WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||

4 1 2 8 3,5 3,Н Н 3 Pz Pz 2,5 2,1,1,% 030% 58 11 A G а б 2 Н 3,5 Н 3,3 Pz Pz 2,2, 5 2 1,4 1, 0 30 60 мкм % 5 8 11 G A в г Рис. 9. Влияние амплитуды УЗК А (а, в) и глубины модуляции G (б, г) на касательную составляющую силы выглаживания Pz при УЗ-выглаживании заготовок из сталей 95Х18 (а, б), 40Х (в, г): S = 0,036 мм/об, V = 40 м/мин, R = 1,5 мм; 1, 2, 3, 4 – G = 0; 30; 60; 90 %; 5, 6, 7, 8 – A = 5; 8; 11; 14 мкм Это связано с тем, что с увеличением амплитуды УЗК одноМПа временно увеличивается глубина рабочего натяга и, следовательно, нагрузка на инструНмент. Применение модулированных по амплитуде УЗК способствует уменьшению вели2 чины рабочего натяга, причем мм мм 0 0,05 0,1 0,14 0,19 0,чем больше глубина модуляh ции, тем меньше рабочий натяг, что приводит к снижению Рис. 10. Распределение микротвёрдости Нсоставляющих силы обработки обработанной поверхности заготовок из стаи является причиной уменьли Р18 по глубине поверхностного слоя h:

шения касательной составS = 0,036 мм/об, V = 46 об/мин, Р = 200 Н, ляющей Pz (рис. 9). Эта закоR = 3 мм; 1 – без УЗК; 2 – с УЗК; 3 – с номерность наблюдалась при амплитудной модуляцией УЗК; 4 – с амобработке заготовок из всех плитудно-частотной модуляцией УЗК материалов (см. рис. 9, б, г).

Наибольшее снижение составляющей силы выглаживания Pz ( 40 … 50 % ) соответствует глубине модуляции 90 % и отмечено при обработке с амплитудой 14 мкм. При выглаживании с меньшими амплитудами степень уменьшения силы Pz меньше, порядка 16 … 20 %. При использовании модуляции УЗК малой амплитуды (5…8 мкм) эффект снижения Pz незначителен.

Подтверждено, что наибольшее упрочнение по сравнению частотно-модулированными и немодулированными УЗК обеспечивается при амплитудной модуляции (рис. 10).

Экспериментальные исследования касательно-осевого способа наложения а б УЗК в качестве основного критерия эффективности потребовали экспериментальных замеров составляющих силы обработки. В результате наложения УЗК при углах наклона порядка 60 удалось достичь уменьшения сил выглаживания Py и Pz до 60 %. Это позволило интенсифицив г ровать процесс выглаживания без потери Рис. 11. Микрорельеф обработанкачества обработки и осуществлять уп- ной поверхности касательно-осевыми УЗК на образцах из стали рочнение при тех же значениях усилия 40Х: исходный РМР с увеличенидеформирования на подачах порядка ем в 30 раз (а, в) и полученный 0,2 … 0,7 мм/об, получая РМР на обрабоРМР с увеличением в 50 раз (б) и танной поверхности по установленным 63 раза (г) аналитическим зависимостям (рис. 11).

Такая производительная обработка с благоприятными усилиями деформирования получила название «бархатного» выглаживания.

В процессе алмазного выглаживания с радиальным наложением УЗК достигнута регуляризация обрабатываемых поверхностей как в окружном, так и в осевом направлении. На глубину получаемых в процессе такой обработки масляных карманов (рис. 12, 13) в большей мере оказывают влияние величина усилия деформирования, радиус алмазного выглаживателя и глубина модуляции ультразвукового воздействия. Данная технология позволила получить масляные карманы глубиной 30 мкм и радиусом 400 … 500 мкм.

