Технологическое обеспечение качества поверхностного слоя деталей ГТД на основе применения инструмента с покрытием

• Автор: Крылов, Илья Владимирович
• Шифр специальности: 05.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Рыбинск
• Количество страниц: 136 с. : ил.

1 АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА

ф 1Л Особенности развития авиационного промышленного комплекса

1.2 Основные проблемы работоспособности режущего инструмента

для авиационной промышленности

1.3 Особенности современного инструментального производства

1.4 Современные покрытия и способы их нанесения

1.5 Анализ состояния вопроса расчетного определения параметров

• качества поверхностного слоя

1.6 Выводы по главе 1. Цели и задачи исследования

2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СПОСОБОВ

НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ

# 2.1 Осаждение ТПХ-покрытий методом конденсации с ионной
бомбардировкой в сопровождении пучка высокоэнергетических ионов
• 2.2 Исследование процесса нанесения покрытия импульсами малых
энергий
2.3 Выводы по главе
3 МАТЕМАТИЧЕСКИЙ АППАРАТ ОБЕСПЕЧЕНИЯ КАЧЕСТВА ПОКРЫТИЙ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА
3.1 Сущность технологии нанесения покрытий
3.2 Математическая модель формирования сплошности покрытия
3.3 Повышение качества покрытия посредством управления его
ш ф свойствами
3.4 . Выводы по главе
4 МЕТОДИКА УЧЕТА ПАРАМЕТРОВ КАЧЕСТВА ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ
ИНСТРУМЕНТА С ПОКРЫТИЕМ
4.1 Расчетное определение параметров качества поверхностного слоя ... 81 4.2Расчетное определение стойкости режущего инструмента
• 4.3Разработка математических моделей режущих инструментов
® 4.4Методика оптимизации технологии и режимов нанесения покрытий

4.5Выводы по главе
5 ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ, ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ
ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРЕДЛОЖЕННЫХ РЕШЕНИЙ
Ф 5 Л Результаты производственных испытаний деталей
5.2. Расчет экономического эффекта от использования технологии
нанесения упрочняющего покрытия
5.3Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Анализ перспектив развития механообрабатывающего производства показывает, что обработка резанием остается наиболее предпочтительной для окончательного формирования размеров деталей, несмотря на значительный прогресс в развитии таких альтернативных методов, как точное литье, штамповка, электрофизическая обработка. Такая тенденция обусловлена возрастающими требованиями к точности размеров и качеству обработанных деталей, что, в свою очередь, предопределяет совершенствование технологий обработки резанием в направлении интенсификации скорости резания и снижения снимаемого припуска [1,2].
В современном механообрабатывающем производстве все более широкое применение находит дорогостоящее автоматизированное станочное оборудование с микропроцессорным управлением. Эксплуатация такого оборудования характеризуется резким ростом стоимости станко-минуты, ужесточением условий работы режущего инструмента, увеличением расхода инструмента на единицу выпускаемой продукции, составляющего до 5... 10% общих затрат на обработку резанием. Таким образом, заметно возрастает роль режущего инструмента, в значительной степени определяющего эффективность обработки резанием [1—5].
Наиболее важным показателем эксплуатации режущего инструмента является работоспособность. Работоспособность режущего инструмента - это такое его состояние, при котором он способен выполнять свои функции, имея износ рабочих поверхностей, меньший критериального значения. Критерий отказа определяет факт возникновения отказа инструмента - события, заключающегося в нарушении его работоспособности. Критерии отказа инструмента определяются заданными ограничениями (качественно-точностными показателями деталей, полным затуплением инструмента). Надежность инструмента - это ёго свойство, заключающееся в том, что он непрерывно в течение заданного времени сохраняет работоспособность. Объективным фактором, определяющим надежность инструмента, является вероятность его безотказной работы, что предопределяет необходимость установления законов и параметров распределения времени наработки инструмента на отказ (стойустранить, применив для процесса электроискрового легирования однотакт-ный генератор, в котором изменение величины энергии искрового разряда будет осуществляться только длительностью импульса при постоянном уровне напряжения источника питания. Это позволит сохранить неизменной динамику нарастания тока в формирующем контуре генератора при смене режимов и , тем самым, обеспечить условия формирования и поддержания искрового канала за время импульса тока малых электрических энергий.
Этот подход лег в основу разработанной установки для осуществления процесса электроискрового легирования малыми энергиями. Потребляемая мощность источника питания 180 Вт. Выходное стабилизированное напряжение на формирователь импульсов 50В. Формирователь выполнен на базе однотактного электрического генератора с транзисторном коммутатором. Фильтр источника питания одновременно выполняет функции малоиндуктивного пикового источника тока. Для этого величина его емкости доведена до 90 ООО мкФ. При выбранном рабочем напряжении установки с учетом полного сопротивления формирующего контура, средняя скорость нарастания переднего фронта импульса тока составила 14 А/мкс.
Диапазоны регулирования параметров импульсов:
• частот: (10... 100000) Гц;
• величин энергии в импульсе: (0,25-10'3...5,1) Дж;
• амплитуды тока: (15...-600) А;
• длительности импульсов: (0,7.. .4000) мкс.
Единичный импульс малых энергий в диапазоне (0,25-10"3 15-1 О*3) Дж
формируется изменением только длительности импульса, что обеспечивает форму импульсов, близкую к треугольной. В диапазоне энергий (5-10" ...15-10' ) Дж рабочий импульс тока формируется суперпозицией единичных треугольных импульсов тока по специально разработанной программе, что позволяет широко варьировать его параметры, включая и разнообразную форму.
Электромагнитный вибратор обеспечивает осцилляцию обрабатывающего электрода по поверхности детали (параллельно ей). За счет скольжения обрабатывающего электрода по поверхности детали по контактирующим микрошероховатостям обеспечивается постоянный электрический контакт между электродами. Это позволило задавать частоту следования искровых