Автоматизация вихретокового контроля неоднородности структуры поверхностного слоя деталей подшипников при мониторинге процесса шлифования

• Автор: Волынская, Ольга Владимировна
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 172 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. АНАЛИЗ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ КОНТРОЛЯ

КАЧЕСТВА ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ ДЕТАЛЕЙ ДЛЯ МОНИТОРИНГА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ШЛИФОВАЛЬНОЙ ОБРАБОТКИ
1.1. Формирование структуры поверхностных слоев и характерные неоднородности поверхностных слоев шлифованных деталей подшипников
1.2. Методы контроля физикомеханических свойств тонких поверхностных слоев шлифованных деталей

1.3. Средства вихретоковой дефектоскопии.

1.4. Роль и содержание мониторинга технологических процессов Вибрационный информационный канат системы мониторинга
1.5. Автоматизированный вихретоковый контроль в системе мониторинга. Постановка основных задач исследования.
Глава 2. ОРГАНИЗАЦИЯ МОНИТОРИНГА ПРОЦЕССА ШЛИФОВАНИЯ КОЛЕЦ ПОДШИПНИКОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ВИХРЕТОКОВОГО КОНТРОЛЯ

2.1. Обеспечение качества колец на основе мониторинга процесса шлифования.

2.1.1. Системный подход к организации мониторинга.
2.1.2. Мониторинг процесса шлифования на основе информации о качестве обработки колец и динамическом состоянии
станков
2.2. Модель формирования при обработке и выявления вихретоковым методом неоднородностей поверхностного слоя
шлифованных деталей.
2.2.1. Анализ колебательных процессов в динамической системе.
2.2.2. Анализ тсплофизических процессов при шлифовании.
2.2.3. Взаимосвязь тепловых и колебательных процессов в зоне шлифования.
2.2.4. Реакция вихретокового преобразователя на неоднородность структуры поверхностного слоя деталей
2.3. Автоматизированный вихретоковый контроль как информационный канал системы мониторинга процесса шлифования.
2.3.1. Вихретоковый контроль в системе мониторинга.
2.3.2. Способы исследования сигнаюв
2.3.3. Алгоритм получения информации о состоянии поверхностного слоя обработанных деталей.
2.4. Выводы.
Глава 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ
АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ВИХРЕТОКОВОГО КОНТРОЛЯ НЕОДНОРОДНОСТИ СТРУКТУРЫ ПОВЕРХНОСТНОГО слоя ШЛИФОВАННЫХ ДЕТАЛЕЙ.
3.1. Экспериментальный сканирующий вихретоковый преобразователь
3.1.1. Функциональная схема экспериментального преобразователя
3.1.2. Исследование реакции экспериментального сканирующего
ВТП на неоднородность структуры поверхностного слоя
3.2. Автоматизированная система вихретокового контроля .
3.2.1 .Функциональная схема автоматизированной системы
3.2.2. Конструкция и программное обеспечение системы
3.3. Исследование реакции АСВК на неоднородность структуры поверхностного слоя
3.4. Исследование метрологических характеристик АСВК.
3.5. Выводы .
Глава 4. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ
АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ВИХРЕТОКОВОГО КОНТРОЛЯ ДЛЯ
МОНИТОРИНГА ШЛИФОВАЛЬНОЙ ОБРАБОТКИ.
4.1. Автоматизированный вихретоковый контроль как информационный канал системы мониторинга шлифовальной обработки деталей подшипников
4.2. Инженерная методика проведения мониторинга процесса шлифования деталей подшипников в производственных
условиях.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ .
ЛИТЕРАТУРА


Современный уровень техники и осознание необходимости контроля физикомеханических свойств поверхностного слоя обработанных деталей, не являющихся по сегодняшним понятиям дефектными, ведут к разработке и внедрению приборного контроля, обладающего высокой чувствительностью и информативностью, позволяющего количественно оцетгть напряженнодеформированное состояние поверхностного слоя и соотнести его с данными о точности формы и шероховатости обработанных деталей, а также с данными о динамическом состоянии технологического оборудования и режимах обработки. Рис. Таблица 1. Номер тксперимента Внброускорение на шпинделе круга, отн. Технические системы, отвечающие перечисленным требованиям, вполне пригодны для организации постоянного наблюдения за технологическим процессом и формирования базы данных об изменении характеристик процесса во времени, т. Физикомеханические свойства поверхностного слоя деталей, несущих контактные нагрузки, определяются качеством материалов, термической, химической и механической обработками 2, , , 5, 6, 8, 5, 5, 5. Для изготовления этих деталей обычно применяются высокопрочные закаливаемые и цементируемые стали, а также сплавы металлов и твердые сплавы на основе различных элементов. Для подшипников качения наибольшее распространение получили стати типа ШХ и ШХ СГ. Важное требование к статям, несущим контактные нагрузки, высокая однородность физических свойств и химического состава. Даже незначительное местное ослабление материалов изза металлургических дефектов приводит к образованию повреждений. В зависимости от свойств обрабатываемого материала, его термической и химической обработки, условий и режимов резания, качества абразивного инструмента. В некоторых случаях образуются многослойные структурные образования. Глубина измененною слоя может достигать 0. Кроме того, в поверхностном слое образуются остаточные напряжения, которые при определенных условиях могут достигать величины, равной пределу текучести. Рассмотрим некоторые виды неоднородностей поверхностного слоя. Прижогами при шлифовании называют местные изменения структуры поверхностного слоя металла деталей, образующееся в зоне резания в результате возникновения высоких температур порядка 0. С и сопровождающиеся изменением цвета участков обработанной поверхности. Прижоги на обработанной поверхности приводят к изменению ее физикомеханических свойст в микроструктуры, микротвсрдости и остаточных напряжений. Прижоги при шлифовании разделяют по внешнему виду, по характеру и глубине изменений микроструктуры поверхностного слоя. В зависимости от внешнего вида прижоги бывают сплошные вся поверхность детали покрыта прижогами пятнистые на поверхности детали имеются отдельные пятна прижогов однородные штриховые вся поверхность детали покрыта однородными штриховыми прижогами циклические штриховые штриховые прижоги циклически повторяются по поверхности детали. По характеру изменения микроструктуры поверхностного слоя различают прижоги отпуска на поверхности детали в местах прижогов только отпущенный слой металла т. В зависимости от глубины изменения микроструктуры поверхностного слоя прижоги подразделяют на мелкие глубина до 0. В зависимости от вида обработки прижоги бывают термические, шлифовочные и термошлифовочные. На производстве наиболее часто встречаются однородные или циклические штриховые прижоги. Сплошные прижоги возникают в тех случаях, когда завышен режим шлифования для данной характеристики шлифовальных кругов или применены слишком твердые шлифовальные круги. Прижоговые пятна в основном возникают в результате вибраций шпинделя вращения детали или крута, неравномерной или завышенной подачи, неравномерного припуска детали, неоднородной структуры и качества крута и других факторов. Штриховые прижоги возникают в основном в результате неоднородности качества круга, его недостаточной пористосги, вызывающей засаливание, завышенных подач, недостаточного количества или неудовлетворительной очиегки СОЖ. Трещины и микротрещины это разрыв поверхностного слоя материала деталей под воздействием внутренних напряжений. Трещины и микротрещины, которые в дальнейшем будем называть просто трещины, на поверхности детали появляются только в том случае, если величина концентрации внутренних напряжений на этих участках выше предела прочности материала детали на разрыв. По глубине проникновения в деталь трещины разделяют на два вида микротрещины глубиной до 0, мм лрещины глубиной свыше 0, мм.