Исследование взаимосвязи предела выносливости материала детали с технологическими условиями обработки при шлифовании

• Автор: Урядов, Сергей Анатольевич
• Шифр специальности: 05.02.08, 01.02.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Рыбинск
• Количество страниц: 149 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Условные обозначения

Введение

ГЛАВА 1 Состояние вопроса. Анализ литературных и производственных сведений

1.1.Сведения о деталях авиационных двигателей, окончательно обрабатываемых шлифованием и подверженных ус талостному разрушению
1.2.0бзор научнотехнической литературы и производственных сведений по характеристикам сопротивления усталости деталей. Методы назначения параметров сопротивления усталости и их определения 1.3.Обоснование целесообразности назначения режимов окончательной механической обработки для управления качеством поверхностного слоя при шлифовании деталей газотурбинных двигателей

1.4.Цель и задачи исследования

ГЛАВА 2 Теоретическое обоснование методики определения технологических условий шлифования с целыо обеспечения заданного предела выносливости
2.1 Исходные теоретические положения взаимосвязь условий обработки, параметров качества поверхностного слоя и предела выносливости
2.2. Тепловые процессы в зоне обработки в поверхностном слое обрабатываемой детали и их влияние на формирование характеристик качества поверхностного слоя при шлифовании
2.3 Обоснование зависимости модуля упругости и предела выносливости материала от технологических условий обработки
2.4 Методика расчетного определения предела выносливости материала деталей с учетов технологических условий обработки при шлифовании
2.5 Выводы по главе 2
ГЛАВА 3 Экспериментальное определение взаимосвязи предела выносливости материала деталей и технологических условии ее обработки
3.1 Методика проведения экспериментов
3.2 Определение зависимости предела выносливости материала деталей
от технологических условий обработки при плоском шлифовании
3.3. Определение зависимости предела выносливости материала деталей от технологических условий обработки при глубинном шлифовании
3.4 Выводы по главе 3
ГЛАВА 4 Теоретическое обоснование методики определения технологических условий шлифования с целью обеспечения заданного уровня параметров качества поверхностного слоя детали
4.1 Шероховатость поверхности
4.2 Остаточные напряжения
4.3 Глубина наклепа
4.4 Расчет комплексных зависимостей параметров качества поверхности детали от предела выносливости
4.5 Выводы по главе 4
ГЛАВА 5 Практическое использование результатов исследований
5.1 Рекомендации по назначению технологических условий обработки
с учетом обеспечения заданного предела выносливости
5.2 Методические рекомендации для производства
5.3 Выводы по главе 5
Общие выводы по работе
Список использованных источников


В настоящее время в качестве характеристик сопротивления усталости различными учеными используются предел выносливости, долговечность, различные критерии поврежденности материала детали. Однако, значения этих характеристик при образовании усталостной трещины на разных материалах различно. Таким образом, необходимо получать для каждого материала свою зависимость сопротивления усталости от энергетического критерия или режимов обработки. Нахождение универсальной зависимости между энергетическим критерием процесса обработки Л и пределом выносливости материала деталей является более перспективным и позволит обоснованно назначать режимы обработки и параметры качества поверхностного слоя. Универсальность их зависимостей будет выражаться тем, что величины, входящие в ее состав, будут постоянны для любого сочетания обрабатываемого и инструментального материала. Получение данных зависимостей и разработка алгоритмов назначения требуемых условий обработки и параметров качества поверхностного слоя связано с проведением большого количества усталостных испытаний образцов из различных материалов, предварительно подвергнутых обработке. В процессе обработки рассчитывается критерий А, соответствующий применяемым технологическим условиям. Далее в ходе усталостных испытаний определяется значение предела выносливости групп образцов, обработанных с одинаковыми режимами. Цель работы состоит в определении предела выносливости материала деталей газотурбинных двигателей после механической обработки шлифованием и разработке рекомендаций по назначению режимов обработки для обеспечения заданного предела выносливости. Научная новизна работы установлены теоретикоэкспериментальные зависимости между технологическими условиями обработки и пределом выносливости деталей после обработки шлифованием, а так же между пределом выносливости материала детали и комплексом параметров качества поверхностного слоя. Практическая ценность работы. Выполненная работа позволила разработать методику обеспечения требуемой величины предела выносливости при плоском и глубинном шлифовании на основе научнообоснованного назначения технологических условий обработки. Проведенная апробация методики показала ее пригодность для использования в производственных условиях при решении практических задач обеспечения требуемых значений характеристик сопротивления усталости. Основное содержание работы изложено в пяти главах. В первой главе дастся анализ литературы по состоянию вопроса. Однако, большинство из них носят узкоспециализированный характер или имеют ограниченное применение изза сложности рассмотрения широкого спектра применяемых материалов. Кроме того, данная задача усложняется многообразием вариан тов выбора условий механической обработки методов и режимов обработки, а также характеристиками обрабатывающего инструмента. В данных работах на сегодняшний день только для некоторых материалов имеются экспериментальные зависимости между параметрами качества поверхностного слоя и эксплуатационными свойствами деталей машин. Однако, все более ужесточаемые требования к качеству выпускаемой продукции, особенно к деталям авиадвигателей, ставят исследователей перед проблемой обеспечения эксплуатационных свойств на основе нормирования параметров качества поверхностного слоя и режимов обработки. Показана необходимость и возможность применения комплексных параметров и критериев подобия, характеризующих процесс резания, при нахождении зависимостей между пределами выносливости детали, режимами и методами механической обработки. Исходя из этого, были сделаны выводы, которые и определили направление дальнейшей работы. Во второй главе показана возможность применения энергетического критерия процесса резания А при нахождении зависимостей между технологическими условиями обработки и параметрами сопротивления усталости. С использованием уравнения баланса тепловой энергии, возникающей при выполнении процесса шлифования, установлена зависимость между пределом выносливости материала обработанной детали и режимами обработки. Описаны методики расчетного определения предела выносливости материала детали от параметров обработки при плоском и глубинном шлифовании.