Технологическое обеспечение параметров наклепа поверхностного слоя деталей при шлифовании на основе определения скрытой энергии деформации

• Автор: Прокофьев, Максим Алексеевич
• Шифр специальности: 05.02.08, 05.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Рыбинск
• Количество страниц: 199 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Анализ исследований влияния параметров наклпа поверхностного слоя на эксплуатационные свойства деталей машин.
1.2 Анализ исследований по расчтному определению степени и глубины наклепа в поверхностном слое деталей после механической обработки.
1.3 Природа скрытой энергии деформации и ее влияние на эксплуатационные свойства деталей машин.
1.4 Оценка качества поверхностного слоя деталей путем оптимизации операций механической обработки на основе энергетических
критериев.

1.5 Выводы по главе 1. Цель и задачи исследования.

ГЛАВА 2. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ЭРШРГЕТИЧЕСКОЙ ОДЕРЖИ СОСТОЯНИЯ И СВОЙСТВ ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ МАТЕРИАЛОВ ПРИ ИХ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ
2.1 Поиск закономерностей поглощения металлом энергии при его пластическом деформировании.
2.2 Взаимообусловленность кривых скрытой энергии деформации и деформационного упрочнения
2.3 Влияние температуры на способность металлических материаюв запасать энергию при их пластической деформации.
2.4 Скрытая энергия при пластической деформации сталей и
сплавов.
2.5 Выводы по главе 2.
ГЛАВА 3. МАТЕРИАЛЫ, МЕТОДЫ И МЕТОДИКИ
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1 Материалы для исследований
3.2 Описание экспериментальных методов воздействия на
материал
3.2.1 Вдавливание шарового индентора на прессе Бринелля
3.2.2 Параметры процесса шлифования и методика измерения сил резания при плоском шлифовании периферией круга
3.3 Методы экспериментального исследования состояния поверхностных слоев материала после обработки
3.3.1 Методика определения микротвердости поверхностных
3.3.2 Метод определения упрочнения по глубине поверхностного слоя.
3.3.3 Методика проведения дифференциального термического анализа
3.4 Выводы по главе 3
ГЛАВА 4. АНАЛИЗ И ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ДОЛИ СКРЫТОЙ ЭНЕРГИИ В ОБЩЕЙ РАБОТЕ ДЕФОРМАЦИИ
4.1 Доля скрытой энергии в общей работе деформации при вдавливании шарового индентора на прессе Бринелля
4.2 Результаты исследования доли скрытой энергии деформации в общей работе шлифования
4.2.1 Анализ измерений сил резания.
4.2.2 Анализ параметров наклепа и скрытой энергии деформации
в поверхностном слое металлических материалов
4.3 Выводы по главе 4
ГЛАВА 5. РАЗРАБОТКА ПРАКТИЧЕСКИХ РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО НАЗНАЧЕНИЮ РЕЖИМОВ ПЛОСКОГО ШЛИФОВАШЯ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ
5.1 Методика оптимизации режимов шлифования по результатам исследований
5.2 Выводы по главе 5
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Характеристики наклпа, отражая свойства поверхностных слов, влияют на контактное взаимодействие деталей, увеличивая при этом контактную жсткость сопряжения. Поэтому для улучшения условий контактного взаимодействия деталей в процессе эксплуатации, поверхности деталей дополнительно подвергают упрочняющей обработке, тем самым предопределяя определнные характеристики деформационного упрочнения. ХНВА показали, что долговечность увеличилась почти в два раза 5 . Испытания Н. А. Коновалова на износ сталей и Х, подвергнутых упрочняющей обработке, показали снижение износа на по сравнению с не упрочннными образцами . При резании металлов имеет место значительное трение в местах контакта инструмента с деталью и стружкой. Инструмент, например резец, испытывает также циклические нагрузки, обусловленные процессом стружкообразования формирование и сдвиг элементов стружки. Эти причины и вызывают выкрашивание мельчайших частиц металла инструмента, т. Так результаты испытаний упрочннных обкатыванием и не упрочннных резцов из стали Р с одинаковой тврдостью показали, что износ не упрочннных резцов в 2,2 2,5 раз больше, чем упрочннных. Упрочнение особенно эффективно при резании с такими скоростями резания, при которых образующееся тепло не вызывает существенных изменений в состоянии поверхностного слоя режущих элементов и не снижает их стойкость. В связи с этим, целесообразно упрочнять протяжки, развртки и другой инструмент, не работающий в зоне высоких скоростей резания. При этом в зависимости от условий эксплуатации наблюдаются различные характер и степень влияния каждого из параметров качества. Так исследования К. Р. Кудрявцева показали, что доля участия поверхностного наклпа в повышении усталости при изгибе с вращением после механического упрочнения гладких образцов стали составляет и на остаточные сжимающие напряжения оставляет . Исследования А. Указанные исследования касаются обычных конструкционных материалов, работающих при нормальных температурах. О влиянии наклпа на эксплуатационные характеристики в условиях высоких температур применительно к жаропрочным материалам можно отметить следующее. При повышении температуры испытаний возрастает влияние на усталость характеристик шероховатости и деформационного упрочнения, что отражают исследования А. М. Сулимы и М. И. Евстигнеева влияние шероховатости, наклпа, остаточных напряжений на снижение усталости при повышенных температурах составляет , , 5 соответственно . А. М. Сулимой было установлено, что для каждой температуры нагрева существует оптимальная величина предварительной пластической деформации наклпа, обеспечивающая максимальное сопротивление усталости исследуемого сплава. С повышением температуры эта величина предварительной пластической деформации уменьшается и при температуре, близкой к температуре начала рекристаллизации, положительный эффект деформационного упрочнения на усталостную прочность исчезает. Значения параметров поверхностного наклпа для различных сталей и сплавов, при которых достигается максимальная усталостная прочность, приведены в табл. Таблица 1. Исследования В. Д. Кузнецова состояния поверхностного слоя на износ деталей машин свидетельствуют о том, что при износе пластические деформации имеют место практически во всех случаях 4. После наклепа и отжига зерна рекристаллизуются и растут неравномерно в зоне высоких деформаций зерна мельче, далее они увеличиваются и в зоне малых деформаций опять уменьшаются. Убедительные примеры зависимости износа от пластических деформаций приводит В. Д. Кузнецов трение и износ в часовых механизмах особенно малы, так как закаленные оси опираются на рубиновые подшипники, в которых не возникает пластических деформаций в местах буксования колес по рельсам наблюдаются пластические деформации. При сравнительных испытаниях антифрикционных свойств чугуна, оловянистой и алюминиевой бронз В. Д. Кузнецовым были проведены исследования глубины пластических деформаций в зависимости от удельного давления и длительности работы каждого из сплавов на трение скольжения по нормализованной стали Ст5. В результате исследований наибольшая глубина пластических деформаций у оловянистой бронзы, наименьшая у чугуна.