Повышение эффективности отделочно-упрочняющей центробежно-ротационной обработки

• Автор: Тищенко, Элина Эдуардовна
• Шифр специальности: 05.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 152 с. : ил.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

4 1.1 Сущность и технологические возможности центробежноротационной обработки

1.2 Обзор работ в области отделочно-упрочняющей центробежноротационной обработки

1.3 Цель и задачи исследований

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ОСНОВНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА ЦЕНТРОБЕЖНО-РОТАЦИОННОЙ ОБРАБОТКИ
2.1 Анализ процесса единичного взаимодействия частиц рабочей среды с поверхностью детали

2.2 Определение фактической площади контакта при единичном взаимодействии

2.3 Формирование профиля установившейся шероховатости

2.3.1 Геометрическая схема образования профиля установившейся

* шероховатости

2.3.2 Определение среднего арифметического отклонения профиля установившейся шероховатости
2.3.3 Учет величины объема загрузки рабочей камеры
2.3.4 Разработка методики расчета времени обработки
2.3.5 Определение коэффициента интенсивности изменения шероховатости
2.4 Формирование параметров качества поверхностного слоя
детали
2.4.1 Исследование величины глубины упрочненного слоя и
степени упрочнения
2.4.2 Исследование величины остаточных напряжений при ЦРО
3. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1 Технологическое оборудование
3.2 Приборы и приспособления для экспериментальных исследований
ф 3.3 Выбор материалов образцов
3.4 Методика определения микротвердости поверхностного
слоя
3.5 Методика определения шероховатости поверхности
3.6 Методика исследований остаточных напряжений
3.7 Методика исследований усталостной долговечности
3.8 Исследование размеров единичных следов

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ОТДЕЛОЧНО-УПРОЧНЯЮЩЕЙ ЦЕНТРОБЕЖНОРОТАЦИОННОЙ ОБРАБОТКИ
4.1 Исследование шероховатости поверхности
4.2 Определение коэффициента к,ф
4.3 Определение коэффициента к,
4.4 Определение коэффициента интенсивности изменения шероховатости^
4.5 Исследование микротвердости поверхностного слоя.
Определение глубины упрочненного слоя и степени упрочнения приЦРО
4.6 Исследование остаточных напряжений
4.7 Исследование усталостной долговечности
5. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ
5.1 Разработка методики оптимизации
5.2 Разработка элементов САПР ТП
5.2.1 Общая структура САПР ТП
5.2.2 Оптимизация технологических параметров отделочноупрочняющей центробежно-ротационной обработки
5.3 Внедрение результатов исследований в производство
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
Важнейшей задачей современного машиностроения является повышение долговечности изделий, их эффективности и конкурентоспособности на мировом рынке. Одним из основных путей решения этой задачи является использование методов упрочнения поверхностным пластическим деформированием (ППД). Отделочно-упрочняющая центробежно-ротационная обработка (ОУ ЦРО) в среде стальных шариков является одним из наиболее эффективных методов обработки поверхностным пластическим деформированием.
Данная работа посвящена разработке методики повышения эффективности отделочно-упрочняющей центробежно-ротационной обработки на основе построения адекватных теоретических моделей формирования поверхностного слоя детали и оптимизации технологических параметров процесса.
К настоящему времени в результате проведенных различными авторами исследований выявлены основные технологические возможности ЦРО, определены основные элементы конструктивных параметров станков. Вместе с тем, обширен круг нерешенных вопросов, которые сдерживают широкое внедрение процесса в производство. Отсутствуют теоретические модели формирования шероховатости поверхности при ЦРО, определения глубины упрочненного слоя и степени упрочнения, не разработана методика выбора и расчета технологических параметров при решении различных технологических задач, мало исследованы вопросы формирования остаточных напряжений и повышения эксплуатационных свойств обрабатываемых деталей, недостаточно исследован вопрос о влиянии объема загрузки рабочей камеры станка, отсутствует методика прогнозирования физико-механических свойств поверхностного слоя деталей и шероховатости обработанной поверхности.
Решению вышеперечисленных вопросов посвящена эта работа.

2.3.1. Геометрическая схема образования профиля установившейся шероховатости
Выделим в поверхностном слое детали, подвергнутой отделочной ЦРО, сечение, нормальное к обрабатываемой поверхности. За небольшой промежуток времени с ним осуществит взаимодействие некоторое количество шариков под различными углами. При этом кривая, огибающая профиль следов единичного взаимодействия в рассматриваемом сечении, будет представлять собой элементарный рабочий профиль обрабатывающего инструмента (среды). Увеличение времени обработки приведёт к тому, что элементарные рабочие профили будут накладываться друг на друга случайным образом, образуя эффективный рабочий профиль обрабатывающей среды, который будет зависеть от максимальной глубины внедрения шарика Лт«, исходной шероховатости обрабатываемой детали и текущего значения глубины внедрения шарика /ь (рис. 2.4).
Поперечное сечение следов единичного взаимодействия имеет форму дуги окружности. Из геометрических соображений соотношение глубины и ширины лунки изменяется в пределах 17-30 в зависимости от предела текучести материала детали, поэтому для расчетов сделаем допущение:
Ь-25-11,. (2.42)
Как показано на рис. 2.4 следы, оставленные шариками, перекрываются, в результате чего ширина контакта каждого шарика с обрабатываемой поверхностью неодинакова, а края следов располагаются на различном уровне.