Повышение эффективности ультразвукового выглаживания на станках с ЧПУ на основе управления дислокационно-энергетическим состоянием поверхностного слоя

• Автор: Селиванов, Александр Сергеевич
• Шифр специальности: 05.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Тольятти
• Количество страниц: 174 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА V. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ ТЕХНОЛОГИИ ПОВЕРХНОСТНОГО ПЛАСТИЧЕСКОГО

ДЕФОРМИРОВАНИЯ ВЫГЛАЖИВАНИЕМ.

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Классификация и терминология методов выглаживания

1.2. Основные методы и средства технологического оснащения обработки выглаживанием

1.3. Параметры, процесса ультразвукового выглаживания и их взаимосвязь с показателями эффективности процесса обработки
1.4. Анализ физических процессов, протекающих в поверхностном слое под воздействием дополнительной энергии ультразвуковых колебаний

1.5. Выводы. Цель и задачи исследования

ГЛАВА, 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ФОРМИРОВАНИЯ: ДИСЛОКАЦИОННО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ПОВЕРХНОСТНОГО
СЛОЯ ПРИ УЛЬТРАЗВУКОВОМ ВЫГЛАЖИВАНИИ
2.1. Математическая модель накопления плотности дислокаций в поверхностном слое при ультразвуковом выглаживании
2.1.1. Кинетические уравнения накопления плотности дислокаций в микрообъемах поверхностного слоя в процессе ультразвукового выглаживания
2.1.2. Математическая.1 модель распределения плотности дислокаций по глубине поверхностного слоя
2.2. Математическая модель для расчета микротвердости
2.3. Математическая модель для расчета скрытой энергии пластической деформации
2.4. Уравнение энергетического баланса в зоне обработки
2.5. Выводы

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕХНОЛОГИИ УЛЬТРАЗВУКОВОГО ВЫГЛАЖИВАНИЯ
3.1. Методика экспериментального исследования
ЗЛЛ. Оборудование, инструмент, образцы и режимы обработки 3 Л .2. Методика измерения исследуемых показателей 3 Л .3. Методика испытаний образцов на износостойкость ЗЛЛ. Планирование экспериментов
3.2. Исследование влияния энергии УЗК на дислокационную структуру поверхностного слоя
3.2.1. Проверка адекватности математической модели для расчета плотности дислокаций
3.2.2'. Особенности развития дефектной структуры при выглаживании в условиях воздействия дополнительной энергии УЗ-колебаний
3.3. Исследование влияния энергии УЗК на показатели упрочнения поверхностного слоя
3.3.1. Проверка адекватности математической модели для расчета микротвердости
3.3.2. Исследование влияния УЗ-колебаний на показатели упрочнения поверхностного слоя
3.4. Исследование влияния энергии УЗК на показатели микрогеометрии обработанной поверхности
3.5. Исследование влияния энергии УЗК на износостойкость обработанных образцов
3.6. Выводы
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА СРЕДСТВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОСНАЩЕНИЯ И АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИИ УЛЬТРАЗВУКОВОГО ВЫГЛАЖИВАНИЯ НА СТАНКАХ С ЧГГУ
4.1. Разработка автоматизированного технологического модуля

4.2. Разработка и исследование автоматизированной системы
управления процессом ультразвукового выглаживания
4.3. Практические рекомендации и результаты
по использованию автоматизированного технологического модуля для ультразвукового выглаживания на станках с ЧПУ
4.4. Выводы
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Документы об аккредитации и поверки лабораторного и измерительного оборудования
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Акты внедрения технологии ультразвукового выглаживания. Акты триботехнических испытаний.
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Алгоритм и программное обеспечение технологии ультразвукового выглаживания на токарном станке с ЧПУ ПРИЛОЖЕНИЕ 4. Учебно-методические пособия для практикоориентированного обучения студентов, бакалавров и магистров

ляющую уровень избыточного материала в составе волны и предопределяющего уровень сдвиговой деформации. Последняя, по мнению автора, определяет формирование показателей качества ПС.
Я. И. Барац [14], на основе теплофизического анализа процессов ППД, указал на то, что оптимальное сочетание размеров упругой и пластической зон деформаций в контакте позволяет обеспечить улучшение показателей процесса обработки. Причем он отмечает, что обеспечение такого состояния возможно созданием благоприятной теплосиловой обстановки в контакте инструмента с обрабатываемой поверхностью.
В целом, несмотря на различие в подходах к технологическому обеспечению показателей качества ПС, исследователи объясняют механизм упрочнения при ППД с единой физической точки зрения [84, 87, 117, 141], склоняясь к выводу о значительной роли дефектной структуры в микрообъемах ПС, в частности плотности дислокаций.
Так, Д.Д. Папшев [87] отмечает, что пластическая деформация сопровождается увеличением плотности дислокаций и измельчением блоков. Он установил, что при упрочнении обкатыванием образцов из сталей 14Х2НЗМА и ШХ15, плотность дислокаций Р соответственно возрастает до 3,7-1012 см'2 в стали 14Х2НЗМА и до 9,7-1012 см'2в стале ШХ15 (рис. 1.16). При этом более высокая интенсивность размножения дислокаций имеет место в области низких давлений [87].
При выглаживании наблюдается аналогичная картина, с той лишь разницей, что распространение плотности дислокаций осуществляется на меньшую глубину, чем при обкатывании. Д.Д. Папшев объясняет это тем, что в результате большей контактной поверхности при обкатывании пластическая деформация затрагивает более глубокие слои. Таким образом, можно отметить чувствительность дислокационной структуры к изменению параметров очага деформации и, следовательно, к изменению технологических параметров обработки.