Обеспечение качества поверхностного слоя деталей при высокоскоростном торцевом фрезеровании закаленных сталей

• Автор: Кирюшин, Игорь Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.02.08, 05.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 205 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ЛЕЗВИЙНОЙ ОБРАБОТКИ И КАЧЕСТВО ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ЗАКАЛЕННЫХ СТАЛЕЙ, КОТОРОЕ ОНИ ОБЕСПЕЧЕВАЮТ

1.1 Основные параметры качества поверхностного слоя

1.1.1 Остаточные напряжения

1.1.2 Особенности формирования шероховатости поверхности.

1.1.3 Наклп поверхностного слоя.

1.1.4 Структура поверхностного слоя деталей

1.1.5 Неоднородность свойств поверхностного слоя деталей.

1.2 Высокоскоростная лезвийная обработка.

1.3 Управление качеством поверхностного слоя.

1.4 Особенности структуры закаленных сталей

1.5 Инструментальные материалы, применяемые при высокоскоростном фрезеровании закаленных сталей.
1.6 Постановка задач исследования
ГЛАВА 2. МОДЕЛИРОВАНИЕ И АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ВЫСОКОСКОРОСТНОГО ТОРЦЕВОГО ФРЕЗЕРОВАНИЯ ЗАКАЛЕННОЙ СТАЛИ НА ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ ДЕТАЛИ
2.1 Технологические остаточные напряжения в поверхностном слое деталей
2.1.1 Модель остаточные напряжения в поверхностном слое детали от действия силового фактора
2.1.2 Нахождение остаточных напряжений от действия температурного фактора
2.1.3 Нахождение остаточных напряжений от действия структурно фазовых превращений
2.1.4 Определение результирующих остаточных напряжений в поверхностном слое обработанной детали.
2.2 Особенности формирования шероховатости поверхности при ВСО
2.3 Расчт микротврдости поверхностного слоя при ВСО.
2.4 Методика исследования структурнофазового состава поверхностного слоя. Схема определения процентного содержания фаз
2.5 Выводы
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ СОСТОЯНИЯ ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ ДЕТАЛЕЙ ПОСЛЕ ВЫСОКОСКОРОСТНОГО ТОРЦЕВОГО
ФРЕЗЕРОВАНИЯ
3.1 Многофакторная модель шероховатости поверхности после ВСО.
3.2 Исследование микротвердости поверхности.
3.3.1 Исследование структурнофазового состава поверхностного слоя деталей.
3.3.2 Пример определения структурнофазового состава поверхностного слоя по разработанной методике.
3.4 Исследование неоднородности свойств поверхностного слоя вихретоковым методом.
3.5 Исследование технологических остаточных напряжений вихретоковым и рентгеновским методами
3.6 Выводы.
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ НАГРЕВА ПОВЕРХНОСТИ ДЕТАЛИ, СТОЙКОСТИ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА И ТОЧНОСТИ ОБРАБОТКИ ПРИ ВЫСОКОСКОРОСТНОМ ТОРЦЕВОМ
ФРЕЗЕРОВАНИИ.
4.1 Исследование тепловой модели.
4.1.1 Анализ экспериментальноаналитической тепловой модели высокоскоростного резания
4.1.2 Исследование температуры нагрева поверхностного слоя заготовки.
4.2 Исследование стойкости режущего инструмента
4.2.1 Выбор оптимального критерия стойкости и средств измерения, разработка схемы измерения и плана проведения эксперимента
4.2.2 Проведение эксперимента и оценка результатов
4.3 Исследование точности обработки при высокоскоростном торцевом фрезеровании
4.3.1 Определение значимых факторов, влияющих на точность обработки при высокоскоростном торцевом фрезеровании
4.3.2 Экспериментальное исследование точности обработки.
4.4 Выводы
ГЛАВА 5. ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ ВЫСОКОСКОРОСТНОГО ТОРЦЕВОГО ФРЕЗЕРОВАНИЯ ЗАКАЛЕННОЙ СТАЛИ С УЧТОМ ПАРАМЕТРОВ КАЧЕСТВА ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ ДЕТАЛИ
5.1 Задачи, особенности и физические предпосылки назначения режимов обработки резанием
5.2 Технологические ограничения для процесса высокоскоростного торцевого фрезерования закалнных сталей
5.3 Практическая реализация чистового высокоскоростного торцевого
фрезерования на производстве
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список литературы


