Обеспечение качества поверхностного слоя миниатюрных деталей и повышение производительности алмазного микровыглаживания на основе динамической стабилизации процесса

• Автор: Плотников, Александр Афанасьевич
• Шифр специальности: 05.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Пермь
• Количество страниц: 183 с. : ил.

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ПОСТАНОВКА ЦЕЛИ И ЗАДАЧ

1.1 Алмазное микровыглаживание

1.2 Назначение и области применения алмазного микровыглаживания

1.3 Ограничения в применении алмазного микровыглаживания

1.4 Преимущества применения алмазного микровыглаживания

1.5 Экономическая эффективность алмазного микровыглаживания

1.6 Выводы, цели и задачи исследования

2 МЕТОДИЧЕСКОЕ И МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Аналитические методы исследований и разработка комплексного технологического критерия

2.2 Экспериментальные методы исследований

2.2.1 Математическое моделирование на основе некомпознционных планов второго порядка с использованием метода наименьших квадратов
2.2.2 Методика исследований износа алмазных микровыглаживателей и

математическая обработка результатов экспериментов
4 2.3 Оборудование, инструменты и образцы для проведения исследований
2.4 Выводы по главе
3 ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА КОМПЛЕКСНОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО КРИТЕРИЯ, ОПРЕДЕЛЯЮЩЕГО УСЛОВИЕ СТАБИЛЬНОГО ПОЛУЧЕНИЯ КАЧЕСТВА ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ ПРИ НАИБОЛЬШЕЙ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ АЛМАЗНОГО
N111КР0ВЫГЛАЖИВАНИЯ МИНИАТЮРНЫХ ДЕТАЛЕЙ
3.1 Особенности технологии алмазного микровыглаживания миниатюрных деталей
3.1.1 Характеристика миниатюрных и маложестких деталей
3.1.2 Характеристика технологии алмазного микровыглаживания
3.1.3 Выводы
3.2 Теоретическое обоснование технологического обеспечения качества и производительности при алмазном микровыглаживании миниатюрных
деталей на основе комплексного критерия
3.2.1 Определение условий возникновения колебаний при алмазном
микровыглаживании

3.2.2 Определение условия динамической устойчивости алмазного микровыглаживания
3.2.3 Условия стабильного обеспечения качества поверхностного слоя при наибольшей производительности алмазного микровыглаживания по комплексному технологическому критерию
3.2.4 Выводы
3.3 Выводы по главе
4 ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КАЧЕСТВА ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ МИНИАТЮРНЫХ ДЕТАЛЕЙ ПРИ НАИБОЛЬШЕЙ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ОБРАБОТКИ НА ОСНОВЕ КОМПЛЕКСНОГО КРИТЕРИЯ
4.1 Качество поверхности при применении комплексного критерия
4.1.1 Шероховатость микровыглаженной поверхности
4.1.1.1 Зависимость шероховатости от силы микровыглаживания
4.1.1.2 Зависимость шероховатости от подачи микровыглаживания
4.1.2 Микротвердость микровыглаженной поверхности
4.1.2.1 Зависимость микротвердости от силы микровыглаживания
4.1.2.2 Зависимость микротвердости от подачи микровыглаживания
4.1.2.3 Изменение микротвсрдости по глубине упрочненного поверхностного слоя
4.1.3 Обеспечение точности и волнистости
4.1.4 Выводы
4.2 Обеспечение качества поверхностного слоя миниатюрных деталей при наибольшей производительности алмазного микровыглаживания при износе инструмента
4.2.1 Износ алмазных микровыглаживателей в процессе микровыглаживания
4.2.1.1 Зависимость площади пятна контакта и контактного давления от длины пути трения при алмазном микровыглаживании сталей и цветных сплавов
4.2.1.2 Выводы
4.2.2 Исследование износа алмазных микровыглаживателей
4.2.2.1 Общие положения о влиянии свойств обрабатываемых материалов
на износ алмазных микровыглаживателей
4.2.2.2 Исследование износостойкости от длины пути трения
4.2.2.2.1 Исследование зависимости площади пятна контакта Д от
длины пути трения Г„, (F=fl (Ьц))

4.2.2.2.2 Исследование зависимости интенсивности износа алмазных микровыглаживателей дУ/УІ* от длины пути трения Ьш ((1Р/с1Ьы =ЫЬи»
4.2.2.2.3 Исследование зависимости износостойкости алмазных микровыглаживателей Ии от длины пути трения Ьм, (Им
Ми)
4.2.2.2.4 Выводы
4.2.3 Исследование качества поверхности в зависимости от состояния инструмента
4.2.3.1 Зависимость сглаживания поверхности от длины пути трения алмазного микровыглаживателя
4.2.3.2 Зависимость упрочнения поверхности от длины пути трения алмазного микровыглаживателя
4.2.4 Выводы
4.3 Выводы по главе
5 ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ
5.1 Технология производительной комбинированной обработки с применением алмазного микровыглаживания
5.2 Методика расчета табличных значений производительных технологических режимов алмазного микровыглаживания для обеспечения показателей качества поверхностного слоя
5.3 Табличные значения производительных технологических режимов алмазного микровыглаживания для обеспечения качества миниатюрных деталей
5.4 Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ А Методика измерения радиусов алмазных микровыглаживателей.... 168 ПРИЛОЖЕНИЕ Б Методика определения пятна контакта микровыглаживателя с
деталью
ПРИЛОЖЕНИЕ В Программы расчета технологических режимов и параметров качества поверхностного слоя миниатюрных деталей при алмазном
микровыглаживании
ПРИЛОЖЕНИЕ Г Экономический эффект от применения алмазного
микровыглаживания

Инструменты с цилиндрической формой заточки алмаза применяются для обработки наружных цилиндрических и конических поверхностей, а также галтельных переходов миниатюрных, маложёстких и тонкостенных деталей. Преимущества микровыглаживателей - нет необходимости в точной выверке на станке по высоте центров, возможность перестановки по высоте цилиндрической поверхности по мере износа и стойкость инструмента. Цилиндрический микровыглаживатель обеспечивает более высокое качество обрабатываемых поверхностей. Он работает в более широком диапазоне режимов без возникновения вибраций.
На рисунке 6 представлена фотография алмазных микровыглаживателей из синтетических гюликристаллических алмазов АСПК-3, использованных в данной работе.
Рисунок 6 - Алмазные микровыглаживатели
Исследование работоспособности алмазных микровыглаживателей производили на токарно-винторезном станке повышенной точности модели 1И611П. По паспорту станок имеет минимальную продольную подачу равную 0,022 мм/об. Для обеспечения режимов микровыглаживания, соответствующих условиям проведения исследований, станок был модернизирован. Произведена замена шестерен в механизме гитары подач. Комплект шестерен гитары подобран таким образом, что новое соотношение чисел зубьев дает передаточное отношение, снижающее минимальную продольную подачу до значения, приемлемого для выполнения процесса микровыглаживания. Исследования были выполнены с применением подачи б'м = 0,0045 мм/об. Стандартный набор шестерён гитары подач станка для обеспечения нормальных подач имеет зубчатую передачу 35:77, 77:28, образуемую