Повышение качества тонкостенных дисков при обработке точением на основе управления остаточными деформациями

• Автор: Васильев, Дмитрий Борисович
• Шифр специальности: 05.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 138 с. : ил.

тонкостенных изделий при обработке лезвийным инструментом

остаточных деформаций при обработке точением тонкостенных изделий с учетом технологической наследственности
1.3. Современные подходы к решению задач управления 29 качеством обработки с учетом характеристик технологической системы и методов диагностирования свойств поверхностного слоя изделия

1.4. Цель и задачи исследования

2. Формирование свойств поверхностного слоя тонкостенных 46 изделий при обработке точением
2.1. Экспериментально-расчетное определение технологических 46 остаточных напряжений в поверхностном слое тонкостенных изделий из жаропрочных сплавов
2.2. Деформирующая способность технологических остаточных 57 напряжений при обработке точением тонкостенных дисков сложного поверхностного очертания
2.3. Упрощенная экспериментально-расчетная методика 63 определения остаточных деформаций полотна диска после механической обработки

2.4. Выводы по главе 2

3. Моделирование рациональных условий обработки точением 67 тонкостенных дисков сложного поверхностного очертания из

1.2. Анализ существующих подходов к исследованию

жаропрочных сплавов с учетом требований по качеству поверхностного слоя
3.1. Исследование влияния технологической наследственности 67 на остаточные деформации тонкостенных дисков при их механической обработке
3.2. Управление остаточными деформациями тонкостенных 75 дисков при механической обработке по данным контроля
качества поверхностного слоя
3.3. Моделирование условий обработки тонкостенных дисков с 82 учетом требований по точности и качеству поверхностного слоя
3.4. Выводы по главе 3
4. Экспериментальное исследование условий обработки
тонкостенных дисков сложного поверхностного очертания из жаропрочных сплавов
4.1. Аппаратура и программный комплекс неразрушающего 87 контроля качества поверхностного слоя при обработке точением тонкостенных дисков
4.2. Метрологические характеристики аппаратуры 95 неразрушающего контроля качества поверхностного слоя при обработке точением тонкостенных дисков
4.3. Сопоставительные расчетно-экспериментальные 103 исследования остаточных деформаций при обработке точением тонкостенных дисков
Выводы по главе 4
Результаты и выводы по диссертации
Литература
Приложение

Работоспособность технологических машин различного назначения в значительной степени определяется качеством изготовления деталей [1], причем, повышенные требования предъявляются к маложестким тонкостенным деталям [2], работающим в особо тяжелых условиях эксплуатации. Определяющим здесь является повышение эксплуатационных свойств функциональных поверхностей, работающих в условиях повышенных рабочих нагрузок [2 ... 4]. Одним из основных

факторов, влияющих на условия эффективной эксплуатации рассматриваемых деталей, являются остаточные деформации [5 ... 7], которые существенным образом зависят от температурно-силовых режимов работы [8,9].
Остаточные деформации формируются в результате перераспределения и релаксации остаточных напряжений в металле поверхностного слоя деталей [10]. В современном машиностроении сложилась практика оценки остаточных напряжений методами разрушающего и неразрушающего контроля [8]. Однако известно, что ф износостойкость, усталостная прочность и некоторые другие
эксплуатационные свойства изделия определяются не только величиной остаточных напряжений на поверхности, но и характером их распределения в металле поверхностного слоя [5,11,12]. Это требует формирования новых подходов к формообразованию остаточных напряжений в металле поверхностного слоя изделий с учетом особенностей технологических систем механической обработки.
Данная проблема является особенно актуальной при изготовлении деталей типа тонкостенных дисков для авиационных двигателей и энергетических машин [2,4]. Высокие стоимость и требования к

где 1(Ь) - деформирующая способность механических напряжений, в том числе и технологических остаточных напряжений, в слое металла толщиной Ь. Соотношение между величинами Луиь и 1(Ь) дается
соотношением
Дуср.„(Ь) = Ка^. (2.10)
Измерив величину АуСр и (^) , далее можно определить
деформирующую способность Ь-слоя
И • Дусп и (Ь)
ВД= (2.11)
и среднюю величину отклонения механических напряжений в Ь-слое
,1Ч АУпз.ь(Ь)
А^м.ь(Ь) = — • (2.12)
К<т
Величина ЛСТд.ьО1) представляет собой относительную
количественную меру, характеризующую состояние Ь-слоя фго объекта в некоторый момент времени. Соответственно относительный метод АФЧХ-тестирования, характеризующий отклонение фго объекта от базового значения может быть условно назван «технологическим» относительным методом. При использовании этого метода изменение средней электрической проводимости фго объекта (образца) Ду^.н(Ь) равно
АУсР.Ь №) = У0)сР.Ь (Ь) - у (0)ср.Ь (Ь), (2.13)
где у0)®.ь(Ь) - средняя электрическая проводимость Ь-слоя фго
измеряемого объекта (образца); у(0)м.ь(Ь) - средняя электрическая
проводимость Ь-слоя базового объекта (образца).
Относительный метод АФЧХ-тестирования, характеризующий отклонение состояния Ь-слоя объекта в данный момент времени I от значения в начальный момент времени ^ может быть условно назван