Повышение эффективности процесса восстановления деталей со сложными поверхностями управлением закономерностями формирования многоуровневого поверхностного слоя

• Автор: Резин, Сергей Александрович
• Шифр специальности: 05.02.08, 05.13.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 214 с. : ил.

Введение.
Глава 1. Анализ закономерностей формирования поверхностного слоя при многократном нанесении и снятии материала в технологиях восстановления деталей а
1.1 Процессы нанесения и снятия материала поверхностного слоя, как характерный прием при восстановлении деталей со сложными поверхностям и.
1.1.1 Детали со сложными поверхностями в машиностроении и проблемы их восстановления.
1.1.2 Обоснование применения методов нанесения материала поверхностного слоя в технологиях восстановления деталей

1.1.3 Этапы формирования многослойного поверхностного слоя

1.2 Обоснование методов обработки при изготовлении и восстановлении деталей

1.2.1 Классификация деталей в условиях восстановления

1.2.2 Применение положений теории множеств при автоматизации принятия технологических решений

1.3 Обеспечение требований точности при снятии материала поверхностного слоя.

1.3.1 Расчет суммарной погрешности размерной обработки.

1.3.2 Применение положений теории подобия, моделирования и размерностей при физическом моделировании.
1.4 Применение методик расчета технологических размерных цепей при изготовлении и восстановлении деталей.
1.4.1 Методики расчета технологических размерных цепей при проектировании технологических процессов изготовления деталей без нанесения материала поверхностного слоя
1.4.2 Методики расчета технологических размерных цепей при проектировании технологических процессов с нанесением и снятием
материала поверхностного слоя
Выводы.
Глава 2. Конструкторскотехнологическая классификация условий восстановления деталей на основе положений теории множеств.
2.1 Обоснование методики классификации условий восстановления
2.1.1 Основные подходы к решению поставленной задачи.
2.1.2 Применение положений теории множеств при автоматизации проектирования процессов технологического воздействия восстановления деталей.
2.2 Структура методики классификации и основные задачи, решаемые при ее использовании.
2.3 Алгоритм обоснования методов обработки в условиях
восстановления деталей.
Выводы.
Глава 3. Прогнозирование суммарной погрешности размерной обработки на основе на основе физического моделирования с применением положений теории подобия, моделирования и размерностей
3.1 Основные этапы применения положений теории подобия, моделирования и размерностей.
3.2 Выбор метода определения критериев подобия при моделировании процесса размерной обработки.
3.3 Выбор объекта процессамодели
3.4 Подготовка базовых данных для моделирования процесса обработки
3.5 Определение коэффициента нелинейности при нелинейноподобном преобразовании
3.6 Определение критериев подобия на основе положений системы относительных единиц.
3.7 Применение положений теории подобия, моделирования и размерностей при прогнозировании суммарной погрешности
размерной обработки
Выводы.
Глава 4. Расчет технологических размерных цепей в условиях восстановления деталей при многократном нанесении и снятии материала с применением положений теории графов
4.1 Закономерности формирования многоуровневой схемы поверхностного слоя
4.2 Применение положений теории графов при оценке технологических размеров детали и восстановительного слоя.
4.2.1 Возможности применения положений теории графов для оценки технологических размеров детали и восстановительного слоя
4.2.2 Анализ технологических размерных цепей с применением положений теории графов.
4.2.3 Определение погрешностей при многократном нанесении и снятии материала восстановительного слоя
4.3 Общие подходы при расчете технологических размеров детали и восстановительного слоя.
4.3.1 Условия проведения расчета
4.3.2 Определение толщины удаляемого слоя.
4.3.3 Определение толщины наносимого восстановительного слоя
4.4 Методика расчета технологических размеров детали и
восстановительного слоя.
Глава . Результаты опытно экспериментальных работ, перспективы развития выполненных решений и рекомендации по промышленному применению .
5.1 Цель и этапы проведения экспериментальных исследований.
5.2 Разработка и подготовка стенда к экспериментальным исследованиям
5.2.1 Разработка экспериментального стенда.
5.2.2 Оценка отклонений и настройка экспериментального стенда
5.3 Обработка и анализ результатов экспериментов.
5.3.1 Оценка достоверности метода физического моделирования при прогнозировании суммарной погрешности размерной обработки
5.3.2 Оценка достоверности методики расчета технологических размерных цепей при многократном нанесении и снятии материала
5.4 Рекомендации по промышленному использованию результатов работы.
5.5 Перспективы развития выполненных решений.
Выводы и результаты работы.
Литература


