Машиностроение. Металлургия


Взаимосвязь между конструктивно-технологическими параметрами и факторами обработки, физико-механическими явлениями в зоне контакта и показателями качества



бет8/9
Дата18.07.2016
өлшемі0.65 Mb.
1   2   3   4   5   6   7   8   9

Взаимосвязь между конструктивно-технологическими параметрами и факторами обработки,
физико-механическими явлениями в зоне
контакта и показателями качества





В современном машиностроительном производстве одним из методов обеспечения стабильного качества деталей машин является поверхностное пластическое деформирование (ППД). Метод ППД прост в реализации, экономичен и обладает высокой производительностью, обеспечивает низкую шероховатость, заданную глубину и степень упрочнения, формирование остаточных напряжений, мелкозернистую микроструктуру и другие показатели качества поверхностного слоя.

В настоящее время поверхностное пластическое деформирование нашло широкое применение в машиностроении при изготовлении деталей, выполненных из стали, чугуна, а также цветных металлов. Основным назначением ППД является повышение качества поверхностного слоя.

К настоящему времени в области исследования ППД – роликами накоплен значительный теоретический и экспериментальный материал, в котором рассматривается влияние конструктивно-технологиче­ских параметров и факторов на производительность и качество обработанной поверхности. В результате этого установлено, что качество поверхностей деталей зависит от большого количества технологических факторов обработки, конструктивных параметров деформирующих элементов и размеров деталей.

Основными факторами и параметрами обработки являются: подача, число проходов, геометрия и размеры деформирующих роликов, углы установки роликов относительно обрабатываемой детали (угол внедрения и угол самозатягивания), усилие деформирования, исходная шероховатость, твердость материала и некоторые другие величины. Характерно, что скорость деформирования в достаточно широких пределах практически не оказывает влияния на качество поверхностного слоя. Это следует рассматривать как возможность повышения производительности обработки. Роль смазки тоже незначительна, а ее применение необходимо для предотвращения перегрева инструмента [1, 2, 3, 4].

Точность обработки в основном зависит от точности предшествующей обработки резанием и исходной шероховатости. Изменение размера детали равно примерно удвоенной разности высоты исходной шероховатости и шероховатости, достигнутой в процессе пластического деформирования [3]. Следовательно ее можно учесть заранее расчетным методом при разработке технологического процесса.

Наличие большого количества величин, влияющих на качество поверхностного слоя, затрудняет выбор рационального сочетания их значений. Для систематизации и наглядного представления взаимосвязи конструктивно-технологических параметров обработки и показателей качества при ППД составлена схема (рисунок). Влияние одних параметров на другие определяется на ней только по направлению стрелок, соединяющих соответствующие величины. Стрелки, поставленные на отрезках в противоположных направлениях, указывают на взаимно-однознач­ное соответствие между величинами, а точки на пересечениях отрезков означают, что в этих местах можно переходить с одного отрезка на другой. Буквой М обозначена малоизученная взаимосвязь или сведения отсутствуют. Из представленной схемы следует также, что значительное число как технологических, так и конструктивных параметров взаимосвязаны между собой, причем они, а также исходные характеристики поверхности определяют и физико-механические явления, протекающие в зоне контакта. В конечном итоге это определяет эксплуатационные показатели деталей машин. В свою очередь, физико-механиче­ские процессы (распределение напряжений и деформаций в зоне обработки, проскальзывание, распределение температур) при ППД, а также их взаимосвязь с показателями качества слабо изучены, а по некоторым из них сведения отсутствуют.

При выборе и назначении конструктивно-техноло­гических параметров обработки существуют значительные затруднения, связанные с тем, что на окончательные результаты формирования качества поверхностного слоя влияет большое количество различных независимых и взаимосвязанных между собой аргументов. Как правило, любой показатель качества поверхности есть функция многих независимых переменных:

уi = f(Pу,Sо,rпр,Dо,dр,rр(lк), hm, α,ω, HB, Rисх),

где Pу – усилие деформирования;
Sо – подача;
rпр – профильный радиус ролика;
Dо – диаметр детали;
dр – начальный диаметр ролика;
rр(lк) – изменение радиуса ролика по длине контакта;
hm – максимальная глубина внедрения ролика в поверхность детали;
α, ω – углы внедрения и самозатягивания;
HB – твердость обрабатываемого материала;
Rисх – исходная шероховатость поверхности от предшествующей обработки.

