Оптимизация технологических параметров вибрационной отделочно-упрочняющей обработки

• Автор: Сухов, Максим Владимирович
• Шифр специальности: 05.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 165 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ
1.1. Сущность и технологические возможности вибрационной отделочно-упрочняющей обработки
1.2. Обзор работ в области вибрационной отделочно - упрочняющей обработки
1.3. Цель и задачи исследований
2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ОСНОВНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА ВиОУО
2.1. Анализ процесса единичного взаимодействия частиц рабочей среды с поверхностью детали
2.2.Формирование топографии поверхности деталей машин, подвергнутых ВиОУО
2.2.1.Формирование профиля установившейся шероховатости
2.2.2. Определение среднего арифметического отклонения профиля установившейся шероховатости
2.2.3. Расчет коэффициента интенсивности изменения шероховатости
2.2.4. Расчет времени обработки
2.2.5. Процесс скругления острой кромки при ВиОУО
2.3. Исследование процесса вибрационного упрочнения
2.3.1. Методика расчета параметров деформационного состояния поверхностного слоя
2.3.3. Особенности упрочнения материалов с разным видом термической обработки
3. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ
ЗЛ.Технологическое оборудование и рабочие среды
3.2. Приборы и приспособления для экспериментальных исследований
3.3. Выбор материалов для образцов
3.4. Исследование шероховатости поверхности
3.5. Исследование скругления острых кромок
3.6. Исследование изменения поверхностной микротвердости
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ НА ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ И КАЧЕСТВО ПРОЦЕССА ВИБРОУДАРНОЙ ОБРАБОТКИ
4.1. Исследования степени пластической деформации и глубины наклепанного слоя при упрочнении деталей
• 4.2. Исследование формирования профиля шероховатости обработанной поверхности
4.2.1. Изменение шероховатости поверхности в процессе обработки..
4.2.2. Исследование параметров установившейся шероховатости
4.2.3. Исследование коэффициента интенсивности изменения шероховатости
4.3. Исследования скругления радиуса острой кромки
5. ОПТИМИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА ОБРАБОТКИ
5.1. Разработка методики оптимизации
5.2. Разработка элементов САПР ТП
5.2.1. Общая структура САПР ТП
5.2.2. Оптимизация технологических параметров виброударной обработки
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

ВВЕДЕНИЕ
Научно — технический процесс и связанное с ним увеличение количества и сложности создаваемых изделий новой техники приводит к резкому возрастанию трудоемкости и сложности конструкторских и технологических работ. В этих условиях традиционные методы проектирования не могут обеспечивать своевременное и качественное выполнение работ по технологической подготовке производства новых изделий, сократить сроки и стоимость этих работ возможно на основе создания систем автоматизированного проектирования технологических процессов (САПР ТП).
В современном машиностроении при выполнении отделочно -упрочняющих операций рост производительности труда с одновременным улучшением качества продукции обеспечивает применение вибрационной отделочно - упрочняющей обработки (ВиОУО) в среде стальных полированных шаров.
Благодаря своим широким технологическим возможностям при обработке деталей сложной конфигурации, высоким технико - экономическим показателям, а также возможности механизации и автоматизации процесс ВиОУО занимает важное место среди отделочно - упрочняющих операций. Однако техническая подготовка процесса ВиОУО вызывает серьезные трудности. Они связаны с недостаточной разработкой теории, пригодной для автоматического моделирования и оптимизации технологических процессов (ТП). В первую очередь, это относится к теории формирования шероховатости поверхности обрабатываемых деталей. Недостаточно разработаны аналитические зависимости, устанавливающие связь между режимами обработки, свойствами материала детали, размерами рабочих сред, производительностью процесса и качеством обработанной поверхности. Не разработана методика оптимизации технологических параметров, влияющих на результаты обработки, что сдерживает внедрение процесса в производство. Решению некоторых из этих задач посвящена настоящая работа.
На II этапе, так же как и на первом, происходит смятие выступов микронеровностей, перемещение микрообъемов металла, вспучивание металла по бокам и впереди движущейся частицы, деформирование основания микрорельефа.
Однако в процессе движения частицы величина этих изменений в количественном выражении уменьшается, постоянно изменяется картина поля напряжений и деформаций, свободная поверхность формирующегося отпечатка восстанавливается на величину упругой деформации.
Таким образом, глубина внедрения частицы рабочей среды в поверхность детали и величина ее тангенциального перемещения определяются физикомеханическими свойствами материала, его напряженным состоянием, параметрами шероховатости, степенью предварительного упрочнения, энергетическими характеристиками частицы рабочей среды и углом соударения и др.
III этап (Рис.2.1, (в)) характеризуется выходом частицы на поверхность и отрывом от нее. Отскок происходит под действием силы сопротивления, уменьшившейся за счет потерь энергии на трение и деформацию. На поверхности остается пластическое пятно контакта (отпечаток), окруженное с трех сторон наплывом металла.
Чтобы построить модель процесса единичного взаимодействия при ВиОУО, воспользуемся методикой, предложенной Е.Ф. Непомнящим /54,55/ при исследовании трения и износа под воздействием струи твёрдых сферических частиц. Вначале будем рассматривать поверхность детали как гладкую. Учёт шероховатости обрабатываемой поверхности будет произведён ниже.
Пусть стальной полированный шар радиусом Я, движущийся со скоростью Уо под углом а к поверхности детали, ударяется об неё с силой, достаточной для пластического деформирования локального микрообъёма.
Воспользуемся соотношениями, известными из теории скольжения жёсткой сферы по пластически деформируемому полупространству /37/: