Повышение эффективности и качества финишной обработки деталей из твердых и прочных материалов на основе применения ультразвуковых колебаний с амплитудой и частотой, устанавливаемыми с учетом параметров структуры

• Автор: Петровский, Алексей Петрович
• Шифр специальности: 05.02.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 218 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ МЕТОДОВ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ ПРЕЦИЗИОННЫХ ДЕТАЛЕЙ МАШИНО- И ПРИБОРОСТРОЕНИЯ
ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ
1.1 Технические требования к современным и перспективным деталям машино - и приборостроения. Технологии
и материалы
1.2 Анализ методов повышения эффективности и качества ультразвуковой абразивно-алмазной обработки конструкционных материалов машино- и приборостроения
1.3 Особенности формирования поверхностной структуры твердых и пластичных материалов в условиях ультразвукового воздействия
1.4 Выводы
ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ МАТЕРИАЛОВ И ПОКРЫТИЙ ПРИ ИХ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ОБРАБОТКЕ НА ОСНОВЕ ПРИМЕНЕНИЯ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ КОЛЕБАНИЙ С АМПЛИТУДОЙ И ЧАСТОТОЙ, УСТАНАВЛИВАЕМЫМИ С УЧЕТОМ ПАРА-
МЕТРОВ СТРУКТУРЫ
2.1 Выбор частоты ультразвука по размерным параметрам структуры обрабатываемых материалов
2.2 Модель взаимодействия ультразвуковых колебаний
с хрупкими кристаллическими материалами
2.3 Модель взаимодействия ультразвуковых колебаний
с хрупкими аморфными материалами

2.4 Модель ультразвукового разрушения отдельных кристаллических агломератов
2.5 Выводы
ГЛАВА 3. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1 Объект и предмет исследований. Общая схема экспериментов
3.2 Применяемые материалы, оборудование и аппаратура
3.3 Методика проведения эксперимента по внедрению ин-дентора конусообразной формы в исследуемый материал
3.4 Методика исследования механизма разрушения твердых
и хрупких конструкционных материалов
3.5 Методика изучения ультразвуковой размерной обработки твердых хрупких материалов
3.6 Выводы
ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
4.1 Выбор технологических условий с амплитудой и частотой при ультразвуковой обработке кварца марки КУ
4.1.1 Построение эмпирических зависимостей параметров отпечатка и технологических параметров процесса ультразвукового внедрения индентора в кварц марки КУ
4.2 Выбор технологических условий с амплитудой и частотой при ультразвуковой обработке ситалла СО
4.2.1 Построение эмпирических зависимостей параметров отпечатка и технологических параметров процесса ультразвукового внедрения индентора в ситалл

4.3 Выбор технологических условий с амплитудой и частотой при ультразвуковой обработке покрытия карбида вольфрама
4.3.1 Построение эмпирических зависимостей параметров отпечатка и технологических параметров процесса ультразвукового внедрения индентора в покрытие карбид вольфрама
4.4 Выбор технологических условий с амплитудой и частотой при ультразвуковой обработке керамики КП
4.4.1 Построение эмпирических зависимостей параметров отпечатка и технологических параметров процесса ультразвукового внедрения индентора в керамику

4.5 Обоснование малоамплитудной ультразвуковой обработки хрупких материалов с минимальным нарушением структуры материала
4.6 Выводы
ГЛАВА 5. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ
ИССЛЕДОВАНИЙ
5.1 Обоснование технологии ультразвуковой размерной обработки твердых хрупких материалов с малой дефектностью поверхностного слоя
5.2 Обоснование технологии получения неметаллических порошковых материалов с повышенной однородностью гранулометрического состава путем ультразвукового дробления
5.3 Обоснование выбора рациональных конструкций ультразвуковых излучателей и инструментов на основе компьютерного моделирования

1.3 Особенности формирования поверхностной структуры твердых
и пластичных материалов в условиях ультразвукового воздействия
Качество обработанной ультразвуком поверхности характеризуется также размерами и количеством макро- и микроизъянов, обычно локализованных в какой-то области и чаще характерных для материалов с неоднородной структурой типа крупнозернистой керамики, твердых сплавов и покрытий. Размеры таких изъянов могут доходить до 0,2 мм. Образование изъянов связано с вращением крупных абразивных зерен (особенно на боковой поверхности), кавитационной эрозией инструмента и копированием его нарушенного рельефа, а также с вырывами агломератов, вскрывающими крупные поры. На величину этих дефектов влияют размеры зерен и ширина кавитационных потоков [47].
При ультразвуковой размерной обработке заметно изменяется микротвердость поверхностного слоя, относительно исходной величины. Причем характер изменения зависит от вида ультразвукового воздействия и отличается от такового после обычной абразивной обработки. Особую сложность представляет обработка неоднородных материалов типа износостойких твердых покрытий. Результаты исследований абразивной обработки покрытий оксида алюминия [48] приведены в табл. 1.7.
После абразивной обработки (шлифование) поверхность твердого покрытия имеет развитый микрорельеф с острыми вершинами выступов и глубокими впадинами, характеризующийся значительной неоднородностью параметров.