Повышение производительности и качества обработки асимметричных деталей в центробежно-уплотненном потоке свободного абразива

• Автор: Портнов, Сергей Владимирович
• Шифр специальности: 05.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 150 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ:
Введение

1. Состояние проблемы. Цель и задачи исследования

1.1. Современные способы и устройства для обработки деталей в центробежно-уплотненном потоке свободного абразива (ЦУПСА)

1.2. Особенности процесса резания при обработке деталей в ЦУПСА

1.3. Факторы, влияющие на производительность обработки деталей в потоке свободного абразива

1.4. Цель и задачи исследования

2. Исследование процесса обработки асимметричных деталей в ЦУПСА.

2.1. Центробежно-силовое поле и его использование для получения ЦУПСА в поле земного тяготения
2.2. Основные закономерности обтекания влажно-сыпучим потоком свободного абразива твердых асимметричных тел
2.3. Интенсификация процесса обработки асимметричных деталей с использованием ЦУПСА
2.4. Выводы по главе
3. Экспериментальные исследования процесса финишной обработки асимметричных деталей в ЦУПСА
3.1. Экспериментальная установка. Методики проведения исследований
3.2. Результаты сопоставительных расчетных и экспериментальных исследований
3.3. Обеспечение качества обработки асимметричных деталей в ЦУПСА при широком варьировании параметров
3.4. Выводы по главе
4. Новые устройства для обработки асимметричных деталей в ЦУПСА

4.1. Принцип действия, особенности конструкции устройств для обработки асимметричных деталей в ЦУПСА
4.2. Энергетические затраты при использовании нового устройства
4.3. Технологические рекомендации по обработке асимметричных деталей в ЦУПСА с применением новых устройств
4.4. Выводы по главе
Общие выводы и заключения по диссертации
Список литературы
Приложение

ВВЕДЕНИЕ
В современном машиностроении наряду с совершенствованием уже существующих технологических процессов и методов обработки деталей, разрабатываются новые, более высокопроизводительные методы, позволяющие значительно расширить класс обрабатываемых деталей, при соблюдении всех требований к точности изготовления, но отличающиеся простотой и надежностью конструкции машин, на которых они реализуются.
Известно, что долговечность работы деталей определяется не только материалом, из которого они изготовлены, но также свойствами и состоянием их поверхностного слоя. Изготовление деталей из одного и того же материала, но по различной технологии и режимам, приводит к значительному колебанию состояния их поверхностного слоя. При этом долговечность работы таких деталей может меняться в несколько десятков раз. Все это свидетельствует о большом значении финишных методов обработки в технологическом процессе изготовления деталей.
При этом особенно актуальными являются вопросы совершенствования финишной обработки деталей, имеющих сложную геометрию поверхности, так как несмотря на многообразие способов обработки, изготовление таких деталей с требуемой шероховатостью поверхности приводит к значительным материальным затратам из-за наличия больших технологических трудностей.
Одним из возможных путей решения этой проблемы является применение на финишных операциях установок, в которых заложен принцип обработки изделий уплотненным потоком свободного абразива. Уплотнение абразива происходит под действием центробежных сил, а сам процесс обработки происходит в результате контактирования поверхности обрабатываемой детали с уплотненным абразивным потоком в результате их относительного перемещения.

ность. Так, сжимающие остаточные напряжения повышают усталостную прочность в большей степени, чем такие же по величине растягивающие остаточные напряжения понижают ее. Приведенные данные свидетельствуют о том, что получаемые в поверхностном слое деталей при обработке сжимающие остаточные напряжения могут значительно повысить предел выносливости деталей и их качество. В связи с этим, технологические процессы, обеспечивающие получение сжимающих остаточных напряжений, более предпочтительны. Исследования остаточных напряжений после обработки уплотненным потоком представлены в работе [2]. В качестве материала использовалась сталь 45, термообработанная также как при исследованиях наклепа.
Измерение остаточных напряжений после обработки рассматриваемым способом показало, что в поверхностном слое формируются сжимающие остаточные напряжения. Величина их у поверхности колебалась от 40 до 50 кг/мм2, а на глубине 15...20 мкм сжимающие остаточные напряжения переходили в незначительные растягивающие. Низкотемпературное протекание процесса обработки уплотненным потоком свободного абразива дает основание предположить, что фазовых превращений в поверхностном слое не происходит. Многочисленные эксперименты [2] подтвердили это, и случаев прижога на поверхности деталей после обработки не наблюдалось. Следовательно, остаточные напряжения в данном способе формируются только под действием силового фактора, т.е. пластических деформаций.
На остаточные напряжения в поверхностном слое оказывают влияние режимы обработки и зернистость абразива. Изменение режимов, ведущее к увеличению интенсивности абразивного воздействия, приводит к возрастанию сжимающих остаточных напряжений, но при всех изменениях режимов обработки в поверхностном слое обрабатываемых деталей формируются только сжимающие остаточные напряжения, что говорит об устойчивости процесса. Поверхностный слой деталей, обработанный по рассматриваемому способу,