Повышение эффективности вибрационной обработки с учетом экологических ограничений

• Автор: Дьяченко, Елена Анатольевна
• Шифр специальности: 05.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 156 с. : ил.

* ВВЕДЕНИЕ

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ

ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Вибрационная обработка. Технологические возможности, основные характеристики процесса, типаж

технологического оборудования

1.2. Обзор исследований производительности вибрационной

обработки

1.3. Экологичность вибрационных технологических машин и

пути ее улучшения

1.4. Выводы по главе и постановка задач исследования

2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ

ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ВИБРАЦИОННОЙ ОБРАБОТКИ
2.1. Влияние режимов виброабразивной отделочно-зачистной
обработки на производительность процесса
2.2. Моделирование процесса виброударного упрочнения
2.3. Выводы по главе
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ, ШУМО И ВИБРОАКТИВНОСТИ ВИБРАЦИОННЫХ СТАНКОВ
* 3.1. Методика экспериментальных исследований
3.2. Влияние режимов работы вибрационного технологического
оборудования на показатели его производительности

3.3. Шумо-и виброактивность технологического оборудования.. ю)
3.4. Выводы по главе
* 4. РАЗРАБОТКА РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО ВЫБОРУ
РАЦИОНАЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ И УЛУЧШЕНИЮ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ВИБРАЦИОННОЙ ОБРАБОТКИ
4.1. Назначение рациональных и определение предельно
допустимых амплитуд и частот вибрации
4.2. Выбор рациональной виброзащиты
4.3. Мероприятия по снижению шума
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ
В условиях быстрой интеграции России в мировую экономическую систему важное значение приобретает конкурентоспособность продукции отечественного машиностроения, в значительной степени зависящая от надежности и долговечности ответственных деталей производимых машин. Это обстоятельство заставляет разработчиков современной техники широко применять технологические операции отделки и упрочнения, повышающие контактную жесткость, износостойкость и усталостную прочность нагруженных элементов конструкции за счет улучшения параметров шероховатости, повышения поверхностной твердости (или микротвердости), создания сжимающих остаточных напряжений. Среди разнообразия соответствующих технологических методов (механические, химические, термические, физические, комбинированные) особое место занимает вибрационная обработка. Универсальность метода обусловлена возможностью обработки деталей произвольно сложной геометрии, широчайшим кругом обрабатываемых конструкционных материалов, простотой изготовления и обслуживания технологического оборудования и др. Сущность метода состоит в массовом хаотическом воздействии на поверхность детали частицами рабочей среды (абразивными при выполнении виброшлифования и твердыми сферами при упрочняющей обработке), приводящем к удалению дефектных слоев металла, либо упрочнению на глубину от десятых долей до единиц мм. Движение рабочей среды при этом возбуждается вибрационным движением камеры, содержащей обрабатывающую среду и детали. Достижение высоких техникоэкономических показателей процесса обеспечивается правильным выбором оборудования, схемы, режимов обработки, типа рабочей среды. Тем не менее, требование высокой производительности процесса часто вступает в

Приводимые иллюстрации 2.9 - 2.12 и 2.13, 2.14 построены проектированием полиномиальной модели, полученной планированием эксперимента, на плоскости факторного пространства. Они демонстрируют практически линейную зависимость результатов упрочнения от амплитуды вибрации при достижении частотой и временем соответствующих пороговых значений. Превышение этих пороговых значений не дает прироста микротвердости и глубины упрочнения. Эксперименты с датчиком силы соударений, размещенным внутри камеры показали стохастичность параметров соударений. Так, лишь небольшая часть ударов частиц приводила к пластической деформации. Изменение положения датчика (детали) внутри камеры существенно меняло характер распределения сил ударов. Удаление датчика от активного днища камеры резко ослабляло динамическое воздействие среды (рис. 2.13, 2.14).
Упрочняющая обработка поверхностей деталей с целью повышения их усталостной прочности позволяет увеличить предел усталости и долговечность, в основном, за счет создания поверхностного слоя со сжимающими остаточными напряжениями (рис. 2.15) и улучшения шероховатости (устранение микроконцентраторов напряжений). Как правило, повышение поверхностной твердости оказывает недостаточное влияние на усталостную прочность деталей [96, 108]. Тем более что многие конструкционные материалы не обладают свойством упрочнения при многократной циклической деформации [105].
Эго так называемые циклически стабильные материалы (рис. 2.16), к которым относится большинство конструкционных сплавов на основе алюминия. Вверху - мягкое нагружение; внизу - жесткое нагружение.
Согласно действующим технологическим инструкциям Национального института авиационных технологий (НИАТ) все несущие детали летательных аппаратов из конструкционных деформируемых алюминиевых сплавов, подвергаемые виброупрочнению, контролируются на распределение остаточных напряжений. Например, лонжерон лопасти вертолета из сплава АВ после виброупрочнения должен иметь величину сжимающих напряжений 120 МПа на глубине 0,35 мм.