Определение параметров качества поверхностного слоя деталей после механической обработки с учетом дислокационных и структурно-фазовых превращений
Определение накопленной энергии деформации и остаточных напряжений, обусловленных структурно-фазовыми превращениями в поверхностном слое деталей машин при механической обработке. Расчет энергетического критерия качества поверхностного слоя детали.
Рубрика | Производство и технологии |
Вид | автореферат |
Язык | русский |
Дата добавления | 10.08.2018 |
Размер файла | 150,4 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
1
Размещено на http://www.allbest.ru/
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук
05.02.08 - Технология машиностроения
Определение параметров качества поверхностного слоя деталей после механической обработки с учетом дислокационных и структурно-фазовых превращений
Виноградова Наталья Владимировна
Рыбинск - 2011
Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования - Рыбинской государственной авиационной технологической академии имени П.А. Соловьева на кафедре «Технология авиационных двигателей и общего машиностроения»
Научный руководитель: заслуженный деятель науки и техники Российской Федерации, доктор технических наук, профессор Безъязычный Вячеслав Феоктистович
Официальные оппоненты
доктор технических наук, профессор Непомилуев Валерий Васильевич
кандидат технических наук Заваркин Вадим Николаевич
Ведущая организация Донской государственный технический университет
Ученый секретарь диссертационного совета Конюхов Б.М.
1. Общая характеристика работы
Актуальность темы.
Развитие современной техники и технологии связано с повышением требований к физико-механическим свойствам материалов и совершенствованием технологических процессов механической обработки. Обеспечение требуемых параметров точности обработки и качества обработанной поверхности возможно лишь при управлении процессом механической обработки, для чего необходимо знать поведение физико-механических свойств материала детали под влиянием множества различных факторов, иметь обобщенные аналитические зависимости между характеристиками качества поверхностного слоя и технологическими параметрами процесса механической обработки.
Настоящая работа посвящена изучению процессов формирования параметров качества поверхностного слоя деталей машин, влияющих на эксплуатационные свойства: накопленной энергии деформации в поверхностном слое и остаточных напряжений в поверхностном слое деталей при различных методах обработки, а также построению математической модели и разработке методики расчета, позволяющей рассчитывать накопленную энергию и остаточные напряжения от структурно-фазовых превращений в поверхностном слое деталей после механической обработки.
В настоящее время существуют методики расчета, которые учитывают одновременное влияние теплового и силового факторов на формирование остаточных напряжений в поверхностном слое детали, а остаточные напряжения, обусловленные структурно-фазовыми изменениями в поверхностном слое при механической обработке, не учитываются. Их учет позволит более качественно выполнять расчет параметров качества поверхностного слоя детали и тем самым контролировать процесс механообработки, что обеспечит изготовление качественной, надежной и долговечной продукции.
Цель работы. Расчетное определение накопленной энергии деформации и остаточных напряжений, обусловленных структурно-фазовыми превращениями в поверхностном слое деталей машин при механической обработке.
Для достижения цели в работе решались следующие задачи:
1. На основе анализа существующих исследований выявить механизм влияния остаточных напряжений в поверхностном слое деталей после механической обработки на эксплуатационные свойства, а также механизм формирования качества поверхностного слоя. Выполнить обзор методик расчетного определения остаточных напряжений при различных методах обработки.
2. Разработать математическую модель расчета накопленной энергии в поверхностном слое деталей при различных методах обработки.
3. Разработать методику и алгоритм расчета энергетического критерия качества поверхностного слоя детали после механической обработки.
4. Разработать математическую модель, позволяющую рассчитывать остаточные напряжения от структурно-фазовых превращений в поверхностном слое деталей после механической обработки.
5. Провести экспериментальные исследования по изучению вопроса кинетики структурно-фазовых превращений в поверхностном слое детали после механической обработки.
6. Разработать методику и алгоритм расчета остаточных напряжений, обусловленных структурно-фазовыми превращениями в поверхностном слое деталей после обработки лезвийным инструментом и шлифования.
Основные положения, выносимые на защиту:
Математическая модель взаимосвязи удельной накопленной энергии деформации в поверхностном слое деталей и физико-механических параметров качества поверхностного слоя деталей машин.