Особую важность процессы нанесения материала поверхностного слоя приобрели в технологиях восстановления деталей, где необходимо не только восстановить у детали заданные эксплуатационные характеристики, но и компенсировать слой, потерянный при изнашивании ,, . Многие известные методы обработки поверхностей деталей с нанесением материала восстановительного слоя нашли широкое применение при восстановлении деталей и узлов машин криогенной техники, деталей силовых установок авиационной и наземной техники, элементов запорной и регулирующей нефтехимической арматуры и других высоконагружснных изделиях 0, , . Возможно комбинированное применение разных методов нанесения материала восстановительного слоя. Как следует из таблицы 1. При этом на практике применяют ряд разновидностей каждого метода нанесения. Таблица 1. Указанные методы нанесения материала поверхностного слоя обладают своими преимуществами и недостатками. Однако в представленной работе не ставится задача изучения процессов, протекающих при нанесении материала поверхностного слоя и обоснования новых методов его нанесения. Решению таких задач посвящены многие выполненные работы, связанные с нанесением материала поверхностного слоя, которые ставили своей задачей разработку новых методов нанесения или совершенствование известных , , , , 0, 2. В тоже время, во многих указанных работах не уделялось достаточного внимания рассмотрению возможностей управления технологическим процессом восстановления деталей при многократном нанесении и снятии материала поверхностного слоя. Для восполнения указанного пробела, в представленной работе основные этапы восстановления деталей рассмотрены при нанесении материала поверхностного слоя плазменнодуговым напылением. Начиная от удаления дефектного слоя сформированного в процессе изнашивания детали и подготовки поверхности и заканчивая модификацией нанесенного поверхностного слоя, нанесение гальванических покрытий и т. Основные этапы при восстановлении деталей с применением плазменнодугового напыления представлены на рис. При этом полученные в представленной работе результаты, предусмотрено распространить на широкий круг процессов восстановления, где используют разные методы нанесения материала поверхностного слоя. Рис. Рис. В известной работе анализ этапов формирования поверхностного слоя, связанных с многократным нанесением и снятием материала, предложено выполнить на основе обобщенной схемы поверхностного слоя при восстановлении деталей, представленной на рис. Такой подход позволяет представить изменения на соответствующих этапах обработки в форме удобной для анализа и расчета составляющих звеньев технологических размерных цепей. Схема отражает общие этапы восстановления для определения линейных размеров деталей и поверхностного слоя. Эти этапы включают удаление дефектного слоя изношенной детали, выравнивание поверхности под нанесение восстановительного поверхностного слоя, нанесения этого слоя, размерную обработку детали с нанесенным слоем, нанесение покрытия и его отделочноупрочняющую обработку. При этом на схеме приведены формирующиеся поверхности детали на различных этапах ее восстановления. Рис. Формирование окончательной схемы поверхностного слоя условно разбито на четыре колонки, как показано на рис. Обобщенная схема поверхностного слоя позволяет оценить параметры поверхностного слоя и линейные размеры детали. Однако при формировании размерных цепей для деталей с поверхностями вращения при многократном нанесении и снятии материала поверхностного слоя, данный подход не в полной мере описывает все размерные связи, возникающие при восстановлении деталей. Таблица 1. Анализ приведенной схемы рис. При этом решение задач определения рациональных условий размерной обработки и расчета технологических размерных цепей необходимо производить с применением средств автоматизации. Это позволит сократить время на подготовку технологической базы, уменьшит количество ошибок и повысит качество принимаемых решений. Одним из основных направлений ускорения разработки процесса восстановления является применение типовых и групповых процессов обработки.