Технологическое обеспечение качества поверхностного слоя направляющих элементов машиностроения

• Автор: Мусохранов, Марсель Владимирович
• Шифр специальности: 05.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 138 с. : ил.

ГЛАВА 1. ПРОБЛЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ КАЧЕСТВА НАПРАВЛЯЮЩИХ
ЭЛЕМЕНТОВ В МАШИНОСТРОЕНИИ
1.1. Роль направляющих элементов в машиностроении
1.2. Требования, предъявляемы к направляющим элементам машин
1.3. Особенности поверхностных слоев направляющих элементов
1.4. Энергетический подход к физико-механическому состоянию поверхностного слоя
ГЛАВА 2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС КАК ИСТОЧНИК
ФОРМИРОВАНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ
ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ НАПРАВЛЯЮЩИХ
ЭЛЕМЕНТОВ
2.1. Сущность понятия “поверхностная энергия”
2.2. Поверхностная энергия и физико-механические свойства материалов направляющих элементов
2.3. Основные виды технологического воздействия на поверхность направляющих элементов
2.4. Поверхностная энергия как инструмент воздействия на
коэффициент трения и сцепления
2.4.1 Поверхностная энергия и коэффициент трения
направляющих элементов
2.4.2. Схватывание контактирующих поверхностей
2.5. Определение уровня поверхностной энергии
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ОЦЕНКА ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО
СОСТОЯНИЯ ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ

НАПРАВЛЯЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТОВ ТРЕНИЯ
3.1. Аппаратурное обеспечение для проведения эксперимента
3.2. Общие положения методики проведения экспериментов по определению поверхностной энергии
3.3. Определение контактной разности потенциалов (КРП)
3.4. Определение работы выхода электрона (РВЭ)
3.5. Определение поверхностной энергии образцов
3.6. Экспериментальное определение коэффициента трения
ГЛАВА 4. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ РЕЗУЛЬТАТОВ
ИССЛЕДОВАНИЯ. ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
4.1. Некоторые особенности исследованных направляющих
4.2. Особенности создания экспериментальных образцов и рабочих поверхностей направляющих элементов
4.3. Создание «библиотек» образцов
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

Любая машина представляет собой сочетание большого количества сопряжений. Эти сопряжения, и особенно ответственные, определяют эксплуатационные свойства всего изделия. Особую роль играют те детали, которые по отношению к сопряженным с ними деталям выполняют функции направляющих элементов. То есть определяют их положение в пространстве. Такое сочетание деталей уже предполагает их взаимное перемещение.
Макрогеометрические погрешности сопрягаемых поверхностей изучены достаточно подробно и работа по их дальнейшему изучению продолжается. Основным показателем качества поверхностных слоев повсеместно является шероховатость поверхности. При этом в распоряжении конструкторов имеются соответствующие справочные данные, которые рекомендуют числовые значения всех параметров шероховатости в зависимости от функционального назначения сопряжения.
Вместе с этим в машиностроении, особенно прецизионном, наблюдаются такие явления, которые трудно объяснить только с позиции взаимодействия шероховатых поверхностей. В основном в решении этих вопросов преобладает односторонний подход - с точки зрения геометрической точности. Хотя не стоит отрицать тот факт, что при расчетах в некоторых формулах присутствуют параметры, имеющие физическую природу. Но этого явно недостаточно. Такое мнение подтверждается результатами научных исследований в области нанотехнологии и относится, прежде всего, к контактированию и взаимному перемещению поверхностей с весьма малыми значениями высотных показателей шероховатости.
В предлагаемой работе исследована и разработана методика прогнозирования коэффициента трения направляющих элементов в машиностроении за счет формирования и контроля энергетического состояния поверхностного слоя в ходе технологического процесса.
На защиту выносятся следующие основные положения:

Рис.2.6. Взаимодействие режущего клина металлорежущего лезвийного
инструмента
На рис.2.6,а схематически представлено взаимодействие режущего клина металлорежущего лезвийного инструмента с материалом заготовки. В относительном движении Бг инструмент перемещается по траектории А, обеспечивая глубину резания 1, на которую он был настроен до начала процесса резания. Однако известно, что обработанная поверхность после удаления инструмента несколько приподнимается и занимает новое положение на расстоянии “ві” по отношению к прежнему. Так возникает упругое восстановление поверхностей. Радиус “г” на вершине режущего клина постоянно растет вплоть до окончания периода стойкости инструмента. Изменение величины радиуса г приводит к изменению величины “в”.
В свете сказанного взаимодействие абразивного зерна, как элемента, например, абразивного круга, абразивного бруска, или зерна абразивов в виде порошка особенностей не имеет (рис. 2.6, в). Здесь также возникает упругое восстановление поверхности на величину в2.
Анализ схем по рис. 2.6 приводит к важнейшим выводам. Во-первых, восстановление на величины в1 и в2 происходит после удаления инструмента, когда казалось бы, никаких сил воздействия на заготовку нет.