Математические зависимости удельной накопленной энергии деформации в поверхностном слое деталей от параметров процесса резания для токарной обработки и шлифования (режимов резания и геометрии режущей части инструмента).
Методика расчета энергетического критерия качества поверхностного слоя детали после механической обработки.
Математическая модель формирования остаточных напряжений, обусловленных структурно-фазовыми превращениями в поверхностном слое деталей из углеродистых и легированных сталей после механической обработки.
Методика расчетного определения остаточных напряжений, обусловленных структурно-фазовыми превращениями в поверхностном слое деталей из углеродистых и легированных сталей после механической обработки.
Общая методика исследований.
Работа основана на теоретических методах исследования процессов изменения дислокационной структуры, накопления скрытой энергии деформации, а также теоретических и экспериментальных методах исследования процессов структурно-фазовых превращений, параметров состояния поверхностного слоя материала после механической обработки. При проведении исследований использовались фундаментальные положения физики твердого тела, теории дислокаций, технологии машиностроения и обработки материалов резанием. Эксперименты проводились по стандартным, общепринятым методикам исследования качества поверхностного слоя. Анализ и обработка экспериментальных данных, проверка параметров качества математических моделей производились с использованием программных продуктов Mathsoft® Mathcad, Microsoft® Office Excel.
Научная новизна.
Разработана математическая модель взаимосвязи удельной накопленной энергии деформации в поверхностном слое деталей и физико-механических параметров качества поверхностного слоя деталей машин.
Предложены математические зависимости для определения удельной накопленной энергии деформации в поверхностном слое деталей от параметров процесса резания для токарной обработки и шлифования.
На основе анализа структурных и фазовых изменений в поверхностном слое материала обрабатываемых деталей установлена математическая модель формирования остаточных напряжений, обусловленных структурно-фазовыми превращениями в поверхностном слое деталей из углеродистых и легированных сталей после механической обработки.
Практическая ценность и реализация результатов работы.
Разработанные алгоритм и методика расчета энергетического критерия качества поверхностного слоя детали после механической обработки позволяют путем расчета технологических условий обработки управлять процессом механической обработки с целью обеспечения заданного предела выносливости материала обработанной детали.
Разработанные алгоритм и методика расчетного определения остаточных напряжений, обусловленных структурно-фазовыми превращениями в поверхностном слое детали после механической обработки, позволяют технологу на стадии проектирования технологического процесса с более высокой точностью определять величину остаточных напряжений в зависимости от режимов обработки и геометрии режущего инструмента.
Апробация работы.
Основные положения и результаты выполненной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях: Всероссийской научно-технической конференции с международным участием «Высокие технологии в машиностроении», Самара, 2008 г.; Международном молодежном форуме «Будущее высоких технологий и инноваций за молодой Россией», Санкт-Петербург, 2009 г.; Всероссийской научно-технической конференции «Повышение эффективности механообработки на основе моделирования физических явлений», Рыбинск, 2009 г.; Международной научно-технической конференции «НОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИИ В МАШИНОСТРОЕНИИ», Брянск, 2009 г., 2010 г.; 63-й Региональной научно-технической конференции студентов, магистрантов и аспирантов высших учебных заведений с международным участием, посвященной 1000-летию Ярославля, Ярославль, 2010 г.; Научно-практической конференции «Наукоемкие технологии в машиностроении», Ишимбай-Уфа, 2010 г.; Международной научной конференции «Актуальные вопросы современной техники и технологии», Липецк, 2010 г.; IX Международной научно-технической конференции «Инновация, экология и ресурсосберегающие технологии на предприятиях машиностроения, авиастроении, транспорта и сельского хозяйства «ИнЭРТ-2010», Ростов-на-Дону, 2010 г и др.
Публикации.
По теме диссертации опубликовано 13 работ, в том числе 3 - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объем работы.
Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов по работе, списка использованных источников, приложения. Объем работы - 261 страница машинописного текста, включающего 97 рисунков в тексте работы и 45 рисунков в приложении, 20 таблиц, 119 формул, список использованных источников из 72 наименований.
2. Основное содержание работы
Во введении обоснована актуальность проблемы, решаемой в диссертационной работе, дана общая характеристика направления исследований.
