Повышение точности нежестких деталей типа валов путем управления их напряженным состоянием при обработке методами ППД

• Автор: Мураткин, Геннадий Викторович
• Шифр специальности: 05.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Тольятти
• Количество страниц: 195 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ТРУДНОСТИ ОБРАБОТКИ НЕЖЕСТКИХ ДЕТАЛЕЙ И ОСНОВНЫЕ ПУТИ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ИХ ТОЧНОСТИ
1.1 Проблема точности нежестких деталей в современном машиностроении
1.2 Технологические остаточные напряжения и их роль в образовании остаточных деформаций нежестких деталей
1.3 Влияние технологической наследственности на точность обработки нежестких деталей
1.4 ППД как способ повышения качества деталей и уменьшения влияния отрицательных факторов технологической наследственности
1.5 Анализ существующих способов повышения точности нежестких деталей
1.6 Актуальные направления в обеспечении точности нежестких деталей методами ППД
1.7 Выводы из обзора литературы. Цель и задачи исследования
ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ПОВЫШЕНИЯ ТОЧНОСТИ
НЕЖЕСТКИХ ДЕТАЛЕЙ СПОСОБАМИ ППД
2.1 Исследование повышения точности путем изменения силы, приложенной к инструменту, в процессе ППД
2.1.1 Сущность способа и постановка задачи
2.1.2 Исследование связи между изменением силы, приложенной к деформирующему инструменту, и остаточной деформацией заготовки
2.2 Исследование повышения точности нежестких деталей путем создания предварительных упругих напряжений в заготовке
2.2.1 Исследование механизма уменьшения остаточной деформации после ППД
2.2.2 Сущность способа и постановка задачи
2.2.3 Исследование связи между упругой деформацией заготовки перед обработкой, длиной обрабатываемого участка и глубиной пластически деформируемого слоя
2.2.4 Определение допускаемой исходной остаточной деформации заготовки
2.3 Выводы по главе
ГЛАВА 3. ОСНОВНЫЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ И

УСЛОВИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1 Определение осевых остаточных напряжений в поверхностном
слое детали
3.1.1 Методика расчета остаточных напряжений и характеристик
их распределения в поверхностном слое детали
3.1.2 Установка для измерения деформации цилиндрических
образцов в процессе электрохимического травления
3.2 Методика экспериментального исследования влияния режимов ППД на характеристики распределения остаточных напряжений
в поверхностном слое детали
3.3 Методика экспериментального исследования повышения
точности деталей способами ППД
3.4 Установки для повышения точности нежестких деталей
3.5 Выводы по главе
ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТОЧНОСТИ
ИЗДЕЛИЙ, ОБРАБОТАННЫХ СПОСОБАМИ ППД
4.1 Экспериментальное исследование повышения точности нежестких деталей путем создания предварительных упругих напряжений в заготовке
4.2 Экспериментальное исследование повышения точности нежестких деталей путем изменения силы, приложенной к инструменту,
в процессе ППД
4.3 Исследование размерной стабильности нежестких деталей после обработки способами ППД
4.4 Выводы по главе
ГЛАВА 5. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ
ИССЛЕДОВАНИЙ. УСТРОЙСТВА ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ТОЧНОСТИ НЕЖЕСТКИХ ДЕТАЛЕЙ
5.1 Устройства для повышения точности нежестких деталей путем изменения силы, приложенной к инструменту
5.2 Устройство для повышения точности нежестких деталей путем создания предварительных упругих напряжений в заготовке
5.3 Методика технологического проектирования процесса исправления остаточной изгибной деформации
5.4 Выводы по главе
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время в связи с обеспечением конкурентоспособности отечественной продукции как на внутреннем, так и на мировом рынке, к ее качеству предъявляются высокие требования.
Повышение качества машиностроительной продукции связано с совершенствованием технологии ее изготовления и внедрением в производство прогрессивных методов обработки. Особое внимание при этом уделяется обеспечению точности обработки и приданию поверхностному слою деталей машин необходимых физико-механических свойств.
В последние годы в машиностроении в результате широкого применения материалов с высокими прочностными и специальными свойствами наметилась тенденция к снижению металлоемкости и массы машин и, как следствие этого, - образование большого числа нежестких деталей.
Обеспечение точности нежестких деталей сопряжено со значительными трудностями из-за технологических остаточных деформаций.Остаточные деформации деталей возникают в результате нарушения равновесия их напряженного состояния в ходе технологического процесса и составляют основную долю суммарной погрешности обработки. Борьба с остаточными деформациями при изготовлении нежестких деталей стала одной из острых проблем в технологии машиностроения.
Регулирование остаточных напряжений в заготовке, обеспечение равномерного припуска в процессе обработки и корректировка технологических баз позволяют добиться минимальных остаточных деформаций. Однако, эти методы не всегда приводят к желаемым результатам и, тогда в технологический процесс изготовления нежестких деталей необходимо вводить операцию правки.
Применение традиционных методов правки в горячем, а тем более в холодном состоянии металла, нежелательно, поскольку правка снижает

косвенного управления технологическими начальными напряжениями, основанных на выборе рациональных методов обработки, характеристик инструмента и поддержании на оптимальном уровне режимов обработки. На основании закономерностей образования остаточных деформаций сформулированы условия бездеформационной обработки, которые заключаются в следующем. При двухсторонней обработке необходимо, чтобы в каждом сечении детали суммарный изгибающий момент от действия удаляемых вместе с припуском на обработку остаточных напряжений и вносимых процессом обработки дополнительных начальных напряжений , с одной стороны, был равен аналогичному суммарному изгибающему моменту, возникающему при обработке противоположной стороны. При односторонней обработке необходимо, чтобы изгибающие моменты от удаляемых вместе с припуском остаточных и вносимых обработкой начальных напряжений были равны. В случае отсутствия наследственных остаточных напряжений необходимо, чтобы площадь эпюры начальных напряжений была минимальной.
В способе [ 92 ] односторонней механической обработки нежестких плоских деталей заданную точность достигают за счет управления упругонапряженным состоянием деталей. Заготовку обрабатывают в два перехода. На первом переходе снимают минимальный технологически допустимый припуск и измеряют образовавшийся прогиб заготовки. Перед вторым переходом в заготовке создают предварительные упругие напряжения путем ее деформирования в направлении прогиба. После этого снимают оставшуюся часть припуска. По окончании обработки и раскрепления детали ее упругое воздействие компенсируется действием начальных напряжений при их перераспределении. В результате прямолинейность обработанной поверхности детали улучшается.
Однако указанные способы не обеспечивают возможность обработки нежестких деталей типа тел вращения.