Повышение качества поверхностного слоя изделий из низкоуглеродистых легированных сталей методом ультразвуковой финишной обработки

• Автор: Обловацкая, Наталья Сергеевна
• Шифр специальности: 05.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Северодвинск
• Количество страниц: 136 с. : ил.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ФАКТОРОВ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ КАЧЕСТВО ПОВЕРХНОСТИ ИЗДЕЛИЙ МАШИНОСТРОЕНИЯ
1Л Выбор критериев качества обработанной поверхности
1.1.1 Геометрические показатели как критерии качества
поверхности
1.1.2 Параметры, определяющие физико-механические свойства поверхности
1.2 Анализ факторов, определяющих качество поверхности
при различных видах обработки
1.3 Постановка цели и задачи исследования
ГЛАВА 2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ИССЛЕДУЕМЫХ ПРОЦЕССОВ
2.1 Модель процесса деформирования микронеровностей
2.2 Модель влияние глубины и геометрии индентора на
качество обработанной поверхности
2.3 Амплитуда колебаний индентора
2.4 Выводы по главе
ГЛАВА 3. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
3.1 Описание экспериментальной технологической системы
для ультразвуковой финишной обработки
3.2 Методика определения выходных характеристик
экспериментальной установки
3.3 Методика выбора режимов обработки
3.4 Методика определения показателей качества поверхности
3.4.1 Методика определения изменения шероховатости поверхности заготовки, обработанной резанием
3.4.2 Методика определения шероховатости поверхности
3.5 Методика определения жесткости технологической
системы
3.5.1 Методика исследования влияния электро-акустических параметров ультразвуковой системы, статического усилия прижима и геометрии индентора на глубину внедрения
3.5.2 Динамическая глубина внедрения
3.5.3 Методика расчета амплитуды колебаний индентора
3.5.4 Определение влияния статической глубины внедрения индентора и его геометрии на качество поверхности
3.6 Разработка плана эксперимента
3.7 Выводы по главе
ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
4.1 Результаты исследования режимов обработки
4.2 Влияние статической глубины внедрения индентора и его
геометрии на качество поверхностного слоя
4.3 Анализ результатов исследований
4.4 Вывод коэффициента для математической модели
4.5 Влияние геометрии индентора на глубину внедрения
4.6 Зависимость амплитуды колебаний индентора от
статического усилия прижима
4.7 Практические рекомендации
4.8 Расчет экономической эффективности при внедрении
операции ультразвуковой технологической обработки в технологический процесс изготовления детали
4.9 Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ЗАВИСИМОСТИ ШЕРОХОВАТОСТИ ПОВЕРХНОСТИ ОТ ВЗАИМНОГО ВЛИЯНИЯ ПАРАМЕТРОВ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ФИНИШНОЙ ОБРАБОТКИ
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ПРОГРАММА ДЛЯ РАСЧЁТА АМПЛИТУДЫ КОЛЕБАНИЙ ИНДЕНТОРА НА ОСНОВАНИИ ОПЫТНЫХ ДАННЫХ
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. РЕЗУЛЬТАТ ИНТЕГРИРОВАНИЯ ФОРМУЛЫ ДЛЯ РАСЧЁТА ПЛОЩАДИ КОНТАКТА ИНДЕНТОРА И ЗАГОТОВКИ
ПРИЛОЖЕНИЕ 4. АЛГОРИТМ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
ПРИЛОЖЕНИЕ 5. ЗАВИСИМОСТЬ ШЕРОХОВАТОСТИ ПОВЕРХНОСТИ, ПОЛУЧАЕМОЙ ПОСЛЕ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ОБРАБОТКИ, ОТ ИСХОДНОЙ ШЕРОХОВАТОСТИ И ДИНАМИЧЕСКОЙ ГЛУБИНЫ ВНЕДРЕНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ 6. ЗАВИСИМОСТИ ШЕРОХОВАТОСТИ ПОВЕРХНОСТИ ОТ РЕЖИМОВ УЛЬТРАЗВУКОВОГО ВЫГЛАЖИВАНИЯ ДЛЯ СТАЛИ 20Х1М1Ф1ТР
ПРИЛОЖЕНИЕ 7. ЗАВИСИМОСТИ ШЕРОХОВАТОСТИ ПОВЕРХНОСТИ ОТ РЕЖИМОВ УЛЬТРАЗВУКОВОГО ВЫГЛАЖИВАНИЯ ДЛЯ СТАЛИ 17Х18Н9
ПРИЛОЖЕНИЕ 8. ПОВЕРХНОСТИ ОТКЛИКА ПРИ N = 132ВТ, 120Н

ПРИЛОЖЕНИЕ 9. АКТ ВНЕДРЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ НИР В УЧЕБНЫЙ ПРОЦЕСС
ПРИЛОЖЕНИЕ 10. АКТ ВНЕДРЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ НИР НА ПРЕДПРИЯТИИ НТЦ «БАЗИС»
ПРИЛОЖЕНИЕ 11. АКТ ВНЕДРЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ НИР НА ПРЕДПРИЯТИИ ООО «ЭНЕРГОБУМСТРОЙ»

Основываясь на проведенном анализе опыта предыдущих исследований [37, 22], литературных источниках [20, 23,25, 26] и, опираясь на ряд проведенных опытов, определялись диапазоны режимов обработки (табл.3.2).
Таблица 3.2 Диапазоны режимов обработки
Марка стали Усилие прижима Р, Н Подача Б, мм/об Частота вращения п, мин'1 Мощность генератора N
20Х1М1Ф1ТР 80...160 0,05...0,125 63...125
17Х18Н9 оо о Оч О 0,04...0,2 125...710
Выбор нижнего значения усилия прижима индентора к обрабатываемой поверхности определялся экспериментально. Было установлено, что при значении усилия прижима < 20Н приложение нагрузки не приводило к необходимому уменьшению высоты микронеровностей, а верхнее значение ограничено возможностями индентора. Крайние значения мощности генератора ограничены возможностями генератора, кроме того, на первой ступени не наблюдалось значительных изменений шероховатости поверхности, поэтому первая часть эксперимента проводилась со второй ступени. Значение подачи ограничивалось по следующим соображениям: при Б < 0,04мм/об качество поверхности ухудшалось вследствие большой кратности приложения нагрузки, а также снижалась производительность, при Б > 0,2мм/об не происходило перекрытие следов инструмента. Число оборотов шпинделя станка: нижнее значение ограничено по критерию производительности, а верхнее в связи с возникновением вибраций и микрорезания, а, следовательно, ухудшения качества поверхности.
3.3 Методика выбора режимов обработки
Как свидетельствует опыт машиностроительных предприятий, определенный интерес представляет оценка влияния различных факторов, возникающих при обработке деталей, на эксплуатационные качества обрабатываемых поверхностей изделий из низкоуглеродистых легированных сталей. Основным объектом исследования в настоящей работе являются детали типа "тела враще-