В первой главе выполнен обзор литературных данных по состоянию вопроса. Как известно, в процессе резания происходит взаимодействие инструмента с материалом обрабатываемой детали, при этом поверхностный слой подвергается упругопластическому деформированию, в нем протекают структурно-фазовые превращения. Важную роль в обеспечении заданных эксплуатационных свойств детали и её надёжности играет остаточное напряжённо-деформированное состояние материала, являющееся результатом термомеханического воздействия на материал в ходе обработки.
Исследование состояния и свойств материала поверхностного слоя при механической обработки выполнено в работах таких ученых, как М.О. Якобсон, Б.Е. Дьяченко, В.С. Мухин, А.А. Маталин, А.Д. Макаров, А.М. Сулима, А.В. Подзей, Б.А. Кравченко, И.В. Крагельский, В.М. Смелянский, А.Г. Суслов, В.К. Старков, А.Н. Овсеенко, А.В. Тотай, В.И. Бутенко, В.Ф. Безъязычный и др. Состояние технологического обеспечения эксплуатационных свойств деталей машин и механизмов освещено в работах Э.В. Рыжова, А.Г. Суслова, А.М. Дальского, А.М. Сулимы и др. Существенный вклад в развитие расчетных методов определения параметров качества поверхностного слоя внесли А.В. Подзей, Б.А. Кравченко, В.Ф. Безъязычный, А.Н. Овсеенко, С.А. Букатый и др. В соответствии с исследованиями, выполненными учеными: В.К. Старковым, В.И. Бутенко, А.В. Тотай, М.А. Прокофьевым, М.В. Тимофеевым, В.Я. Коршуновым и др. многие эксплуатационные свойства деталей машин определяются энергетическим состоянием материала поверхностного слоя, т.е. величиной накопленной энергии в процессе механической обработки. Данная энергия, вносящая изменения в энергию межатомных связей деформируемого материала, ответственна за изменение свойств контактных слоев стружки, детали и инструмента.
При изучении остаточных напряжений большинство исследований показывают, что на формирование остаточных напряжений превалирующее влияние оказывают три фактора: 1) пластическая деформация металла поверхностного слоя под действием сил резания; 2) упругопластические деформации из-за неравномерного теплового расширения металла в поверхностном слое; 3) структурно-фазовые изменения в материале при его термопластическом деформировании. Задача расчетного определения остаточных напряжений, обусловленных одновременно температурным и силовым факторами, в поверхностном слое деталей была решена в работах В.Ф. Безъязычного. Вопрос о теоретическом расчете остаточных напряжений от структурно-фазовых превращений в ходе механической обработки впервые был освещен в работах А.И. Исаева, Б.А. Кравченко, А.Н. Овсеенко, С.С. Силина и др.
Разработке расчетных зависимостей для определения накопленной энергии деформации в поверхностном слое детали после механической обработки посвящена вторая глава диссертации. Скрытая энергия деформации является параметром, определяющим свойства поверхностных слоев обработанной детали, так как трансформация свойств этих слоев относительно исходных является результатом изменения энергии межатомных или межмолекулярных связей, то есть результатом поглощения или выделения энергии.
В работе получена математическая зависимость, позволяющая рассчитывать удельную скрытую энергию деформации:
, (1)
где W - удельная накопленная энергия, Дж/мм3; Q - коэффициент пропорциональности, Q = 0,5…1; G - модуль сдвига материала обрабатываемой детали, МПа; б' - параметр междислокационного взаимодействия; hс - глубина наклепа, мм;- предел прочности обрабатываемого материала, МПа; 0,2 - предел текучести условный с допуском на величину пластической деформации при нагружении 0,2%, МПа; - предел прочности электротехнической стали, принятой за эталон, МПа; 1,25 - коэффициент, имеющий размерность в мкм.
На примере материалов: сталь 15, сталь 45, ХН77ТЮР, ВТ3-1 - был выполнен расчет удельной скрытой энергии деформации при точении и шлифовании. Из анализа построенных графиков изменения удельной скрытой энергии деформации была получена зависимость, позволяющая рассчитывать скрытую энергию деформации при токарной обработке в поверхностном слое материалов в зависимости от параметров процесса резания:
, (2)
где W - удельная накопленная энергия, Дж/мм3; t - глубина резания, мм; v - скорость резания, м/мин; S - подача, мм/об; д - относительное удлинение; ц - главный угол в плане, градус; б - задний угол резца, градус; г - передний угол резца, градус; с1 - радиус округления режущей кромки резца, мкм; r - радиус при вершине резца в плане, мм.
