Разработка процесса и оборудования для стабилизации свойств поверхностного слоя при упрочнении с наложением тока

• Автор: Газизуллин, Рустем Мирбатович
• Шифр специальности: 05.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 130 с. : ил.

1 Технология и оборудование для механического упрочнения

1.1 Область использования

1.2 Технологические схемы и возможности комбинированного упрочнения

1.3 Моделирование процессов упрочнения

1.4 Оборудование для упрочнения

Анализ состояния вопроса и постановка задач исследования

2 Методика решения поставленных задач

2.1 Научные гипотезы

2.2 Разработка нового способа стабилизации характеристик поверхностного слоя

2.3 Экспериментальное оборудование и рабочая среда

Выводы
3 Моделирование комбинированного процесса упрочнения
3.1 Физическая модель
3.2 Математическое описание процесса комбинированного упрочнения
3.3 Численные решения модели для типовых технологических приложений
Выводы
4 Влияние технологических режимов комбинированного упрочнения
на эксплуатационные показатели изделий
4.1 Определение величины и анализ остаточных напряжений
4.2 Стабилизация степени наклепа в предлагаемом варианте упрочнения

4.3 Снижение шероховатости и влияние этого параметра на усталостную прочность материалов
4.4 Обеспечение размерного съема материала при использовании
комбинированного процесса
Выводы
5 Использование результатов в машиностроении
5.1 Технологические требования
5.2 Технологические режимы
5.3 Оборудование
5.4 Внедрение результатов в производство
5.5 Перспективы применения комбинированного процесса
Выводы
Основные результаты и выводы
Список использованных источников
Приложение А Текст программы по расчету характеристик движения гранул рабочей среды

Актуальность темы. Опыт использования механического упрочнения изделий однозначно показал, что для достижения высоких эксплуатационных показателей деталей требуется получить стабильный расчетный наклеп и низкую шероховатость поверхностного слоя. Однако с повышением интенсивности воздействия гранул на обрабатываемую поверхность возрастает шероховатость, что снижает усталостную прочность материала детали. Продукты обработки периодически осаждаются на гранулы и изменяют контактные силы при упрочнении, а следовательно нарушают стабильность наклепа. Все известные способы механического упрочнения не позволяют стабилизировать в оптимальном (достаточно узком) диапазоне степень наклепа и поддерживать низкую высоту неровностей обработанного поверхностного слоя. Решение этих вопросов требует использования комбинированных видов воздействия, где наряду с механическим упрочнением гранулами со стабильными свойствами поверхностного слоя накладывают электрическое поле, обеспечивающее протекание анодного растворения микронеровностей на поверхностном слое заготовки и активную очистку гранул от продуктов обработки.
В доступной литературе не содержится сведений об использовании катодного и анодного процесса для очистки рабочей среды и снижения шероховатости, хотя такое направление исследований является одним из перспективных для повышения эксплуатационных свойств изделий, подвергаемых упрочнению. Положительные результаты работы позволяют создать новые способы и оборудование для получения деталей с требуемым качеством поверхностного слоя и с высокими механическими характеристиками материала, обеспечивающими создание конкурентоспособных машин и механизмов.
Такое направление исследований соответствует современным тенденциям развития отечественного машиностроения и способствует завоеванию приоритетных позиций на мировых рынках наукоемкой продукции.
Работа выполнялась в соответствии с научными направлениями АТН РФ "Развитие новых высоких промышленных технологий на 1995-2000 и 2000-2010 годы", а
Наиболее подходящей является круглая гранула (рис. 3.1, а), где при любом способе нанесения жидкости формируется равномерная пленка, что способствует стабилизации процесса упрочнения.
Многогранные гранулы (рис. 3.1, б) не позволяют получать на гранях постоянный слой жидкости, поэтому их использование при комбинированном упрочнении ограничено. Попытки изменить вязкость жидкого слоя или добавить в жидкость поверхностно-активные вещества не привели к успеху.
II. Подача электрического поля на гранулы (рис. 3.2).
Рис. 3.2 - Подача электрического поля на гранулы (1)
2 - жидкий слой; 3 - электрод
Полярность тока может быть прямой, когда на электрод 3 (рис. 3.2) подается отрицательный полюс, или изменяющейся (переменный ток), когда электрод 3 выполняет роль анода или катода.
III. Придание гранулам рабочих движений (вибрации, струйной подачи) (рис.
3.3).