Разработка теоретико-экспериментального метода трибодиагностики и способа повышения износостойкости сменного инструмента волочильных станов

• Автор: Семенова, Ольга Викторовна
• Шифр специальности: 05.02.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Магнитогорск
• Количество страниц: 137 с. : ил.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА КАЧЕСТВА И НАДЕЖНОСТИ ВОЛОЧИЛЬНОГО ИНСТРУМЕНТА
1.1. Анализ влияния параметров технологического процесса изготовления на качество волочильного инструмента
1.1.1 Анализ существующей нормативной документации на волочильный инструмент
1.1.2 Оценка типового технологического процесса изготовления волочильного инструмента
1.1.3 Оборудование для реализации современных технологий
1.2 Анализ известных моделей изнашивания поверхностей трения изделий с использованием показателей интенсивности изнашивания
1.3 Анализ показателей относительной износостойкости материалов
1.4 Выводы, цель и задачи исследования
2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ИЗНАШИВАНИЯ ВОЛОЧИЛЬНОГО ИНСТРУМЕНТА И ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПОВЫШЕНИЯ РЕСУРСА ЕГО РАБОТЫ
2.1 Разработка математической модели процесса изнашивания волочильного инструмента
2.1.1 Основное уравнение изнашивания волочильного инструмента
2.1.2 Оценка мощности сил трения скольжения в очаге деформации
2.1.3 Экспериментально-аналитическое определение энергетической интенсивности изнашивания стандартного волочильного инструмента
2.2 Трибодиагностика стандартного волочильного инструмента и оценка технического ресурса его работы
2.3 Оценка влияешя изменения выходных параметров (ВП) волочильного инструмента па энергетическую интенсивность изнашивания и её определение для планируемых значений ВП
2.4 Теоретические исследования влияния параметров процесса волочения на износ технологического инструмента

2.5 Выводы
3. РАЗРАБОТКА НОВОЙ ВГД-АЭВ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ ВОЛОЧИЛЬНОГО ИНСТРУМЕНТА С УЛУЧШЕННЫМИ ПОКАЗАТЕЛЯМИ КАЧЕСТВА
3.1 Исследование микроструктуры и физико-механических характеристик серийных твердосплавных волок
3.2 Создание технологии изготовления волок-заготовок методом высоких
гидростатических давлений
3.3. Разработка технологии чистовой операции алмазного электролитического выглаживания волочильного инструмента
3.3.1 Суть технологической операции выглаживания и выбор рациональных
режимов обработки
3.3.2.Разработка технологического инструмента для АЭВ
3.4 Обобщенная схема ВГД-АЭВ технологии
3.5 Выводы
4. ПРОМЫШЛЕННАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ
4.1. Организация и проектирование промышленного участка для производства волок-заготовок
4.2 Разработка и изготовление оборудования ВГД-АЭВ технологии
4.3 Анализ эксплуатационных характеристик нового волочильного инструмента и разработка методики рационального его использования
4.4 Технико-экономическая экспертиза
4.5 Выводы
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ

Потребители и промышленное производство традиционно предъявляют жесткие требования к уровню качественных показателей технологического инструмента. В частности, повышение срока службы волочильного инструмента, как основного показателя его надежности, относится к числу важнейших проблем современного проволочного производства. Физическое старение (изнашивание, усталостное выкрашивание, ухудшение микрогеометрии, окисление и др.) рабочей поверхности волочильного инструмента лимитируют длительность его нормальной эксплуатации и приводят к изменению качества выпускаемой продукции. Затраты на ремонт и на изготовление нового инструмента составляют одну из существенных статей бюджетного расхода.
Волочильный инструмент относится к промышленной продукции второго класса как продукция, расходующая свой ресурс (согласно классификации промышленной продукции по ОК 005-93 и РД 50-149-79 [1]). При этом продукция используется до технического износа. Причиной более 90% всех отказов технологического инструмента для производства проволоки является износ рабочей поверхности вследствие её фрикционного взаимодействия с заготовкой в очаге деформации. На трение в очаге деформации при волочении расходуется примерно 30-50% механической энергии [2].
Волочильный инструмент для производства проволоки, общий период выпуска которого по ГОСТ 9453-75 как продукции, составляет 30 лет, претерпел техническое и моральное старение. Кроме того, устаревшие технология его изготовления и оборудование не обеспечивают стабильности качественных показателей [3]. Следовательно, разработка принципиально нового волочильного инструмента повышенной надежности, технологии и оборудования для его изготовления, па основе современных научно-технических достижений является актуальной задачей, решение которой рассматривается в данной работе.
Повышение качества инструмента в работе обеспечивается за счет повышения его износостойкости - основного показателя эксплуатационной (трибологической) надежности [4].
рования в работе была создана методика построения типовых номограмм (рис. 2.3) оценки износа волок различной интенсивности изнашивания их поверхности в функции наиболее значимых параметров волочения для заданного в маршруте перехода.

ПРИМЕРЫ:
Исходные данные: дисх=3,1 мм; с1о=2,25 мм; (11=2,04 мм; Стать 70 ю
а=6 град; У=2 м/с; [=0,1;
Ь=0; т=16 г. §

/. По стрелкам 1-6: Ц
Мсер=40 мкм; •§
2. По стрелкам 1...5-7: ш
Ми1=18 мкм; /£.
3. По стрелкам 1...5-8 Адфакт=14 мкм;
17= 3,510 ~'° 7=2,7110 -'° 7=1,2640 -><>
Рис. 2.3 Типовая номограмма для определения износа волок Каждая номограмма является графической интерпретацией приближенного решения основного уравнения изнашивания с использованием алгоритма расчета мощности сил трения (прил. А) математической модели (2.2)-(2.8).
При работе с номограммой исследуется влияние на величину ожидаемого износа инструмента при волочении заготовки заданных размеров и механических свойств в одном переходе изменения полуугла волоки а, скорости волочения V, коэффициента трения /, массы заготовки т, и энергетической интенсивности изнашивания
О)