Повышение эксплуатационных свойств тонкостенных стальных втулок сельскохозяйственной техники электромеханическим дорнованием

• Автор: Морозов, Александр Викторович
• Шифр специальности: 05.20.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 203 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1 Детали класса полые цилиндры и особенности их изготовления

1.1.1 Применяемость деталей класса полые цилиндры

1.1.2 Основные способы изготовления полых цилиндров

1.2 Способы обработки отверстий

1.2.1 Обработка отверстий лезвийным инструментом.

1.2.2 Обработка отверстий абразивным инструментом

1.2.3 Обработка отверстий упрочняющекалибрующим инструментом.

1.3 Виды и краткие технологические характеристики

процессов дорнования

1.4 Анализ условий эксплуатации и характерных износов
гладких цилиндрических сопряжений.
1.5 Обзор результатов полученных в области электромеханической обработки металлов.
1.5.1 Особенности процесса электромеханической обработки
металлов
1.5.2 Влияние электромеханического упрочнения на физикомеханические и эксплуатационные свойства деталей машин
1.5.3 Анализ работ выполненных в области электромеханической
обработки.
1.5.4 Влияние технологических режимов ЭМО на качественные показатели формируемого слоя
1.6 Обоснование проблемы и задачи исследования.
2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ПРИМЕНЕНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОГО ДОРНОВАНИЯ ТОНКОСТЕННЫХ ВТУЛОК
2.1 Обоснование возможности и условий применения технологии электромеханического дорнования тонкостенных втулок.
2.1.1 Условия применения несвободного электромеханического дорнования
2.1.2 Особенности несвободного электромеханического дорнования
2.1.3 Преимущества процесса обработки нагретых металлов.
2.1.4 Тепловые явления при электромеханическом дорновании и методы расчета глубины упрочненного поверхностного слоя
2.2 Расчет площади пятна контакта при электромеханическом дорновании
2.3 Расчет усилия возникающего при электромеханическом дорновании тонкостенной стальной втулки в замкнутом объеме
2.4 Выводы
3. ОБЩАЯ МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
х3.1 Программа исследований. .
3.2 Общая методика исследований.
3.3 Образцы для исследований и инструмент.
3.4 Экспериментальная установка, приборы и оборудование.
3.5 Методика лабораторных исследований.
3.5.1 Методика металлографических исследований структуры поверхностного слоя образованного электромеханическим дорнованием
3.5.2 Методика измерения шероховатости поверхности образованной электромеханическим дорнованием
3.5.3 Методика измерения тягового усилия при электромеханическом дорновании.
3.5.4 Методика триботехнических лабораторностендовых испытаний.
3.6 Выбор для исследования марки турбокомпрессора
3.7 Методика стендовых испытаний турбокомпрессоров, с втулками обработанными электромеханическим дорнованием
3.8 Методика эксплуатационных испытаний отремонтированных турбокомпрессоров.
3.9 Выводы
4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.
4.1 Влияние электромеханического дорнования на физикомеханические свойства поверхностного слоя тонкостенных стальных втулок
4.2 Влияние электромеханического дорнования на шероховатость и текстуру волокон тонкостенных стальных втулок.
4.3 Влияние электромеханического дорнования на изменение усилия при обработке стальных тонкостенных втулок.
4.4 Качество соединения с натягом полученного электромеханическим дорнованием тонкостенных стальных втулок
4.5 Влияние режимов электромеханического дорнования на качественные и количественные характеристики
4.5.1 Влияние режимов электромеханического дорнования на глубину упрочненного слоя.
4.5.2 Влияние режимов электромеханического дорнования на изменение шероховатости обрабатываемой поверхности
4.5.3 Влияние режимов на усилия электромеханического дорнования.
4.6 Износостойкость поверхностей обработанных электромеханическим дорнованием
4.7 Выводы
5. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОГО ДОРНОВАНИЯ ВТУЛКИ КОРПУСА СРЕДНЕГО ТУРБОКОМПРЕССОРА ТКРН
5.1 Общие правила выполнения процесса электромеханического дорнования
5.2 Анализ условий эксплуатации узла уплотнения турбокомпрессора ТКРН
5.3 Разработка технологического процесса ремонта втулки корпуса среднего турбокомпрессора методом ЭМД.
5.4 Результаты эксплуатационных испытаний
5.5 Выводы.
6. ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИССЛЕДОВАНИЙ.
6.1 Прогнозирование ресурса втулки установленной с натягом в средний корпус ту рбокомпрессора ТКРН1 электромеханическим дорнованием.
6.2 Экономическая эффективность применения технологии электромеханического дорнования тонкостенных стальных втулок.
6.3 Выводы.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ.
ЛИТЕРАТУРА


