Формирование остаточных напряжений при нарезании резьбы с наложением ультразвуковых колебаний

• Автор: Ромашкина, Оксана Викторовна
• Шифр специальности: 05.02.08, 01.02.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 125 с. : ил.

1.1 Применение ультразвука при механической обработке

1.2 Применение ультразвука при нарезании резьбы.

1.3 Цель и задачи исследования

Глава 2 Экспериментальное исследование влияния различных видов

ультразвуковых колебаний на качество нарезания резьбы.

2.1 Анализ особенностей процесса нарезания резьбы с наложением

на инструмент ультразвуковых колебаний

2.2 Оборудование для нарезания резьбы с различными по направлению

ультразвуковыми колебаниями

2.3 Обрабатываемые материалы и их основные физикомеханические

характеристики

2.4 Влияние направления ультразвуковых колебаний
на шероховатость обработанной поверхности
2.5 Влияние направления ультразвуковых колебаний на точность резьбы.
2.6 Исследование влияния направления ультразвуковых колебаний на
формирование осевых остаточных напряжений во впадинах резьбы
2.6.1 Методика определения осевых остаточных напряжений во впадинах резьбы.
2.6.2 Результаты экспериментального исследования влияния направления ультразвуковых колебаний на формирование осевых остаточных напряжений в поверхностном слое впадин резьбы
Выводы по главе.
Глава 3 Теоретикоэкспериментальные исследования напряжнно
деформированного состояния поверхностного слоя впадин резьбы, изготовленной с различными по направлению ультразвуковыми колебаниями
3.1 Определение напряжннодеформированного состояния поверхностного слоя во впадинах резьбового образца при обработке
с ультразвуковыми колебаниями
3.1.1 Методика определения напряжннодеформированного состояния в поверхностно упрочненном слое впадины резьбы
3.1.2 Результаты исследования влияния ультразвуковых колебаний на напряжннодеформированное состояние поверхностного слоя
впадин резьбы.
Выводы по главе
Глава 4 Исследование влияния остаточных напряжений, полученных при
ультразвуковом резьбонарезании, на предельную амплитуду цикла нагружения резьбовых деталей
4.1 Прогнозирование предельной амплитуды цикла нагружения резьбовых деталей, эксплуатирующихся с переменными нагрузками
4.1.1 Методика определения предельной амплитуды цикла нагружения резьбовых деталей с учетом остаточных напряжений.
4.1.2 Сравнительные результаты исследования влияния остаточных напряжений на предельную амплитуду цикла нагружения резьбовых деталей, изготовленных с различными по направлению ультразвуковыми колебаниями .
Выводы по главе
Глава 5 Практические рекомендации и внедрение результатов исследования
Основные выводы по работе .
Библиографический список.
Приложение.
ВВЕДЕНИЕ


И. Марковым предложен возможный механизм воздействия ультразвука на процесс резания, основанный на термическом эффекте ультразвука и связанного с ним изменения свойств контактных поверхностей. Им было впервые обнаружено, что введение в зону резания ультразвуковых колебаний приводит к уменьшению вибраций технологической системы и стабилизации процесса резания. На основании глубокого теоретического анализа обширного экспериментального материала А. Всестороннее исследование процесса вибрационного резания отражено в трудах В. Н. Подураева, где показано, что резание с применением ультразвука можно рассматривать как разновидность вибрационного резания, особенностью которого является периодическое изменение скорости резания, значительное уменьшение сил резания, уменьшение сил трения на контактируемых поверхностях в зоне резания, а также стабилизация вибраций всей технологической системы станок приспособление инструмент деталь. Эти особенности процесса приводят к улучшению условий работы инструмента в результате снижения сил резания температуры в зоне резания изменению контактного взаимодействия режущей кромки с обрабатываемой поверхностью, активизации технологической среды и т. Большой вклад в разработку теоретических основ и практическую реализацию ультразвуковой и механической обработки внесли труды. М.С. Нерубая, посвященные исследованию возможного повышения эффективности механической обработки труднообрабатываемых материалов путем применения ультразвука . В результате обобщения результатов комплексного теоретикоэкспериментального исследования, установлены общие закономерности воздействия ультразвука на основные элементы физикохимического механизма процесса, показана эффективность применения ультразвуковых колебаний как при лезвийной, гак и абразивной обработке. Выявлены и изучены общие закономерности формирования поверхностного слоя в условиях ультразвукового резания. Установлено, что различные параметры ультразвуковой обработки оказывают существенное влияние на деформационное упрочнение и остаточные напряжения, возникающие в поверхностном слое. Также установлено снижение шероховатости обработанной поверхности при ультразвуковой механической обработке. Особо отмечена эффективность применения ультразвука при обработке многолезвийным инструментом, в частности, при ультразвуковом нарезании резьбы в жаропрочных, высокопрочных и титановых сплавах. Применение ультразвука при резьбонарезании позволило значительно повысить производительность процесса, работоспособность инструмента, а также качество нарезания резьб. Эффективность ультразвуковой лезвийной обработки впервые была изучена при точении, что позволило обобщить полученные результаты на другие процессы резания. В частности, отмеченные ранее основные особенности воздействия ультразвука, были обнаружены Л. И. Марковым в опытах по точению . При этом изучалось влияние ультразвука на силы и эффективную мощность резания, работоспособность инструмента, точность обработки и ряд других показателей. Этими исследованиями установлено, что применение ультразвука при точении труднообрабатываемых материалов, цветных сплавов и конструкционных сталей способствует снижению составляющих сил резания, особенно при обработке вязких материалов. В этом случае наблюдалось уменьшение сил резания в 38 раз и средней эффективной мощности в 34 раза. Показано также, что наиболее эффективными являются колебания в тангенциальном направлении. Отмечено, что введение в зону резания ультразвуковых колебаний оказывает влияние на качество обработанной поверхности. Например, при точении титановых сплавов с тангенциальными колебаниями микротвердость поверхностного слоя снизилась в 1,5 раза, а шероховатость обработанной поверхности уменьшилась. В работах , , , , приведены данные о влиянии ультразвука на все основные параметры процесса резания, а также и на качественные характеристики поверхностного слоя обрабатываемых деталей. При точении стали ХНВТЮ с наложением на резец ультразвуковых колебаний не только значительно снижается уровень остаточных напряжений, но возможна даже перемена их знака и формирование в поверхностном слое сжимающих остаточных напряжений.