При обработке шлифованием зависимости для расчета удельной скрытой энергии деформации представлены следующими выражениями:
при обработке стали 15 ;
при обработке стали 45 ;
при обработке ХН77ТЮР ; (3)
при обработке ВТ3-1 ,
где W - удельная накопленная энергия, Дж/мм3; Vкр - скорость вращения шлифовального круга, м/с; Sпр - продольная подача, м/с.
Распределение накопленной энергии деформации по глубине поверхностного слоя можно установить по выражению, полученному М.А. Прокофьевым:
, (4)
где Wh - скрытая энергия деформации на глубине поверхностного слоя h, Дж/мм3; W - удельная накопленная энергия деформации на поверхности детали, Дж/мм3; k - коэффициент, характеризующий интенсивность изменения скрытой энергии деформации по глубине поверхностного слоя; h - глубина залегания энергии, мкм.
Полученные автором диссертации зависимости для определения скрытой энергии деформации использованы для расчета энергетического критерия качества поверхностного слоя з, впервые введенного Старковым В. К. (алгоритм расчета данного критерия представлен на рис. 1).
Размещено на http://www.allbest.ru/
1
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рис. 1. Алгоритм расчетного определения энергетического критерия качества поверхностного слоя деталей после механической обработки
В третьей главе представлены общие теоретические положения по расчетному определению остаточных напряжений, обусловленных структурно-фазовыми превращениями в поверхностном слое деталей после механической обработки, а также результаты расчета остаточных напряжений от структурно-фазовых превращений в поверхностном слое детали при токарной обработке и шлифовании.
Для определения остаточных напряжений от структурно-фазовых превращений была использована методика расчета остаточных напряжений с учетом структурно-фазовых превращений при термической обработке, разработанная В.В. Абрамовым, которая, по мнению автора диссертации, может быть распространена и на данное исследование, так как процесс механической обработки сопровождается значительным нагреванием поверхностных слоев, вызывая при этом структурные превращения в поверхностном слое. Для этого в формулах напряжений и перемещений под функцией дi следует понимать суммарное (температурное дit и структурное дiсф) относительное расширение в любой точке сечения тела i-го слоя.
Общее выражение для расчета осевых напряжений от структурно-фазовых превращений усф:
, (5)
где дсф - относительное структурное расширение слоя; Е - модуль упругости обрабатываемого материала; S - глубина поверхностного слоя, в котором произошли структурно-фазовые изменения.
Относительные свободные удлинения при нагревании для аустенита (дг)t и при охлаждении для мартенсита (дм)t в зависимости от температуры t рассчитываются по формулам, полученным проф. В.В. Абрамовым:
(дг)t=10-6Аиm - В, (6) (дм)t=10-6Сиm+D, (7)
где А, В, С, D - величины, определяемые по зависимостям, полученным в работе (табл. 1); иm - максимальная температура поверхности обрабатываемой детали.
Таблица 1. Уравнения аппроксимации для величин A, B, C, D, Мн, Мк, А0
Показатель |
Уравнение аппроксимации |
Коэффициент детерминации |
|
А |
А = 22,38·С-0,001 |
R2=0,9396 |
|
В |
В = 0,0848·С-0,124 |
R2=0,9239 |
|
С |
С = 11,635·С-0,001 |
R2=0,9396 |
|
D |
D = 0,0705·С1,3124 |
R2=0,9937 |
|
Мн |
Мн = 237,67·С-0,3279 |
R2=0,9945 |
|
Мк |
Мк = -262,5·lnС-143 |
R2=0,9916 |
|
А0 |
А0 = 19,538·С2,6284 |
R2=0,8222 |
При токарной обработке температура иm находится по зависимости, полученной проф. В.Ф. Безъязычным:
, (8)
где иm - максимальная температура на поверхности обрабатываемой детали, °С; иA - температура на условной вершине резца, °С; Си, х1…х4, d - величины, зависящие от свойств обрабатываемого и инструментального материалов, геометрии режущей части инструмента, режима обработки; с1 - радиус округления режущей кромки инструмента, мм; а1 - толщина среза, мм; б - задний угол резца, градус; г - передний угол резца, градус; Б - безразмерный комплекс, характеризующий степень влияния режимных условий процесса по сравнению с влиянием теплофизических свойств обрабатываемого материала; В - безразмерный комплекс, характеризующий угол наклона условной плоскости сдвига, то есть степень пластических деформаций металла снимаемого припуска и поверхностного слоя обрабатываемой детали; Г - безразмерный комплекс, отражающий влияние геометрии инструмента и отношения теплопроводностей инструментального и обрабатываемого материалов.
