Технологическое повышение эффективности лезвийной обработки деталей из графита

• Автор: Левый, Дмитрий Владимирович
• Шифр специальности: 05.02.08, 05.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Брянск
• Количество страниц: 135 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТОЧНОСТИ И КАЧЕСТВА ПОВЕРХНОСТИ ПРИ ОБРАБОТКЕ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ГРАФИТА.

1.1. Графит, его свойства и область использования

1.2. Методы обработки и процесс стружкообразования при резании деталей из графита

1.3. Формирование качества поверхности при лезвийной обработке

Выводы, цель и задачи исследований

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1. Структурная схема исследований.

2.2. Методика проведения теоретических исследований.

2.3. Методика проведения экспериментальных исследований.

2.3.1. Материалы, образцы, инструменты

2.4. Оборудование и экспериментальные установки.
2.4.1 Силоизмеритсльный комплекс
2.4.2.Естсственная термопара
2.4.3.Система для измерения шероховатости поверхности.
2.5. Математический аппарат, используемый при обработке и анализе результатов эксперимента по изучению процесса лезвийной обработки
графитовых деталей
ГЛАВА 3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ И ФОРМИРОВАНИЯ КАЧЕСТВА ПОВЕРХНОСТИ ПРИ ОБРАБОТКЕ ГРАФИТОВЫХ ДЕТАЛЕЙ
3.1. Теоретическое описание процесса стружкообразовапия при лезвийной обработке графитовых деталей
3.2. Теоретическое описание формирования . качества поверхности графитовых деталей лезвийным инструментом.
3.2.1. Формирование профиля шероховатости при лезвийной обработке
графитовых деталей.
3.2.2. Определение оптимального угла наклона оси торцевой фрезы ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ И ПАРАМЕТРОВ ШЕРОХОВАТОСТИ ПРИ ЛЕЗВИЙНОЙ ОБРАБОТКЕ ГРАФИТОВЫХ ДЕТАЛЕЙ.
4.1. Исследование явлений протекающих при обработке графитовых деталей
4.2. Влияние условий обработки на шероховатость поверхности при сверлении отверстий в деталях из графита.
4.3. Влияние условий обработки на шероховатость поверхности при зенкеровании отверстий в деталях из графита
4.4. Влияние условий обработки на шероховатость поверхности при развертывании отверстий в деталях из графита.
4.5. Влияние условий обработки на шероховатость поверхности при торцевом фрезеровании деталей из графита.
4.6. Влияние условий обработки на шероховатость поверхности при точении деталей из графита.
4.7. Влияние условий обработки па усилия при сверлении отверстий в деталях из графита.
4.8. Влияние условий обработки на усилия при зенкеровании отверстий в деталях из графита.
4.9. Влияние условий лезвийной обработки па температуру в зоне резания при точении графитовых деталей.
4 Оценка влияния условий обработки на параметры качества
поверхности
ГЛАВА 5. РАЗРАБОТКА ИНСТРУМЕНТАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ОТВЕРСТИЙ БОЛЬШОЙ ДЛИНЫ В ГРАФИТОВЫХ ДЕТАЛЯХ
5.1. Возможные схемы и силы резания при обработке отверстий большой длины в графитовых деталях.
5.2. Разработка инструментальной системы зенкерования отверстий
большой длины в графитовых деталях.
5.3. Разработка инструментальной системы прошивания отверстий
большой длины в графитовых деталях.
ГЛАВА 6. РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ И РАСЧЕТ
ОЖИДАЕМОГО ЭФФЕКТА.
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ.
Список литературы


Различают месторождения кристаллического графита, связанного с магматическими горными породами или кристаллическими сланцами, и скрытокристалличсского графита, образовавшегося при метаморфизме углей. Содержание графита в кристаллических сланцах составляет 3, в магматических горных породах 3, в углях ,. Кристаллическая решетка графита бывает гексагональная и ромбоэдрическая. Гексагональная состоит из параллельных слоев базисных плоскостей, образованных правильными шестиугольниками из атомов углерода. Углеродные атомы каждого слоя расположены против центров шестиугольников, находящихся в соседних слоях нижнем и верхнем положение слоев повторяется через один, а каждый слой сдвинут относительно другого в горизонтальном направлении на 0, нм. В ромбоэдрической решетке положение плоских слоев повторяется не через один слой, как в гексагональной, а через два. В природном графите содержание ромбоэдрической структуры доходит до , в искусственно полученных графитах наблюдается только гексагональная. При С ромбоэдрический графит полностью переходит в гексагональный , . Природный графит практически не находит применения в качестве конструкционного материала вследствие его высокой анизатропии и невысокой прочности. Поэтому изготавливают детали в основном из искусственного графита. Ачесоновский графит нагреванием смеси кокса или каменного угля с пеком. Рекристаллизоваиный графит тсрмомехапической обработкой смеси, содержащей кокс, пек, природный графит и карбидообразующис элементы. Пирографит пиролизом газообразных углеводородов. Доменный графит выделяется при медленном охлаждении больших масс чугуна. При высоких давлениях и нагревании образуется алмаз. Высокая анизотропия свойств монокристаллов графита обусловлена строением его кристаллической решетки. В направлении базисных плоскостей тепловое расширение графита до 7С отрицательно т. Выше 7С тепловое расширение становится положительным. В направлении, перпендикулярном базисным плоскостям, тепловое расширение положительно, температурный коэффициент линейного расширения практически не зависит от температуры и превышает более чем в раз среднее абсолютное значение этого коэффициента для базисных плоскостей. Для монокристаллов графита отношение значений теплопроводности в направлениях, параллельном и перпендикулярном базисным плоскостям коэффициент анизотропии к, может достигать 5 и более. Теплопроводность искусственно полученного поликристаллического графита сильно зависит от его плотности. Прочностные свойства графита зависят от температуры. Для большинства искусственных графитов предел прочности при растяжении Орасг с повышением температуры возрастает в 1,,5 раза, достигая максимума при С предел прочности при сжатии асж увеличивается в 1,,6 раза в интервале С модули упругости и сдвига возрастают в 1,,6 раза в интервале С. С повышением температуры до С и выше прочностные свойства довольно резко снижаются и при С приближаются к свойствам при С. В интервале С графит хрупок. В диапазоне С наблюдается большая остаточная деформация, достигающая 0,1,5 в зависимости от вида графита , . Графит обладает хорошими антифрикционными свойствами, которые обусловлены легкостью скольжения одного углеродного слоя относительно другого под действием малых сдвиговых напряжений в направлении базисных плоскостей. Также существует гипотеза, но которой высокие антифрикционные свойства графита объясняются тем, что образующиеся в процессе трения частицы износа графита свертываются в мельчайшие шарики и ролики, благодаря чему трение скольжения заменяется трением качения , , 7, 9. Коэффициент трения по металлам для рабочих скоростей до мс составляет 0,0,. После облучения графита нейтронами его физические свойства изменяются удельное электрическое сопротивление увеличивается, а прочность, модуль упругости, твердость, теплопроводность уменьшаются на порядок. После отжига при С свойства восстанавливаются до прежних значений. Объем пор от для пирографита до для других видов графита , , 3, 5,7. Лезвийной обработке подвергаются первые три группы, поэтому подробнее рассмотрим именно их.