Повышение износостойкости деталей пар трения путем выбора рациональных технологических параметров ультразвуковой упрочняющей обработки

• Автор: Скобелев, Станислав Борисович
• Шифр специальности: 05.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 164 с. : ил.

Содержание:
ВВЕДЕНИЕ
ПРИНЯТЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
1 СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ПОВЫШЕНИЯ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ ДЕТАЛЕЙ ПАР ТРЕНИЯ МЕТОДОМ , УЛЬТРАЗВУКОВОЙ УПРОЧНЯЮЩЕЙ ОБРАБОТКИ С ВНЕДРЕНИЕМ ТВЕРДЫХ СМАЗОК
1.1 Основы процесса ультразвуковой упрочняющей обработки (УУО)
1.1.1 Связь ультразвуковой упрочняющей обработки с методами поверхностно-пластического деформирования (ППД)
1.1.2 Параметры, определяющие режимы УУО
1.1.3 Процессы, происходящие в поверхностном слое при УУО
1.2 Оборудование, применяемое при УУО
1.3 Основные параметры УУО
1.3.1 Материал заготовки
1.3.2 Амплитуда и частота колебаний
1.3.3 Статическая нагрузка
1.3.4 Технологические параметры УУО
1.4 Применение твердых смазочных покрытий при УУО
1.5 Выводы
2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ
ПОВЕРХНОСТИ ПРИ УУО
2.1 Структурная схема процесса ультразвуковой упрочняющей обработки
2.2 Определение параметров площадки контакта инструмента и заготовки при УУО

2.2.1 Расчет параметров площадки контакта при обработке инструментом с цилиндрическим индентором
2.2.2 Расчет параметров площадки контакта при обработке инструментом со сферическим индентором
2.3 Определение фактической площади развертки площадки контакта инструмента и заготовки
2.4 Расчет основных технологических параметров УУО
2.4.1 Определение продольной подачи ультразвукового инструмента
2.4.2 Определение частоты вращения шпинделя станка
2.4.3 Определение статической силы прижима инструмента
2.5. Определение значений шероховатости и изменения размеров обрабатываемой детали в результате УУО
2.6 Вычисление области значений коэффициентов перекрытия и обработанное™ для углеродистых конструкционных сталей
2.7 Выводы
3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ РЕЖИМОВ УУО НА ИЗНОСОСТОЙКОСТЬ ОБРАБАТЫВАЕМОЙ ПОВЕРХНОСТИ
3.1 Методика планирования экспериментальных исследований
3.2 Описание экспериментальной установки
3.3 Подготовка экспериментальных образцов для испытаний
3.4 Проведение ультразвукового упрочнения с внедрением твердой смазки
3.5 Проведение испытаний на износостойкость
3.5.1 Аппаратура и условия испытаний
3.5.2 Определение весового износа
3.6 Обработка результатов эксперимента

3.7 Определение значений коэффициентов перекрытия и коэффициентов обработанности для конструкционных углеродистых сталей
3.8 Выводы 119 4 ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ
4.1 Разработка методики проектирования операции ультразвуковой уп- 120 рочняющей обработки
4.2 Разработка компьютерной программы для расчета режимов УУО
4.2.1 Составление и отладка программы
4.2.2 Графическое представление вида обработанной поверхности
4.3 Применение методики для проектирования операции УУО для дета- 126 ли «Коленчатый вал» холодильного поршневого компрессора
4.4 Выводы
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ А - Изменение веса образцов при испытании на износ
на машине трения ИИ
ПРИЛОЖЕНИЕ Б - Распечатка программы по расчету режимов УУО 151 ПРИЛОЖЕНИЕ В - Документы, подтверждающие практическую цен- 158 ность работы

Наличие экстремума (максимума) на представленной зависимости обусловлено тем, что при увеличении амплитуды колебаний индентора возникает переупрочнение (перенаклеп и контактная усталость) [36].
1.3.3 Статическая нагрузка
В работе [68] представлены зависимости амплитуды колебаний и глубины внедрения индентора от статической силы (рис. 9 а, б).
При ультразвуковой обработке инструмент прижимается к поверхности заготовки с постоянной силой Рст. Оптимальное значение статической нагрузки зависит от площади и конфигурации инструмента, амплитуды колебаний и свойств обрабатываемого материала.
а) б)
Рисунок 9 - Зависимости амплитуды колебаний (А0) и глубины внедрения (Я) индентора от статической силы (Рст) при радиусе индентора 6 мм (графики 1, 4) и 10 мм (графики 2, 3) [68]: а - зависимость амплитуды колебаний индентора от статической силы; б - зависимость глубины внедрения индентора от статической силы