При шлифовании температура иm определялась по известной зависимости для максимальной температуры на поверхности детали при действии источника тепла в течение времени ф2 путем интегрирования уравнения теплопроводности для плоского мгновенного источника тепла:
, (9)
где л - теплопроводность обрабатываемого материала; Сс - удельная объемная теплоемкость обрабатываемого материала; а - температуропроводность обрабатываемого материала; ф1 = l/Sпр, , Sпр - продольная подача (скорость детали), - длина дуги контакта шлифовального круга с деталью; Dк - диаметр шлифовального круга; t - глубина резания; q - мощность теплового потока.
При расчете остаточных напряжений от структурно-фазовых превращений целесообразно рассматривать режимы обработки, обеспечивающие температуру нагрева поверхностного слоя выше исф = 727 °С и глубину поверхностного слоя, в котором температура превышает эти 727 °С, что соответствует началу аустенитного превращения в углеродистой стали при нагреве. В качестве примера был выполнен расчет структурно-фазовых напряжений по глубине поверхностного слоя при нагревании и охлаждении, а также остаточных напряжений для сталей 15 и 45, обработанных на различных режимах точением и шлифованием. По результатам расчета были построены эпюры распределения этих напряжений по глубине поверхностного слоя (рис. 2 и 3).
Рис. 2. Эпюры распределения структурно-фазовых напряжений в поверхностном слое материала детали при нагревании, охлаждении и остаточных напряжений при токарной обработке (сталь 45: S=0,23 мм/об, t = 0,8 мм, ц=45, ц1=15°, б=г=10°, Дизн = 20 мкм, r = 0,5 мм, с1=30 мкм)
Рис. 3. Эпюры распределения структурно-фазовых остаточных напряжений после шлифования в зависимости от скорости резания Vкр (сталь 45: Sпр= 0,0225 м/с, t = 0,05 мм)
Экспериментальному исследованию кинетики структурно-фазовых превращений в поверхностном слое деталей после обработки шлифованием посвящена четвертая глава, где выполнен анализ и обсуждение результатов экспериментов на модельном материале сталь 45 в исходном состоянии.
Диапазон значений продольной подачи составил Sпр = 1,2…20,8 м/мин при глубине резания t = 40 и 80 мкм. В качестве инструмента применялся шлифовальный круг марки 25А25СМ1-КВ3 35 м/с max, диаметром 200 мм и толщиной 25 мм. Определение глубины поверхностного слоя, в котором произошло структурно-фазовое превращение, проводилось на инвертированном металлургическом микроскопе Epiphot 300 фирмы Nikon. Результаты измерения представлены графически на рис. 4.
Размещено на http://www.allbest.ru/
1
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рис. 4. График результатов экспериментального исследования глубины поверхностного слоя, в котором произошло структурно-фазовое превращение
Для подтверждения методики и математической модели для расчета структурно-фазовых остаточных напряжений в поверхностном слое детали после механической обработки было проведено сопоставление экспериментальных данных значений глубины поверхностного слоя, в котором произошло структурно-фазовое превращение, со значениями глубины поверхностного слоя h с изменённой структурой, полученными в ходе расчетов в главе 3 (табл. 2).
Таблица 2. Сопоставление расчетных и экспериментальных значений глубины поверхностного слоя с изменённой структурой (сталь 45: Vкр = 35 м/с, t = 0,08 мм)
Скорость детали (продольная подача) Sпр, м/мин |
Глубина поверхностного слоя с измененной структурой h, мкм, (расчёт) |
Глубина поверхностного слоя с измененной структурой h, мкм, (эксперимент) |
Расхождение, % |
|
1,2 |
562 |
475 |
18 |
|
1,8 |
392 |
375 |
4,5 |
|
2,7 |
267 |
329 |
19 |
|
4,1 |
169 |
173 |
2 |
|
6,1 |
99 |
89 |
11 |
|
9,1 |
50 |
62 |
19 |
Погрешность расчета в диапазоне значений продольной подачи Sпр = 1,2…9,1 м/мин составила не более 19%, что говорит об адекватности разработанной модели и методики расчета.