В зависимости от конструкции втулки и технических условий к отверстию трудоемкость такой обработки составляет от до общей трудоемкости изготовления детали, а для гильз силовых цилиндров . Обработка отверстий в таких деталях, в зависимости от точности, длины, диаметра и шероховатости поверхности, производится в несколько операций режущими, абразивными и, реже, калибрующими инструментами. Стоимость материала в общей себестоимости изготовления втулок, в зависимости от сложности их формы и точности отверстий, составляет от до , а для силовых гильз от до , т. С точки зрения наибольшей производительности отверстия во втулках целесообразно обрабатывать протяжками. Однако при обработке тонкостенных втулок с соотношениями 1,1 1,2 и Ш3 Ь длина детали возникает опасность потери их устойчивости, искривления оси и поломки протяжек. Яа 1, мкм. Наиболее сложны в производстве гильзы силовых цилиндров. По конструктивному оформлению, влияющему на последовательность операций, гильзы можно разделить на гладкие, осесимметричные с неглубокими выточками с приваренными штуцерами, цапфами фланцевые. В зависимости от точности отверстия 7 квалитет, шероховатости поверхности 1, Яа 0, мкм и диаметра гильзы обрабатываются по сложной, многопереходной от 4 до операций технологии при значительном отходе металла в стружку. С повышением точности отверстия, требований к снижению шероховатости поверхности втулок и гильз возрастает необходимый припуск, что увеличивает число операций, трудоемкость, металлоемкость, расход инструментов, электроэнергии, затраты на амортизацию и ремонт металлорежущего оборудования. Анализ производства показывает, что возможности увеличения производительности труда и снижения себестоимости изготовления втулок, гильз за счет дальнейшего совершенствования методов обработки металлов резанием передовыми заводами фактически исчерпаны, и без применения точных, малоотходных способов обработки даже автоматизация изготовления может во многих случаях, оказаться неэффективной. Получение отверстий высокой точности, шероховатости с заданными физикомеханическими характеристиками поверхностного слоя остается сложной технологической задачей, более сложной, чем обработка наружных поверхностей, что учитывается системой допусков и посадок. Поэтому выбор рационального способа обработки является основополагающим этапом в процессе получения отверстия требуемого качества. Существующие способы обработки отверстий можно разделить на три основные группы рис. Рисунок 1. Обработка отверстий лезвийным инструментом К способам обработки отверстий лезвийным инструментом относятся сверление, зенкерование, развертывание, растачивание и протягивание. Сверлением получают отверстия в сплошном материале. Для неглубоких отверстий используют стандартные сверла диаметром 0,. Существует два метода сверления 1 вращается сверло 2 вращается заготовка. Обработку отверстий диаметром до . Для сверления отверстий диаметром свыше мм применяют сверла или сверлильные головки специальных конструкций. При обработке глубоких отверстий ЬЕ трудно обеспечить требуемое положение оси отверстия относительно ее наружной цилиндрической поверхности. Чем больше длина отверстия, тем больше увод инструмента. Зенкерование предварительная операция, предназначенная для обработки отверстий, полученных в результате сверления, рассверливания спиральными сверлами, а также отверстий в литых и штампованных заготовках под последующее развертывание, растачивание или протягивание. Зенкерованием обрабатывают цилиндрические углубления под головки винтов, гнезд под клапаны и др. Режущим инструментом при зенкеровании является зенкер. Зенкеры изготавливают цельными с числом зубьев 3. Рабочая часть зенкеров, изготовленных из быстрорежущих сталей, должна иметь твердость . НЯС и равномерную конусность по направлению к хвостовику 0, 0,1 мм на 0 мм длины. Зенкерование является производительным методом повышает точность предварительно обработанных отверстий, частично исправляет искривление оси после сверления. Для повышения точности обработки используют приспособления с кондукторными втулками. Зенкерованием обрабатывают сквозные и глухие отверстия.