Повышение эффективности процесса резания сталей перлитного и аустенитного класса путем использования предварительного пластического деформирования

• Автор: Крайнев, Дмитрий Вадимович
• Шифр специальности: 05.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 167 с. : ил.

Глава 1. Обзор литературных данных и постановка задач исследования

-1.1. Анализ существующих методов повышения обрабатываемости сталей и сплавов и повышения износостойкости инструмента

1.2. Анализ метода обработки деталей резанием с

предварительным пластическим деформированием

1.3. Постановка задач исследования

Глава 2. Методика проведения исследования

2.1. Экспериментальная установка

2.2. Инструментальные и обрабатываемые материалы

2.3. Методика применения опережающего пластического деформирования

2.4. Методика исследования контактных процессов при резании

Глава 3. Исследование закономерностей пластического

деформирования сталей и сплавов
3.1. Исследование деформированного состояния
поверхностного слоя детали
3.2. Определение режимов предварительного
пластического деформирования
3.3. Выводы
Глава 4. Особенности процесса резания сталей
с предварительным пластическим деформированием
4.1. Особенности процесса резания сталей перлитного класса с предварительным пластическим
деформированием
4.2. Особенности процесса резания сталей аустенитного класса с предварительным пластическим
деформированием
4.3. Выводы
Глава 5. Исследование закономерностей износа инструмента и
формирования микропрофиля обработанной поверхности при
резании с предварительным пластическим деформированием
5.1. Факторы, влияющие на
износостойкость инструмента
5.2. Закономерности износа инструмента при резании с Предварительным пластическим деформированием
5.3. Формирование микропрофиля обработанной поверхности
с предварительным пластическим деформированием
5.3. Практические рекомендации по использованию рациональных режимов предварительного пластического деформирования с целью повышения износостойкости режущего инструмента и снижению шероховатости обработанной поверхности
5.4. Выводы
Выводы по работе
Список использованной литературы

Повышение требований к эксплуатационной стойкости и надежности деталей машин вызывает необходимость появления новых конструкционных материалов, что, в свою очередь, требует и совершенствования методов их получения, создания и разработки методов повышения эффективности процессов механической обработки, интенсификации процесса резания, повышения стойкости инструмента, производительности производства и качества поверхности обрабатываемых деталей.
Так, вопросами повышения эффективности процесса резания и неразрывно с ним связанной проблемой исследования механизмов и закономерностей контактного взаимодействия инструмента и обрабатываемого материала занимались такие ученые, как Зорев Н. Н., Бобров В. Ф., Резников А. Н., Подураев В. Н, Камалов В. С., Талантов Н. В. и многие другие.
В настоящее время существует значительное количество методик и способов совершенствования операций механической обработки и ее оптимизации, направленных на решение этой задачи.
Необходимость усовершенствования эффективности процессов механической обработки, повышения качества поверхности и точности выпускаемых деталей требует создания новых и совершенствования существующих технологических методов. При этом особое внимание придается методам чистовой обработки, которые наряду с высокой производительностью должны обладать технологической простотой и универсальностью.
Кроме того, современные технологические приемы должны иметь под собой четкую научную и практическую базу, что позволило бы максимально надежно и эффективно использовать возможности механических производств.
В данной работе исследуется способ повышения обрабатываемости сталей аустенитного и перлитного классов путем использования предварительного пластического деформирования при получистовом и чистовом точении.
В работе [120] приводятся результаты исследований рентгеновским методом остаточных образцов по сечению стальных образцов (до 0,85 % С). Было показано, что действующие напряжения по поверхности образца после прохождения площадки текучести всегда меньше, чем среднее напряжение всего образца и с увеличением степени деформации увеличивается уровень остаточных напряжений в поверхностном слое.
В работе [123] образование упрочненного слоя объясняется взаимодействием дислокаций со ступеньками скольжения, которые под нагрузкой действуют как концентраторы напряжений. Взаимодействие дислокаций, приближающихся к поверхности, с очагами высоких напряжений создает барьерный эффект, который, в свою очередь, увеличивает вероятность процесса поперечного скольжения винтовых дислокаций, что также усиливает барьерное действие приповерхностного слоя. В работе [118] образование более прочного поверхностного слоя объясняется именно с позиций протекания преимущественного процесса поперечного скольжения винтовых дислокаций вблизи свободной поверхности и образования ими поверхностных ступенек, ограничивающих дальнейшее движение винтовых дислокаций.
Непосредственно измерением плотности дислокаций вблизи поверхности и в объеме материала [95-97, 119-121] было обнаружено, что после деформации в поверхностных слоях плотность дислокаций более высокая, чем внутри. Было показано также наличие градиента плотности дислокаций при продвижении послойным стравливанием от поверхности вглубь материала. Тем самым была подтверждена гипотеза об образовании упрочненного поверхностного слоя при деформировании материалов.
Обобщая все вышесказанное, можно выделить следующие основные причины, которые ответственны за пластическое течение в поверхностных слоях.
1. Повышенная концентрация легкодействующих гомогенных источников типа источника Фишера, а также гетерогенных источников образования дислокаций вблизи поверхности деформируемого твердого тела.