Пятая глава посвящена практическому использованию результатов исследования. На основе полученных автором диссертации моделей расчета остаточных напряжений от структурно-фазовых превращений в поверхностном слое детали предложена методика расчетного определения данного вида остаточных напряжений, которая позволяет по заданным технологическим условиям механической обработки рассчитывать температуру в поверхностном слое детали при обработке, выявлять режимы обработки, при которых произойдет структурно-фазовое превращение и для них определять глубину поверхностного слоя с превращением и остаточные напряжения. Эта методика представлена в виде алгоритма на рис. 5.
Размещено на http://www.allbest.ru/
1
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рис. 5. Алгоритм расчетного определения остаточных напряжений, обусловленных структурно-фазовыми превращениями в поверхностном слое деталей после механической обработки
Также был выполнен расчет и сравнительный анализ остаточных напряжений, обусловленных одновременно температурным и силовым факторами, остаточных напряжений от структурно-фазовых превращений, а также суммарных остаточных напряжений при токарной обработке и шлифовании, который показал, что в поверхностном слое на глубине до 20-25 мкм структурно-фазовые остаточные напряжения имеют знак, отличный от знака остаточных напряжений, обусловленных тепловым и силовым воздействием на поверхностный слой, что говорит об уменьшении структурно-фазовыми остаточными напряжениями отрицательного влияния растягивающих остаточных напряжений, обусловленных температурным и силовым факторами.
Основные результаты и выводы
1. Анализ и обобщение ранее выполненных исследований по технологическому обеспечению эксплуатационных свойств деталей машин показали, что на эксплуатационные характеристики, такие как прочность при статическом и циклическом нагружении, сопротивление усталости, важное влияние оказывают остаточные напряжения в поверхностном слое. Более глубокое изучение механизма формирования структуры и качества поверхностного слоя деталей в процессе обработки возможно с использованием накопленной энергии деформации.
2. Полученное на основе энергетического подхода к проблеме определения взаимосвязи накопленной энергии деформации с параметрами качества поверхностного слоя, уравнение взаимосвязи удельной скрытой энергии деформации с глубиной наклепа позволяет рассчитывать уровень удельной скрытой энергии деформации в зависимости от технологических условий механической обработки.
3. Полученные автором зависимости удельной скрытой энергии деформации от параметров механической обработки, а также методика и алгоритм расчета энергетического критерия качества поверхностного слоя детали позволяют рассчитывать уровень энергии, запасаемой поверхностным слоем, в зависимости от технологических условий токарной обработки и шлифования, а также определять энергетический критерий качества поверхностного слоя.
4. Разработанная методика расчета остаточных напряжений, обусловленных структурно-фазовыми превращениями в поверхностном слое деталей после механической обработки, позволяет определять данный вид остаточных напряжений путем расчёта относительного структурного линейного расширения слоёв по сечению поверхностного слоя материала детали при нагревании в процессе обработки и последующем охлаждении.
5. Глубина поверхностного слоя, в котором будут формироваться структурно-фазовые остаточные напряжения, изменяется в зависимости от параметров резания и определяется глубиной поверхностного слоя, в котором температура нагрева в момент обработки превышает 727°С, что соответствует началу аустенитного превращения.
6. Разработанные теоретические положения по расчетному определению остаточных напряжений, обусловленных структурно-фазовыми превращениями в поверхностном слое деталей после механической обработки, проверены экспериментальными исследованиями, которые свидетельствуют, что разработанные математическая модель и методика расчета структурно-фазовых остаточных напряжений в поверхностном слое детали после механической обработки позволяют определять глубину поверхностного слоя, в котором произошло данное превращение и рассчитывать величину остаточных напряжений от структурно-фазовых превращений в поверхностном слое детали.
