Исследование влияния геометрических параметров деформирующих роликов на качество поверхностного слоя при обработке поверхностным пластическим деформированием

• Автор: Мартыненко, Ольга Владимировна
• Шифр специальности: 05.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 178 с. : ил

Содержание

Введение
Глава 1. Состояние вопроса и задачи исследования

1.1. Взаимосвязь конструктивно-технологических параметров и показателей качества поверхностного слоя при ППД роликами
1.2. Методы решения упругопластической контактной задачи и определения геометрических параметров контактной зоны при обработке роликами произвольной конфигурации
1.3. Физико-механические процессы в зоне контакта при обработ-
Глава 2. Исследование физико-механических явлений и напряженного состояния в зоне контакта
2.1. Определение пластического течения металла при упругопластическом деформировании поверхности ролика произвольной конфигурации
2.2. Взаимосвязь напряженного состояния в зоне контакта с кинематикой точек деформируемой поверхности
2.3. Определение формы и размеров деформирующих роликов по заданной форме и размерам контакта
2.4. Влияние напряженного состояния в контактной зоне на глубину упрочнения
2.5. Тепловые потоки и температура в зоне контакта при ППД 69 Выводы по 2 главе
Глава 3. Исследование влияния физико-механических явлений в контактной зоне на качество поверхностного слоя
3.1. Анализ геометрических соотношений контактной зоны при обработке деталей различными типами роликов
3.2. Особенности упругопластического течения металла в контактной зоне
3.3. Влияние геометрических параметров деформирующих роликов и контактной зоны на усилие деформирования
3.4. Влияние геометрических параметров деформирующих роликов на глубину упочнения
3.5. Влияние режимов обработки и геометрии деформирующих роликов на температуру в зоне контакта
ке ППД Выводы по 1 главе

Выводы по 3 главе
Глава 4. Экспериментальные исследования физикомеханических явлений в контактной зоне и качества поверхностного слоя при ППД роликами
4.1. Обоснование методики исследования физико-механических явлений в контактной зоне
4.2. Экспериментальное исследование геометрических параметров контактной зоны
4.3. Экспериментальное исследование глубины упрочнения при ППД роликами
4.4. Исследование влияния геометрических параметров деформирующих роликов на глубину упрочнения методом многофактор- 121 ного планирования эксперимента
4.5. Экспериментальные исследования микрогеометрии поверхностного слоя после обработки ППД роликами
Выводы по 4 главе
Глава 5. Практическая реализация результатов исследований
5.1. Общие положения 13
5.2. Особенности выбора геометрических параметров деформирующих роликов
5.3. Алгоритм расчета геометрических параметров деформирующих роликов, усилие деформирования, температуры и глубины упрочнения
5.4. Методика автоматизированного расчета конструктивнотехнологических параметров обработки ППД роликами
Выводы по 5 главе
Общие выводы
Список литературы
Приложения

Введение
В условиях современного научно-технического прогресса одной из важнейших задач в области машиностроения является повышение надежности и долговечности деталей машин. Ее решение тесным образом связано с вопросами обеспечения их качества деталей машин.
От качества поверхностного слоя деталей зависят эксплуатационные свойства - сопротивление усталостному разрушению, износостойкость, коррозионная стойкость и др. Оптимальной, с точки зрения обеспечения необходимых эксплуатационных свойств деталей является поверхность, имеющая достаточную твердость, сжимающие остаточные напряжения, мелкодисперсную структуру, сглаженную форму микронеровностей с большой площадью опорной поверхности и низкой шероховатостью.
Одним из самых прогрессивных, экономических и производительных методов, при котором достигаются данные показатели качества поверхностного слоя, является отделочная обработка поверхностным пластическим деформированием (ППД) роликами. Изучению процесса ППД посвящены работы многих отечественных и зарубежных авторов. К ним относятся: работы Г.М. Азаревича, И.В. Кудрявцева, П.Г. Алексеева, В.М. Браславского, М.М. Жасимова, Д.Д. Папшева, А.Г. Суслова, С.Г. Хейфеца, Ю.Г. Проскурякова, М.С. Дрозда, Ю.И. Сидякина, Ю.Г. Шнейдера и др.
Несмотря на большое количество работ и в связи с чрезвычайной сложностью протекания процесса исследования, посвященные ППД роликами, не раскрывают в полной мере физической сущности явлений происходящих в контактной зоне, а полученные теоретические решения, для определения некоторых показателей качества обработанной поверхности дают отклонения с экспериментальными данными, или имеют разрозненный характер, затрудняющий выбор конструктивных параметров и режимов обработки, за счет которых достигается заданное качество поверхно-

дования тангенциальных и осевых остаточных напряжений использовали методы Б.А. Кравченко и H.H. Давиденкова [26, 43]. Остаточные тангенциальные напряжения (GT) в рассматриваемом слое определялись как сумма трех составляющих
Gr=Grl+ Gt2+ Gt3 (1.28)
где: GTi - напряжение, снимаемое в момент разрезки кольца по образующей;
Gr2 - напряжение, снимаемое при его удалении;
GT3 - напряжение, снимаемое при удалении всех предыдущих слов.
Анализируя результаты исследований, следует отметить, что не всегда имеется спад остаточных напряжений на поверхности или максимум под этой поверхностью, что объясняют влиянием поверхностных температурных напряжений [79]. Можно предположить, что в образовании максимума напряжений под поверхностью основную роль играет упругое восстановление поверхностного слоя. Механизм формирования остаточных напряжений следует рассматривать как приблизительную схему взаимодействия деформационных и тепловых процессов, происходящих при ППД. При обкатывании каждый участок поверхностного слоя подвергается многократному деформированию, приводящему всякий раз к дополнительному упрочнению и повышению температуры. Глубина залеганий остаточных напряжений во всех случаях превышает толщину наклепанного слоя и находится с ним в соотношении 1,1 - 1,3 [37]. На величину и глубину залегания остаточных напряжений оказывает влияние усилие деформирования, подача инструмента, размеры деформирующего инструмента, диаметр детали, число проходов, материал детали.
1.3.3. Проскальзывание в контактной зоне
В настоящее время считается установленным, что при качении одного тела относительно другого на поверхности контакта возникает проскальзывание, которое существенно влияет на формирование качества поверхностного слоя.