЕРХНОСТНЫХ СЛОЕВ ДЕТАЛЕЙ МАШИН. ВОЗМОЖНОСТИ СОВМЕЩЕНИЯ ПРОЦЕССОВ МЕХАНИЧЕСКОЙ И ПОВЕРХНОСТНОЙ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА
1.1. Влияние процесса шлифования на качество поверхностного слоя
1.2. Возможности совмещения поверхностной термической обработки и финишного шлифования в рамках единой технологической операции
1.3. Назначение режимов нагрева
1.4. Математическое моделирование процессов, происходящих в поверхностных слоях материала
1.5. Выводы. Цель и задачи исследования
2. МОДЕЛИРОВАЕ1ИЕ ТЕПЛОВЫХ ПОЛЕЙ В МАТЕРИАЛЕ
2.1. Высокоэнергетический нагрев токами высокой частоты
2.2. Нагрев сталей концентрированным электронным пучком в атмосфере
2.3. Процессы теплообразования при шлифовании деталей
2.4. Математическая модель расчета температурных полей
2.5. Анализ результатов расчета
2.6. Выводы
3. МОДЕЛИРОВАНИЕ СТРУКТУРНО-ФАЗОВЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ В СТАЛЯХ ПРИ СКОРОСТНОМ НАГРЕВЕ
3.1. Кинетика роста аустенитного зерна
3.2. Расчетные схемы моделирования процесса аустенитизации стали
3.3. Математическая модель процесса аустенитизации стали
3.4. Анализ результатов

3.5. Выводы
4. МОДЕЛИРОВАНИЕ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ МАТЕРИАЛА
4.1. Напряженно-деформированное состояние материала при поверхностной закалке
4.2. Расчет физико-механические свойств стали при поверхностной закалке
4.3. Создание конечно-элементной модели образца в программном комплексе ЯМЖ?
4.4. Экспериментальное исследование остаточных напряжений
4.4.1. Рентгеновский метод определения остаточных напряжений
4.4.2. Механический метод определения остаточных напряжений
4.5. Анализ результатов
4.6. Контактно-усталостные испытания
4.6. Выводы
5. МЕТОДИКА НАЗНАЧЕНИЯ РЕЖИМОВ ОБРАБОТКИ
5.1. Назначение режимов поверхностной закалки с использованием концентрированных источников энергии
5.1.1. Методика назначения режимов поверхностной закалки с использованием ВЭН ТВЧ и КЭП
5.1.2. Обобщенный алгоритм реализации предлагаемой методики назначения режимов поверхностной закалки
5.2. Определение линейных операционных размеров из условия обеспечения глубины термически упрочняемого слоя
5.3. Методика назначения режимов обработки при совмещении операций абразивного шлифования и поверхностной закалки ТВЧ..
5.4. Выводы

6. РАЗРАБОТКА НОВЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ, РЕАЛИЗУЮЩИХ ПРЕДЛАГАЕМУЮ КОМБИНИРОВАННУЮ
ОБРАБОТКУ
6 Л. Разработка станочного комплекса для комбинированной
обработки на базе круглошлифовального станка модели ЗМ151В
6 Л Л. Проектирование и расчет индуктора с шинопроводом, трансформатора и конденсаторной батареи
6Л .2. Станочный комплекс для комбинированной обработки
6.2. Технологический модуль для поверхностной термической обработки
6.3. Новые технологии обработки деталей машин с использованием комбинированной схемы
6.3.1. Технологии обработки деталей типа "тела вращения" с
простым профилем
6.3.2. Технология упрочнения деталей с прямолинейным профилем рабочих поверхностей
6.3.3. Технология упрочнения деталей с криволинейным контуром рабочих поверхностей
6.4. Выводы
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

гих уже производит снятие стружки. Если динамическая прочность режущей кромки невелика, т.е. радиус ее скруглення очень мал, то в момент удара режущая кромка разрушится. Если режущая кромка имеет достаточный радиус скруглення, то в первый момент после соприкосновения зерна с обрабатываемой поверхностью снятие стружки не происходит вследствие того, что а » Л. Зерно будет скользить по обрабатываемой поверхности, причем давление зерна возрастает. В этот момент выделяется большое количество тепла.
В результате возрастающего давления зерна на обрабатываемую поверхность и роста пластичности металла, обусловленного повышением его температуры, происходит смятие металла. Глубина внедрения абразивного зерна достигает значения Л, при этом начинает происходить съем металла.
Таким образом, работа одного и того же абразивного зерна на длине дуги контакта его с обрабатываемой поверхностью делится на несколько этапов: скольжение, смятие, снятие стружки. Поскольку шлифовальный круг не имеет сплошной режущей кромки, а режущие грани абразивных зерен расположены не на одинаковом уровне и радиус их закругления разный, то не все абразивные зерна работают в одинаковых условиях. Одни из них только скользят по обрабатываемой поверхности, другие производят смятие, третьи снимают стружку. Так в работе [71] было установлено, что при шлифовании только 17...20 % абразивных зерен, расположенных на рабочей поверхности шлифовального круга, режут металл, а остальные зерна скоблят поверхность без снятия стружки или попадают в ранее прорезанные канавки. Поэтому примерно 80 % зерен посредством абразивного наклепа пластически деформируют поверхностный слой детали. При этом в зоне резания протекают такие же явления, как при проведении упрочняющих операций, основанных на деформационном воздействии. Если изменение режима обработки заготовки вызывает увеличение сил резания и степени пластической деформации, то повышается и степень наклепа металла. Если же изменение режима сопровождается увеличением теплообразования в зоне резания или возрастает продолжительность теплового воздействия инст-