7. Разработанные алгоритм и методика расчетного определения остаточных напряжений, обусловленных структурно-фазовыми превращениями в поверхностном слое детали после механической обработки, представляют практический интерес и позволяют технологу на стадии проектирования технологического процесса определять и учитывать величину данного вида остаточных напряжений в зависимости от назначенных режимов обработки и геометрии режущего инструмента, выявлять режимы обработки, при которых в поверхностном слое произойдет такое превращение.
8. Результаты теоретического исследования остаточных напряжений в поверхностном слое деталей после механической обработки позволили получить представление о характере влияния структурно-фазовых остаточных напряжений на остаточные напряжения, обусловленные температурным и силовым факторами. Преимущественно структурно-фазовые остаточные напряжения имеют знак, отличный от знака остаточных напряжений, обусловленных температурным и силовым факторами, и тем самым уменьшают их отрицательное влияние.
Основные работы
деформация деталь машина механический
1. Виноградова, Н.В. К вопросу об оценке качества поверхностного слоя при механической обработке [Текст] / Н.В. Виноградова// ВЕСТНИК Рыбинской государственной авиационной технологической академии им. П.А. Соловьева: Сборник научных трудов.- Рыбинск: РГАТА, 2008.- №1(13).-222 с.- С. 20-25.
2. Виноградова, Н.В. О влиянии скрытой энергии деформации на качество поверхностного слоя после механической обработки [Текст] / Н.В. Виноградова // Высокие технологии в машиностроении: Материалы Всероссийской научно-технической интернет-конференции с международным участием /отв. Редактор В.Г. Круцило/.- Самара, Сам. гос. техн. ун-т, 2008. - 288 с. - С. 17-19.
3. Виноградова, Н.В. Расчетное определение накопленной энергии в поверхностном слое детали после механической обработки [Текст] / Н.В. Виноградова, В.Ф. Безъязычный // Будущее высоких технологий и инноваций за молодой Россией: Материалы Международного молодежного форума. - Рыбинск: РГАТА, 2009. - 138 с. - С. 54-57.
4. Виноградова, Н.В. Теоретическое исследование изменения уровня накопленной энергии деформации при механической обработке [Текст] / Н.В. Виноградова // Повышение эффективности механообработки на основе моделирования физических явлений: Материалы Всероссийской научно-технической конференции. - Рыбинск: РГАТА, 2009. - Ч. 2 - 204 с. - С. 117-122.
5. Виноградова, Н.В. Исследование влияния технологических условий механической обработки на уровень накопленной энергии деформации [Текст] / Н.В. Виноградова // Новые материалы и технологии в машиностроении. Сборник научных трудов по итогам международной научно-технической конференции. Выпуск 9. - Брянск, БГИТА, 2009. - 134 с. - С. 12-17.
6. Виноградова, Н.В. Разработка методики расчетного определения структурно-фазовых напряжений в поверхностном слое деталей после механической обработки [Текст] / Н.В. Виноградова // 63-я региональная научно-техническая конференция студентов, магистрантов и аспирантов высших учебных заведений с международным участием, посвященная 1000-летию Ярославля, Ярославль. Ч 1: тез. докл. - Ярославль: Изд-во ЯГТУ. - 440 с. - С. 160.
7. Виноградова, Н.В. Методика определения структурно-фазовых напряжений в поверхностном слое деталей после механической обработки [Текст] / Н.В. Виноградова //Новые материалы и технологии в машиностроении./ Под общей редакцией Е.А. Памфилова. Сборник научных трудов по итогам международной научно-технической конференции. Выпуск 11. - Брянск: БГИТА, 2010. - 183 с. - С. 23-27.
8. Виноградова, Н.В. Особенности расчета структурно-фазовых напряжений в поверхностном слое деталей после механической обработки [Текст] / Н.В. Виноградова // Наукоёмкие технологии в машиностроении. Материалы научно-практической конференции. Уфа: УГАТУ, 2010. - 104 с. - С. 12-14.
9. Виноградова, Н.В. Теоретическое исследование величины остаточных напряжений от структурно-фазовых превращений в поверхностном слое деталей после механической обработки [Текст] / Н.В. Виноградова // Актуальные вопросы современной техники и технологии: Сборник докладов Международной научной заочной конференции. Т. I / Под ред. А.В. Горбенко, С.В. Довженко. - Липецк: Издательский центр «Де-факто», 2010. - 160 с. - С. 111-115.
