Технологическое обеспечение эксплуатационных свойств деталей динамическими методами поверхностного пластического деформирования на основе разработки рациональной структуры операции

• Автор: Мищенко, Роман Алексеевич
• Шифр специальности: 05.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 208 с. : ил.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1 Анализ физико-технологических закономерностей влияния упрочняющей обработки методами ППД на повышение

эксплуатационных свойств деталей

1.2. Обзор подходов к проектированию операций упрочняющей

обработки методами ППД

1.3 Анализ методов оценки повышения эксплуатационных свойств

деталей, упрочнённых методами ППД

1.4. Цель и задачи исследований

2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ РАЗРАБОТКИ ОПЕРАЦИЙ УПРОЧР1ЕНИЯ НА ОСНОВЕ ФОРМИРОВАНИЯ РАЦИОНАЛЬНОЙ СТРУКТУРЫ
2.1. Формализация проектирования технологических систем упрочнения деталей динамическими методами ППД

2.2. Определение участков поверхности детали, требующих упрочнения

# ППД
2.3. Формирование рациональной структуры операции упрочнения ППД
2.4. Типизация технологических операций упрочнения динамическими методами ППД
» 3. РАЗРАБОТКА РАСЧЁТНО-АНАЛИТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
ОЦЕНКИ УСТАЛОСТНОЙ ПРОЧНОСТИ ДЕТАЛЕЙ, УПРОЧНЁННЫХ ППД
3.1. Влияние различных факторов на усталостную прочность
3.2. Модель комплексной оценки влияния физико-механических характеристик качества упрочненного динамическими методами ПГ7Д поверхностного слоя на усталостную прочность
3.3. Разработка обобщённых моделей расчета физико-механических характеристик поверхностного слоя формируемого динамическими методами ППД
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ МЕТОДОВ ППД НА УСТАЛОСТНУЮ ПРОЧНОСТЬ ДЕТАЛЕЙ
4.1. Методика проведения экспериментальных исследований
4.2.Методика проведения расчётно-аналитических
исследований
4.3. Результаты экспериментальных и расчётно-аналитических исследований влияния методов ППД на усталостную прочность деталей
5. МЕТОДИКА ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИИ УПРОЧНЕНИЯ ППД И ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ
5.1. Методика проектирования технологической операции упрочняющей обработки динамическими методами ППД с учетом 163 эксплуатационных свойств деталей
5.2. Проектирование технологической операции упрочняющей обработки динамическими методами ППД детали типа шлиц
шарнира
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Одной из важнейших задач современного машиностроеЕшя является повышение надёжности и долговечности элементов машин по критериям прочности при одновременном снижении их металлоёмкости. Увеличение мощностей, скоростей, грузоподъёмности, производительности и других технологических параметров машин и связанный с этим рост локальных напряжений в деталях приводит к тому, что указанную проблему можно решить 2 путями: оптимизацией конструкции деталей и
машиностроительных материалов и, управлением технологическими параметрами состояния поверхностного слоя (ПС) деталей. Причём, резервы повышения несущей способности деталей технологическими способами значительнее, чем использование резервов в сфере конструирования и эксплуатации [62].
В настоящее время, широкое применение в области повышения эксплуатационных свойств деталей получили методы поверхностного пластического деформирования (ППД), которые позволяют при сравнительно низких производственных затратах в несколько раз повысить сопротивление усталости, контактной жёсткости, износостойкости и увеличить тем самым ресурс работы машин. Эффект упрочнения главным образом обусловлен увеличением несущей способности поверхностного слоя за счёт формирования в нём благоприятных остаточных напряжений, увеличения микротвёрдости, глубины наклёпа.
Для получения указанных физико-механических характеристик качества ПС существуют различные методы ППД, которые по виду обрабатывающей среды делятся на методы упрочнения твёрдыми телами и высокоэнергетическими концентрированными потоками энергии. Объектом рассмотрения в данной работе являлись динамические методы ППД твёрдыми телами с полужесткой связью и свободно движущимися частицами рабочей среды. Общим для этих методов ППД является единый механизм формирования поверхностного слоя, при этом функции упрочняемого

Качественно и количественно связь между входными и выходными параметрами рассмотренных модельных подсистем и системы в целом описывается и оценивается с помощью графиков и аналитических зависимостей вида у = /(х), получаемых на основе теоретических и экспериментальных исследований.
Исходные данные для проектирования ТС ППД можно разделить на внешние, задаваемые конструктором в качестве ограничивающих факторов, которые технолог использует в начале проектирования (на рис.2.3 показаны в виде сплошных линий) и внутренние - возникаемые в процессе проектирования (на рис.2.3 показаны в виде пунктирных линий).
К внешним исходным данным относятся:
- форма и размеры поверхностей (участков) упрочнения, их взаимное расположение, требования к выходным показателям точности размеров и взаимного расположения поверхностей, а также шероховатости поверхности;
- исходные геометрические и физико-механические параметры поверхностного слоя, полученные на предыдущих операциях;
- требуемые эксплуатационные и физико-механические характеристики качества ПС, которые необходимо обеспечить;
- объём выпуска деталей.
Внутренние исходные данные каждой модели включают в себя выходные параметры моделей, определяющие с первыми взаимосвязь (на рис.2.3 показаны пунктирной линией).
Структурная формализация процесса проектирования ОУ ППД показывает, что определяющим фактором эффективности процессов ППД в обеспечении требуемых эксплуатационных свойств деталей является выбор метода ППД и схемы упрочнения детали.
Для решения этой задачи технологу необходимо знать, какие поверхности требуется упрочнить, с целью повышения эксплуатационных свойств детали, и какие требования устанавливаются к ним в