Повышение эффективности статико-импульсной обработки управлением технологическими режимами и параметрами генератора импульсов

• Автор: Силантьев, Сергей Александрович
• Шифр специальности: 05.03.01, 05.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Орел
• Количество страниц: 180 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1 .Характеристика способов упрочнения поверхностного слоя.

1.2.Устройства для динамической обработки поверхностным пластическим деформированием.

1.3. Анализ конструкций генераторов механических импульсов

1.4. Технологические особенности статикоимпульсной обработки поверхностным пластическим деформированием.

1.5.Цель и задачи исследований

2. МЕТОДИЧЕСКОЕ И МАТЕРИАЛЬНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ А ЛАБОРАТОРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1.Конструкция и принцип действия генератора механических импульсов

2.2.Измерительная и фиксирующая аппаратура. Тарировка измерительной и фиксирующей аппаратуры.
2.3.Цикл работы генератора механических импульсов.
2.4. Методика планирования эксперимента и обработки данных
Выводы.
3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ
ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОТЫ ГЕНЕРАТОРА МЕХАНИЧЕСКИХ
ИМПУЛЬСОВ
3.1. Математическая модель движения бойка генератора механических импульсов.
3.2.Разработка алгоритма движения бойка ГМИ.
3.3.Теоретические исследования влияния конструктивных характеристик ГМИ на энергию и частоту ударов бойка
3.4.Оценка адекватности математической модели движения бойка.
3.5.Разработка эмпирических математических моделей для
определения частоты и энергии ударов бойка.
р, 3.6. Экспериментальные исследования влияния расхода рабочей
жидкости и давления в напорной магистрали на энергию и
частоту ударов бойка
Выводы
4. ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ УПРАВЛЕНИЯ РАВНОМЕРНОСТЬЮ И ГЛУБИНОЙ УПРОЧНЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ ПРИ СТАТИКОИМПУЛЬСНОЙ
ОБРАБОТКЕ.
4.1 .Теоретическое обоснование технологического управления
глубиной и равномерностью упрочнения при статико
импульсной обработке поверхностным пластическим
деформированием.
4.2.Экспериментальные исследования влияния технологических параметров статикоимпульсной обработки на глубину и
равномерность поверхностного слоя.
4.3.Экспериментальные исследования влияния энергии удара
бойка на параметры упрочненного слоя
4.4.Разработка методики расчета параметров генератора механических импульсов и технологических режимов СИО из условий обеспечения заданной глубины и степени упрочнения
поверхностного слоя.
Выводы.
5. ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ АПРОБАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ
ИССЛЕДОВАНИЙ
5.1.Конструкция стенда для упрочнения СИО ППД
5.2.Управление энергетическими параметрами генератора механических импульсов при обработке плоских и фасонных поверхностей.
5.3.Технологическое обеспечение эксплуатационных свойств сердечников крестовин стрелочных переводов статикоимпульсной обработкой
5.4.Расчет техникоэкономической эффективности СИО сердечников крестовин стрелочных переводов.
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Известен способ упрочнения, когда процесс ударной чеканки производится вибрирующим роликом виброобкатывание смонтированным на стержне пневматического клепального молотка рис. Основными узлами приспособления являются отбойный молоток 1 типа МОЮА, пружина статического нагружения 2, оправка 3 с роликами 4, гайка 5 и корпус 6 с пластинкой для крепления приспособления в резцедержателе станка. Энергия удара составляет А . Дж, величина статического поджатия Рст2 кН, частота ударов Гц рис. Для упрочнения тяжелонагруженных деталей наиболее подходит способ, использующий пневматические ударники с энергией удара до Дж. Чеканка с энергией удара Дж позволяет создать наклепанный слой толщиной более мм. На рис. Оно собрано на плите 1 и крепится болтами на верхних салазках суппорта крупного токарного станка. Под действием пружин 3 гильза с пневмоударником постоянно поджимается в направляющих стойки к обрабатываемой поверхности 4, что обеспечивает максимазьную отдачу энергии удара. Сила прижима пневмоударника к обрабатываемой поверхности составляла 0. Вследствие низкого КПД пневмоударников 8. Поэтому, при высоких требованиях к глубине упрочненного слоя целесообразно применять гидроударные устройства. Сложности в изготовлении компенсируются в раз большим КПД и на порядок большей энергией удара, малыми габаритными размерами, позволяющими без особых сложностей монтировать их на металлообрабатывающих станках, плавно регулировать частоту и энергию ударов. Увеличение давления рабочей жидкости гидроударника до МПа позволяет приблизить конструкцию бойка к стержню с постоянным по длине поперечным сечением. Появляется возможность воздействовать на обрабатываемую поверхность импульсом с формой близкой к прямоугольной, который харак теризуется наибольшей энергией удара , . Для создания устройства реализующего СИО необходимо провести анализ уже известных конструкций гидроударников. В настоящее время известно большое количество гидроударных устройств, имеющих различное назначение. Исследованием, проектированием и созданием гидравлических генераторов механических импульсов ГМИ, в разное время занимались Алейников, Е. В. Александров, О. Д. Алимов. А.М. Ашавский, С. А. Басов, В. Ф. Горбунов, Л. Т. Дворников, А. Ф. Кичигин. А.Г. Лазуткин, Ю И. Нерозников, Павлов, Г. Г. Пивень, В. Л.С. Ушаков, И. А. Янцен и др. Основными характеристиками гидроударных устройств является мощность, энергия единичного удара, КПД, металлоемкость и плотность энергии в сечении инструмента. Диапазон энергии ударов известных гидроударн ыч устройств составляет 0. Дж. Чем выше энергия ударов, тем больше размеры и масса гидроударника. Возможность установки гидроударника, например, вместо шпинделя или резцедержателя фрезерного или строгального станка или на накатных станках обуславливает использование гидроударников с максимальной энергией удара 0. Дж. Максимальная энергия ударов существующих устройств при динамическом упрочнении обычно не превышает . Дж. Одним из показателей экономичности конструкции ударных устройст в с максимальной энергией удара 0. Дж является металлоемкость. Гидроударник должен быть небольшой массы и габаритных размеров. Обычно металлоемкость для гидроударников составляет 0,4. Дж. Плотность энергии в сечении инструмента определяет его нагруженность. При динамическом упрочнении ППД нагруженность определяет производительность процесса, то есть максимальную обрабатываемую площадь, упрочняемую за один удар ударного устройства. Диапазон нагруженностм для большей части гидроударников составляет 0,. Джмм2. При проектировании гидроударников обычно ориентируются на нижнюю границ . Мощность произведение энергии ударов на частоту и КПД гидроударных устройств определяют эффективность их использования. Наиболее распространенные модели гидроударников имеют КПД 0,. КПД достигает 0,9. По вышеперечисленным критериям был проведен более подробный анализ моделей гидроударников. Для анализа определялось среднее значение каждого параметра в определенном диапазоне энергии ударов условно разбитых на группы I 0. Дж, II 0. Дж, III 0. Дж. IV 0. Дж рис.