10. Виноградова, Н.В. К вопросу о расчете напряжений, учитывающих структурно-фазовые превращения в поверхностном слое деталей после механической обработки [Текст] / Н.В. Виноградова //Инновация, экология и ресурсосберегающие технологии на предприятиях машиностроения, авиастроения, транспорта и сельского хозяйства. Труды IX Международной научно-технической конференции. - Ростов н/Д: ИЦ ДГТУ, 2010.- 1184 с.- С. 561-564.
11. Виноградова, Н.В. Взаимосвязь скрытой энергии деформации с технологическими условиями механической обработки [Текст] / Н.В. Виноградова // Упрочняющие технологии и покрытия. - 2011. - № 1. - С. 3-7.
12. Виноградова, Н.В. Экспериментальное исследование глубины поверхностного слоя детали со структурным превращением после обработки шлифованием [Текст] / Н.В. Виноградова // ВЕСТНИК Рыбинской государственной авиационной технологической академии имени П.А. Соловьева: Сборник научных трудов. - Рыбинск, 2010. - № 3(18). - С. 173-177.
13. Безъязычный, В.Ф. Методика расчета остаточных напряжений, обусловленных структурно-фазовыми превращениями в поверхностном слое деталей при токарной обработке и шлифовании [Текст] / В.Ф. Безъязычный, Н.В. Виноградова // ВЕСТНИК Рыбинской государственной авиационной технологической академии имени П. А. Соловьева: Сборник научных трудов. - Рыбинск, 2010. - № 3 (18). - С. 282-287.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Геометрические параметры и физико-механическое состояние поверхностного слоя деталей. Граничный и поверхностный слой. Влияние механической обработки, состояния поверхностного слоя заготовки и шероховатости на эксплуатационные свойства деталей машин.
презентация [1,9 M], добавлен 26.10.2013Надежность машин и механизмов как важнейшее эксплуатационное свойство. Методы проектирования и конструирования, направленные на повышение надежности. Изучение влияния методов обработки на формирование физико-механических свойств поверхностного слоя.
реферат [303,6 K], добавлен 18.04.2016Обработка поверхностей инструментальной оснастки лазерным излучением. Структурные составляющие модифицированного слоя легированных сталей. Изменение скорости лазерной обработки поверхностного слоя. Распределение микротвердости в поверхностном слое.
статья [602,6 K], добавлен 29.06.2015Показатели качества, физико-механические и химические свойства поверхностного слоя деталей машин. Обзор методов оценки фрактальной размерности профиля инженерной поверхности. Моделирование поверхности при решении контактных задач с учетом шероховатости.
контрольная работа [3,6 M], добавлен 23.12.2015Анализ существующей методики получения поверхностного слоя методом электроискрового легирования, которая не учитывает образование слоя на начальном этапе. Зависимость переноса массы от плотности анода и катода. Образование первичного и вторичного слоя.
статья [684,1 K], добавлен 21.04.2014Расчет регрессионных моделей параметров, используемых для оценки переходных процессов при механической обработке. Моделирование элементов системы управления режимами обработки деталей с учетом свойств обрабатываемых материалов и геометрии режущей кромки.
контрольная работа [923,3 K], добавлен 07.12.2013Методы получения заготовок. Производство деталей машин. Эксплуатационные свойства деталей, группы показателей. Понятия размера, формы, расположение поверхностей, твердости материалов, химический состав, шероховатость. Качество поверхностного слоя.
реферат [8,7 M], добавлен 30.01.2011Обоснование строительства участка. Описание технологического процесса механической обработки деталей. Разработка технологического процесса механической обработки деталей в маршрутной схеме и маршрутных картах. Нормирование трудозатрат по операциям.
курсовая работа [44,6 K], добавлен 10.12.2013Определение типа производства для изготовления штампа совмещенного действия. Выбор заготовок деталей штампа. Разработка маршрутной технологии изготовления детали. Выбор оборудования для обработки. Расчет и назначение режимов резания для обработки детали.
дипломная работа [1,3 M], добавлен 22.06.2012Определение основных технико-экономических показателей производственного процесса участка механической обработки деталей в условиях выбранного типа производства. Расчет количества оборудования участка и его загрузки, численности персонала участка.
курсовая работа [69,7 K], добавлен 12.12.2010