Поэтому в мире вс больший интерес приобретает разработка методик аналитического определения технологических остаточных напряжений, которые позволяют повысить качество поверхностного слоя ответственных деталей, и создание компьютерных программ на их основе. Характерной особенностью модели Коршунова является определение величины остаточных напряжений не с учтом физического предела текучести материала от, а на основе истинного предела текучести о ит. По утверждению автора, погрешность этой методики составляет около . В работе Албагичева А. Ю. 1 разработана математическая модель для оценки остаточных напряжений, формирующихся в поверхностном слое деталей машин с учтом силового и температурного воздействий, а также структурнофазовых превращений. При этом единичная неровность моделируется сферой. Также интерес представляет математическая модель В. Ф. Безъязычного и Н. А. Тихомировой 3. В ней описана математическая модель расчета суммарных напряжений от теплового фактора температуры и обусловленных ею структурнофазовых превращений. В основе лежит метод расчленения тела, учитывающий взаимодействие слоев обрабатываемого материала, исходя из совместимости деформаций всех слоев обрабатываемой детали. Данные методики хорошо описывают формирование остаточных напряжений при традиционных методах обработки. Однако для ВСО с учетом особенностей формообразования в условиях локального термопластического сдвига требуется создание собственной технически обоснованной методики. Методы экспериментальных исследований остаточных напряжений. Механические основаны на допущении, что удаление части материала с исследуемой детали с имеющимися в ней остаточными напряжениями аналогично приложению к получившейся поверхности детали напряжений, которые являются обратными остаточным напряжениям. При измерении деформаций или сил реакций, вызываемых обратными напряжениями, мы вычисляем искомые остаточные напряжения. Рентгеновские методы основаны на различии интерференционных эффектах рентгеновских лучей, отражнных от поверхности с имеющимися остаточными напряжениями, в зависимости от размеров зоны, в которых данные напряжения являются уравновешенными. Электрофизические методы основаны на изменении электромагнитных свойств поверхностного слоя при наличии в нм остаточных напряжений. Поляризационнооптические методы фотоупругости и фотопластичности основаны на зависимости скорости поляризованного света от ориентации и величины напряжений напряжения находят по интерференционной картине. Методы определения остаточных напряжений делятся на на деструктивные и неразрушающие . В таблице 1. Таблица 1. В зарубежной печати и ГЩетЩ существует множество публикаций на эту
В работах и описывается методика определения остаточных напряжений методом высверливания отверстий, являющаяся достаточно распространнной в Европе. Она также описывается в работе . Измерению остаточных напряжений методом высверливания отверстий с помощью тензодатчика посвящена монография . В статье анализируется методика, основанная на вырезании из исследуемого материала колец. Схожая методика представлена в публикации из Швецарии . Но наиболее интересны неразрушающие методы определения остаточных напряжений. Пауль С. Превеи приводит описание технологии нахождения остаточных напряжений с помощью рентгеновских лучей , . Данный метод также описан в работе . Группа японских ученных из Технологического Института Токийского Государственного Университета предложила интересную методику определения остаточных напряжений рентгеновскими лучами с учтом градиента напряжения . Германские исследователи предложили оригинальную методику с использованием дифракции . В США в ЛосАламосе создана установка для измерения остаточных напряжений с помощью голографии . Влияния технологических остаточных напряжений на эксплуатационные свойства деталей. В последнее время к наджности и долговечности деталей предъявляются вс более высокие требования. В виду этого существует необходимость учитывать множество факторов, влияющих на наджность их работы.