Повышение качества обработки маложестких валов путем автоматического управления параметрами термосиловой обработки

• Автор: Воронов, Дмитрий Юрьевич
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Тольятти
• Количество страниц: 191 с. : ил.

Введение.

1.Методы повышения эксплуатационной точности

маложестких деталей.

1.1 Анализ влияния технологического процесса и

физикомеханических свойств материала на стабильность формы маложестких деталей.

1.2. Остаточные напряжения в техпроцессе изготовления маложестких деталей.

1.3. Технологические процессы и методы управления, применяемые для стабилизации форм и размеров маложестких деталей.

Выводы, цели и задачи работы.

2. Разработка математической модели технологического процесса термосиловой обработки.
2.1. Теоретические предпосылки к расчту осевых деформаций и напряжений при термообработке.

2.2. Теоретический анализ и математическая модель процесса термосиловой обработки.

2.3. Создание динамической модели термосиловой обработки как объекта управления.
Выводы по главе 2.
3. Исследование повышения стабильности геометрических параметров маложестких деталей путем управления технологическим процессом термообработки.
3.1. Механическое представление сущности возникновения остаточных напряжений при обработке маложестких
валов.
3.2 Структурная схема САУ термосиловой обработкой маложестких валов.
3.3 Физическая сущность процессов, протекающих при термосиловой обработке маложестких валов.
Выводы по главе 3.
4. Разработка средств управления для повышения стабильности форм и точности деталей малой жесткости.
4.1. Разработка функциональной схемы САУ термосиловой обработки на режимах отпуска.
4.2. Установка для ТСО маложестких валов в условиях развития фазовых превращений.
4.3 Устройство для термосиловой обработки при закалке маложестких валов.
4.4. Устройство для термосиловой обработки, с управлением величиной и скоростью изменения прикладываемой осевой нагрузки.
Выводы по главе 4.
5. Экспериментальное исследование размерной стабильности и точности деталей малой жесткости с использованием системы автоматического управления.
5.1. Технология изготовления длинномерных маложстких деталей.
5.2. Экспериментальные исследования влияния термосиловой обработки при отпуске и закалке на геометрическую точность и стабильность формы
длинномерных маложстких деталей в условиях функционирования автоматической системы
управления.
5.3. Исследование стабильности формы длинномерных деталей при управляемой вибростабилизирующей обработке.
Выводы по главе 5.
Выводы по результатам работы.
Список используемых источников


В технике известны случаи, когда остаточные напряжения играют положительную роль и их специально стараются создать. В строительстве нашли применение предварительно напряженные конструкции. Известно также, что с увеличением сжимающих напряжений на поверхности растет усталостная прочность. Поэтому для создания благоприятного распределения остаточных напряжений применяется поверхностный наклеп обкатка роликами, обдувка тела стальной дробью и т. Однако в большинстве случаев остаточные напряжения играют отрицательную роль. При воздействии внешних нагрузок в процессе дальнейшей механической обработки или эксплуатации остаточные напряжения, суммируясь с напряжениями от внешних сил, могут превысить предел упругости, что приводит к неравномерной пластической деформации, короблению, скручиванию и т. Возможно также значительное снижение сопротивления потере устойчивости. При термообработке, предназначенной для уменьшения остаточных напряжений, они могут вызвать деформирование изделия поводка. Остаточные напряжения снижают прочность изделий при переменных и циклических нагрузках, влияют на износ при трении скольжения или качения. В указано несколько эффектов проявления остаточных напряжений при коррозии. Неблагоприятным проявлением остаточных напряжений в прокатных заготовках является их коробление в процессе прокатки и остывания. Проблема получения прямолинейных валов неразрывно связана со снижением и стабилизацией уровня остаточных напряжений. Остаточные напряжения могут быть частично сняты путем термической обработки. Существенное влияние при этом оказывает скорость охлаждения после отпуска, так как при остывании изделий возможно наведение новых остаточных напряжений и коробление длинномерных заготовок. Соответствующая задача может быть сформулирована следующим образом. В начальный момент времени материал исследуемой области находится в естественном состоянии в некотором в общем случае неоднородном температурном поле. Требуется найти управления, стабилизирующие или минимизирующие уровень остаточных напряжений в конце процесса. Для обеспечения размерной стабильности высокоточных деталей технологических процесс изготовления разрабатывают с определенной последовательностью выполнения технологических операций. После получения заготовок или черновой механической обработки проводят термическую операцию, направленную на обеспечение требуемых механических свойств и структурного состояния материала детали. Последующие операции технологического процесса высокоточных деталей должны представлять собой чередование операций механической обработки и термической стабилизации. С технологической точки зрения очень важно иметь данные по размерной нестабильности материала детали, как до закалки, так и в ходе, и после нее. Большую роль, в данном случае играет проработка вопросов автоматического управления данным процессом. Необходимо обеспечить стабильность в условиях длительной эксплуатации при постоянной и переменной температурах . Наиболее полной характеристикой размерной стабильности материала во времени является величина максимального напряжения, не релаксирующего во втором периоде испытаний 0. Эту величину и рекомендуется использовать в качестве основной характеристики размерной стабильности сплавов в машиностроении. Для прецизионных машин выбор конструкционных материалов рекомендуется проводить по отношению, характеризующему размерную стабильность показателем сопротивления микропластической деформации и модулем упругости к плотности материала. Металлы и сплавы с высокими значениями этих отношений наиболее приемлемы для конструкций высокой точности. Для таких конструкции предпочтительней материалы с минимальным отношением коэффициентов расширения и теплопроводности . Отмечается, что относительно благоприятное сочетание свойств, имеют, высокопрочные конструкционные стали мартенситного класса для нагруженных высокоточных деталей. Широкое распространение получили нержавеющие, хромистые стали мартенситного класса, а в случае применения оптимальной термической обработки для средненагруженных деталей применяют, среднеуглеродистые стали.