а б а б в г в г Рис. 12. Микрорельеф обработан- Рис. 13. Микрорельеф обработанной поверхноной поверхности на заготовках из сти заготовок из стали 95Х18 (а, б) и 40Х (в, г) стали Р18 с увеличением в 30 (а, б) при выглаживании с амплитудной (а, в) и ами 63 раза (в, г): S = 0,036 мм/об, плитудно-частотной (б, г) модуляцией УЗК с V = 37 м/мин; а – без УЗК; б – с увеличением в 30 (б), 50 (а) и 63 (в, г) раз (услоУЗК; в – с амплитудной модуляцивия см. рис. 12) ей УЗК; г – с амплитудно-частотной модуляцией В пятой главе описаны условия опытно-промышленной апробации результатов исследований: технологии алмазного УЗ-выглаживания с образованием РМР на финишной операции изготовления штамповочного инструмента – пуансонов (сталь Р18) 3-й и 4-й вытяжки гильзы пистолетно-спортивного патрона «Luger» (калибр 9 мм) на ОАО "Ульяновский патронный завод"; при ремонте шеек валов (сталь 12Х18Н10Т) валопровода теплохода ПР.112 на ЗАО «Криушинская судоремонтная компания»; «бархатного» УЗ-выглаживания на операции окончательной обработки оси сателлитов дифференциала 1111–2303010 редуктора переднего моста электрокара «Гольфкар» (сталь 40Х) на ОАО «Ульяновский механический завод».

Результаты испытаний подтвердили высокую эффективность предложенных разработок, обеспечивающих повышение износостойкости обработанных деталей в условиях действующего производства: в 1,5 – 2 раза при «бархатном» выглаживании, в 1,4 – 1,7 раз при выглаживании с радиальным наложением амплитудно-модулированных УЗК.

Приложения включают результаты многофакторных исследований и регрессионные зависимости для расчета критериев эффективности алмазного УЗ-выглаживания, метрологическую оценку результатов экспериментальных исследований и акты опытно-промышленных испытаний.

3. ОБЩИЕ ВЫВОДЫ В диссертационной работе выполнен комплекс теоретико-экспериментальных исследований процесса упрочнения материала заготовок при алмазном УЗ-выглаживании, разработаны новые теоретические положения о процессе накопления деформаций с учетом УЗ-воздействия. В результате исследований получены следующие научные выводы и практические результаты:

1. На основе механики поверхностного упрочнения разработана математическая модель процесса упрочнения обработанной поверхности при алмазном УЗ-выглаживании, адекватно учитывающая как параметры УЗвоздействия, в том числе модулированного, так и направление приложенных УЗК, и позволяющая прогнозировать значения микротвердости поверхности после обработки.

2. Установлено, что применение модуляции УЗ-поля позволяет увеличить значения накопленной деформации поверхностного слоя, причем применение амплитудной модуляции обеспечивает большую эффективность этого процесса по сравнению с частотной. В результате применения модулированных по амплитуде УЗК наблюдается увеличение глубины наклепа до 20 % и величины сжимающих остаточных напряжений до 18 % в поверхностном слое обработанных заготовок.

3. Экспериментальным путем подтверждено, что использование энергии касательно-осевых УЗ-колебаний позволяет уменьшить касательную составляющую силы выглаживания до 60 %, увеличить величину сжимающих остаточных напряжений на 20 %. Данный вид обработки при определенных углах наложения отличается небольшими величинами статических нагрузок, и получил название «бархатного» выглаживания.

4. На основе анализа критериев эффективности процесса алмазного УЗвыглаживания установлены рациональные области применения традиционного выглаживания с радиальным наложением УЗК и «бархатного» выглаживания.

5. Определены условия формирования РМР в виде лунок (при радиальном наложении УЗК) и винтовых и синусоидальных канавок (при «бархатном» выглаживании) на обрабатываемых поверхностях в зависимости от параметров модуляции УЗК и схемы их наложения.

7. Опытно-промышленными испытаниями результатов исследований установлено, что износостойкость поверхностей обработанных деталей повысилась в среднем в 1,5 раза. Общий ожидаемый экономический эффект от внедрения разработок по трем предприятиям составил свыше 462 тыс. руб. в год.

Основное содержание диссертации опубликовано в трех изданиях, включенных в перечень ВАК РФ:

1. Киселев, Е. С. Эффективность применения газообразных СОТС в процессе ультразвукового алмазного выглаживания / Е. С. Киселев, З. В. Степчева // Технология машиностроения. – 2007. – № 5. – С. 21 – 24.

