Исследование технологии повышения долговечности плоских деталей с отверстиями

• Автор: Морынь, Стефан Иеренуш
• Шифр специальности: 05.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 117 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. Анализ технологических методов обеспечения высокой долговечности деталей машин с отверстиями (обзор проведенных исследований)
Г1 конструктивные и эксплуатационные факторы, влияющие на долговечность деталей машин.
Е2. Анализ технологических методов, применяемых для повышения долговечности деталей из титановых сплавов.
ЕЗ. Возможности глубокого пластического деформирования поверхности отверстий.
Цель и задачи исследований
Глава 2. Общая методика проведения исследований.
Глава 3. Аналитическое исследование параметров упрочнения при локальной точечной деформации
3.1 Анализ процесса статического вдавливания абсолютно жесткого шара в полубесконечное полупространство.
3.2. Расчеты характеристик упругопластического контакта при динамическом внедрении шара в плоскость.
3.3. Расчет остаточных напряжений в поверхностном слое с учетом теплового и силового факторов.
3.3.1. Расчет температуры контакта
3.3.2. Расчет остаточных напряжений, возникающих под влиянием теплового фактора
3.3.3. Остаточные напряжения от влияния силового
фактора

Глава 4. Исследование влияния методов и режимов поверхностного пластического деформирования на характеристики качества упрочненной поверхности.
4.1 Исследование микроструктуры и рентгенографический анализ фазового состава упрочненных образцов.
4.1.1 .Микроструктура упрочненной поверхности титановых сплавов
4.1.2.Рентгеноструктурные исследования фазового состава и остаточных напряжений
4.2 Исследование остаточных напряжений 1-го рода механическим способом.
4.3 Исследования шероховатости поверхности.
Выводы по главе 4
Глава 5. Лабораторные исследования области применения комплексной упрочняющей технологии.
5.1. Исследование возможностей глубокого пластического деформирования и величины натяга в соединении отверстие-болт для повышения их долговечности соединения.
5.2. Исследование влияния различных схем расположения отпечатков при вдавливании шариков на долговечность.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ у(
Список литературы 4И

ВВЕДЕНИЕ
Качество продукции всегда являлось важнейшей проблемой машиностроительного производства.
Достижение высокого качества изделий машиностроения связано с технологическим обеспечением таких ее показателей как надежность и долговечность машин, механизмов и отдельных деталей. В свою очередь, надежность и долговечность зависит от условий эксплуатации, а также от конструктивных особенностей деталей машин. Так наличие всевозможного характера концентраторов напряжений значительно снижает надежность и уменьшает долговечность. Среди таких концентраторов, связанных с конструкцией детали, большое распространение имеют всевозможные отверстия, имеющиеся в детали в связи с ее функциональным ■ назначением. Особенно важно обращать внимание на долговечность таких деталей, используемых для летательных аппаратов, когда их надежность определяет безопасность жизнедеятельности людей.
Обеспечение высокой долговечности таких деталей может быть осуществлено применением соответствующей технологии, используемой для повышения сопротивления поверхности с отверстием действию эксплуатационных нагрузок. Часто применение такой технологии является необходимым дополнительным процессом, направленным не только на формообразование изготавливаемой детали, а на целенаправленное изменение физико-химических и механических свойств и характеристик поверхностного слоя детали, определяющих ее качество. В связи с этим существует даже название такой технологии как упрочняющая.
В зависимости от конструктивных и эксплуатационных особенностей детали машины выбирается и применяется определенный технологический процесс упрочнения поверхностного слоя, который может включать несколько способов поверхностного пластического

Таблица 2.1 Химический состав титановых сплавов
Сплав Основные химические элементы, % Примеси, не более, %
Ті А1 Сг Мл Мо Ъх Бі С 02 н2 N
ВТЗ Осно ва 4.5- 6.2 1,0- 5,0 I- 2,8 0.4 0.1 0.2 0.015 0,
ОТ4 3,5-5 0
ВТ20 5,5- 7,5 1,5- 2,
Исследовалось изменение микроструктуры, шероховатость поверхности, остаточных напряжений после применения указанных методов поверхностного пластического деформирования образцов, изготовленных из титановых сплавов ОТ-4, ВТЗ-1, ВТ6, химический состав которых приведен в табл.2.1.
После термической обработки плоские поверхности образцов упрочнялись на дробеметной установке стальными шариками из стали ШХ-15, диаметр которых изменялся от 1 до 3 мм. Отверстия упрочнялись раскатыванием роликовой дифференциальной раскаткой, а торцовые поверхности - глубоким точечным пластическим деформированием вдавливанием сферического или кольцевого пуансона вокруг отверстий.
В качестве исследуемых элементов режима раскатывания принимались: Ь - величина натяга, мм (разность размеров диаметров раскатника и отверстия); V - скорость раскатывания, м/мин; Б - продольная подача раскатки, мм/об. Отношение радиуса ролика раскатника к радиусу отверстия находилось в пределах 0,2...0,25. Раскатывание проводилось за I проход.
В процессе дробеметной обработки изменялись: <1 - диаметр шариков, мм; т - масса шариков в камере, кг; Т - время обработки, мин.
Упрочнение стальными шариками образцов проводилось в