Технологические и трибологические основы повышения эффективности абразивной финишной обработки

• Автор: Мельникова, Елена Павловна
• Шифр специальности: 05.02.08
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 306 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Сущность и технологические возможности финишных методов обработки

1.2. Технологическое действие абразивного инструмента, паст,

СОТС и физико-химические процессы при финишных

методах обработки

1.3. Цель и задачи исследований

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ КОНТАКТНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ АБРАЗИВНОГО ИНСТРУМЕНТА С ОБРАБАТЫВАЕМОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ

2.1. Систематизация теоретических моделей финишных методов

обработки
2.2. Анализ процессов разрушения металлов при взаимодействии с абразивным инструментом
2.3. Математическая модель съема поверхностного слоя детали с учетом реологических характеристик СОТС, обладающей неньютоновскими свойствами
2.4. Математическая модель движения СОТС в контакте «инструмент -деталь»
2.5. Неизотермическое движение СОТС между контактирующими поверхностями инструмента и детали при наличии возмущенного давления
2.6. Математическая модель формирования поверхностного слоя детали
2.7. Расчет времени обработки
2.8. Выводы
3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МЕХАНИЗМА ДЕЙСТВИЯ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИЙ ПРИ ФИНИШНОЙ ОБРАБОТКЕ ПОВЕРХНОСТЕЙ
3.1 Выбор композиции компонентов СОТС для финишной обработки
металлов

3.2. Коллоидно-химические свойства полимерных структур на основе
жидкого стекла
3.3. Методы активации жидкого стекла
3.4. Гидродинамические особенности поведения микромолекул в
приповерхностном слое
3.5. Механизм упрочнения поверхности
3.6. Выводы
4. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ
4.1. Технологическое оборудование
4.2. Приборы и приспособления для экспериментальных исследований
4.3. Выбор материалов для образцов
4.4. Исследование зависимости параметров шероховатости от
процентного содержания компонентов в составе
4.5. Абразивные инструменты и пасты. Состав и характеристики
4.6. СОТС и смазочные материалы
4.7. Определение эксплуатационных показателей абразивных
инструментов
5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПАРАМЕТРОВ ИНСТРУМЕНТОВ, ПАСТ И СОТС, ВЛИЯНИЕ ИХ НА ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ ПРОЦЕССА И КАЧЕСТВО ПОВЕРХНОСТИ
5.1. Влияние жидкого стекла на производительность, качество,
смазочные, антифрикционные и антикоррозионные
свойства обрабатываемых поверхностей
5.2. Влияние СОТС на реологические характеристики СПД
5.3. Влияние характеристик абразивного инструмента, паст и СОТС на съем металла, износ инструмента и шероховатость поверхности
5.3.1. Зернистость абразивного инструмента
5.3.2. Концентрация абразива
5.3.3. Вид связки абразивного инструмента
5.3.4. Твердость абразивного инструмента
5.3.5. Влияние состава СОТС на съем металла, износ инструмента
и шероховатость поверхности
5.3.6. Исследование стабильности эксплуатационных
свойств СОТС

5.4. Влияние времени обработки на съем металла, износ инструмента
и шероховатость поверхности
5.5. Влияние механических свойств обрабатываемого материала на
производительность процесса обработки и качество поверхности
5.6. Исследование эксплуатационных свойств поверхностей, обработанных
с использованием разработанных инструментов, паст и СОТС
5.7. Выводы
6. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ
6.1. Промышленная реализация результатов исследований
6.2. Эффективность использования разработанных составов
инструментов, паст и СОТС
6.2.1. Силикатная СОТС при хонинговании гильз цилиндров двигателя 3M
6.2.2. Притирочный состав на силикатной основе для доводки клапанного сопряжения
6.2.3. Экологически чистые составы абразивных гранул
6.3. Эксплуатационные испытания некоторых типов деталей
6.4. Разработка технологии изготовления абразивного инструмента, паст и СОТС и технологические рекомендации по их использованию
6.4.1. Технология приготовления и утилизация силикатной СОТС
6.4.2. Технология изготовления силикатного притирочного состава
6.4.3. Технология изготовления абразивного инструмента
6.4.4. Технологические рекомендации
6.5. Экономическая эффективность применения разработанных
составов абразивного инструмента, паст и СОТС
6.6. Выводы
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

Таблица 1.3.
Технологические и функциональные свойства СОТС
СОТС Относительны й расход алмазов, мг/г Объем металла за 1 мин. на диаметр, мм Удельная работа износа, кДж/мм3 Критическая нагрузка, Рк(Н) Нагрузка сваривания, Рс(Н)
Керосин 1,20 0,09 6956 450 1260
ОСМ1 0,48 0,18 3456 320 1330
СИНХ06 0,15 0,25 1081 940 1190
Снижение поверхностной энергии твердого тела при деформировании вследствие адсорбции на поверхности молекул ПАВ из жидкой среды происходит по причине уменьшения предела текучести [167]. Поверхностно-активная среда, адсорбируясь на поверхности деформируемого металла, пластифицирует его, что прослеживается при микроидентировании и микроцарапании в разных средах, а также при обработке давлением и резанием [39]. При хонинговании и доводке обрабатываемая поверхность покрыта сетью микротрещин, в устья которых устремляются молекулы ПАВ из СОТС Уменьшенный размер молекул способствует их активной миграции в микротрещины с последующим формированием жидкостного клина, препятствующего смыканию их стенок. По этой причине «большие» по размеру молекулы полимеров в СОТС МХО60, СИНХ06 не могут проникнуть в микротрещины, а, следовательно, способствовать понижению прочности обрабатываемого материала
Сложность изучения процесса финишной обработки, как следует из рассмотренных выше работ, обусловлена одновременным протеканием механических и физико-химических процессов В связи с этим исследователями предпринимались многократные попытки определить комплекс физико-химических свойств СОТС, которые предопределяют их эффективность при обработке. Согласно существующей классификации [183], имеют место смазывающие, смачивающие, проникающие, моющие функциональные свойства СОТС.
Механизм смазывающего действия СОТС осуществляется за счет [25, 121, 183]: - уменьшения реакционной способности образуемых микростружек и предотвращения их адгезионного взаимодействия с абразивным зерном;