2. Киселев, Е. С. Эффективность касательно-осевых наложений ультразвуковых колебаний в процессе алмазного выглаживания стальных заготовок / Е. С. Киселев, З. В. Степчева // Упрочняющие технологии и покрытия. – 2007. – № 7. – С. 34 – 38.

3. Киселев, Е.С. Использование ультразвука при обработке заготовок шлифованием и алмазным выглаживанием / Е. С. Киселев, В. Н. Ковальногов, З. В. Степчева // Упрочняющие технологии и покрытия. – 2007.– № 8. – С. 49 – 53.

Публикации в других изданиях:

4. Киселев, Е. С. Исследование эффективности амплитудной модуляции ультразвукового сигнала при алмазном выглаживании / Е. С. Киселев, З. В. Степчева, А. В. Маттис // Машиностроение и техносфера XХI века:

сборник трудов XIII международной научно-техн. конф. – Донецк: ДНТУ. – 2006. – Т.2. – С. 89 – 99.

5. Киселев, Е. С. Эффективность применения модуляции ультразвуковых колебаний при алмазном выглаживании заготовок / Е. С. Киселев, З. В. Степчева // Вестник Ульян. госуд. техн. унив.– 2007. – Вып. 1. – С. 36 – 39.

6. Киселев, Е. С. Перспективы применения ионно-электронных технологий подачи СОТС в процессе ультразвукового алмазного выглаживания / Е. С. Киселев, З. В. Степчева // Экология и безопасность жизнедеятельности промышленно-транспортных систем «ELPIT-2007»: сборник трудов 3-й международной научно-техн. конф. – Тольятти: TГУ, 2007. – Т. 5. – С. 40 – 44.

7. Киселев, Е. С. Формирование регулярного микрорельефа при алмазном выглаживании модулированными ультразвуковыми колебаниями / Е. С.

Киселев, З. В. Степчева // Вестник двигателестроения. – Запорожье: Мотор Сич, 2007. – № 2. – С. 120 – 125.

8. Киселев, Е. С. Формирование регулярного микрорельефа ультразвуковым алмазным выглаживанием с предварительной релаксацией остаточных напряжений / Е. С. Киселев, З. В. Степчева, П. А. Половников // Прогрессивные технологии и системы машиностроения: международный сборник научных трудов. – Донецк: ДонНТУ. – 2007. – Вып. 34. – С. 103 – 109.

9. Степчева, З. В. Расчет глубины упрочнения поверхностного слоя при ультразвуковом алмазном выглаживании // Авиакосмические технологии «АКТ-2007»: труды VIII Всероссийской с международным участием научно-техн. конф. и школы молодых ученых, аспирантов и студентов. – Воронеж: ГОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет», 2007. – С. 38 – 42.

10. Ковальногов, В. Н. Снижение силовой напряженности алмазного выглаживания за счет совмещения с обработкой резанием / В. Н. Ковальногов, Д.Н. Малышев, З. В. Степчева // Материаловедение и технология конструкционных материалов – важнейшие составляющие компетенции современного инженера. Проблемы качества технологической подготовки: сборник статей Всероссийского совещания заведующих кафедрами материаловедения и конструкционных материалов. – Волжский: ВИСТех (филиал) ВолгГАСУ, 2007. – С. 224 – 227.

11. Киселев, Е. С. К вопросу расчета накопленной деформации при ультразвуковом алмазном выглаживании / Е. С. Киселев, З. В. Степчева // Там же (см. п. 10). – С. 220-224.

12. Степчева, З. В. Моделирование контактного взаимодействия в процессе ультразвукового алмазного выглаживания // Там же (см. п. 10). – С. 322 – 325.

Автореферат СТЕПЧЕВА З. В.

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ АЛМАЗНОГО ВЫГЛАЖИВАНИЯ НА ОСНОВЕ РАЦИОНАЛЬНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ МОДУЛИРОВАННОГО УЛЬТРАЗВУКОВОГО ПОЛЯ Подписано в печать 10.10.2007. Формат 60х84/16.

Бумага писчая. Усл. печ.л. 1,16.

Тираж 100 экз. Заказ 1310.

Типография УлГТУ. 432027, Ульяновск, ул. Сев. Венец, 32.

Pages:     | 1 | 2 ||



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.