Конструктивные параметры деформирующих элементов (диаметр, длина, форма боковой поверхности, профильный радиус и др.) и технологические факторы (усилие деформирования, угол самозатягивания, угол внедрения) определяют геометрические параметры контактной зоны, а через параметры контакта (его форма, размеры в продольном и окружном направлении), исходные свойства материала заготовки (предел текучести, предел временного сопротивления, твердость) влияют на



Схема взаимосвязи между конструктивно-технологическими параметрами и факторами обработки, физико-механическими явлениями в зоне контакта и показателями качества при обработке ППД – роликами




физико-механические явления в зоне контакта (напряжения, деформации, проскальзывание, температуру). В свою очередь через физико-механические процессы в очаге деформации окончательно формируется качество поверхностного слоя.

Теоретические исследования процесса поверхностного пластического деформирования, как правило, осуществляются на основе разработки и анализа математических моделей, описывающих геометрические параметры, напряженно-деформированное состояние в контактной зоне и выявления их влияния на показатели качества поверхностного слоя, а также на технические показатели оборудования и обрабатывающего инструмента.

Наличие тесной взаимосвязи между условиями и результатами обработки наводит на мысль, что должен существовать один или несколько обобщающих параметров, определяющих получение заданного качества поверхностного слоя. За такой параметр принимают усилие деформирования [4, 5]. Однако имеются данные, что при одном и том же усилии деформирования результаты обработки во многих случаях отличаются между собой. При одном и том же усилии они зависят от диаметра обрабатываемой детали, размеров деформирующих элементов, углов его расположения относительно оси детали, физико-механиче­ских свойств обрабатываемого материала. Это можно объяснить тем, что при одном и том же усилии роликов деформирования, но при разных размерах детали меняется площадь контакта и распределение напряжений в контакте между роликом и деталью [3, 5]. Следует заметить, что и площадь при контакте не может однозначно определить условия протекания процесса обработки. По этой причине в качестве обобщающего параметра должна быть выбрана другая количественная величина, описывающая контакт, например, объем металла, вытесняемого из контактной зоны.

Таким образом, дальнейшее развитие теории ППД на базе разработки универсальных математических моделей, описывающих взаимосвязь между конструктивными параметрами деформирующих элементов, геометрией контактной зоны, технологическими режимами, физико-механическими явлениями в контактной зоне и показателями качества поверхности деталей, разработка новых прогрессивных инструментов и способов обработки ППД, а также методик их расчета, ориентированных на современную вычислительную технику, является актуальной проблемой и имеет важное научное и производственное значение.



СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Кудрявцев И.В., Бурмистрова Л.Н. Выбор продольной подачи при упрочнении осей и валов обкаткой роликами // Вестн. машиностр. 1965. № 3. С. 50-65.

2. Одинцов Л.Г. Упрочнение и отделка деталей поверхностным пластическим деформированием: Справочник. М.: Машиностроение, 1987. 328 с.

3. Папшев Д.Д. Отделочно-упрочняющая обработка поверхностным пластическим деформированием. М.: Машиностроение, 1978. 152 с.

4. Смелянский В.М. Механика упрочнения деталей поверхностным пластическим деформированием. М.: Машиностроение, 2002. 299 с.

5. Коновалов Е.Г., Сидоренко В.А. Чистовая и упрочняющая ротационная обработка поверхностей. Минск: Высшая школа, 1968. 363 с.




УДК 621.794.015




О.А. ШАРАЯ,
А.А. КУСЖАНОВА


Каталог: wp-content -> uploads -> docs -> trudi%20univer
trudi%20univer -> Научные сообщения Әож 62-523=512. 122
trudi%20univer -> Пак ю. Н., Шильникова и. О., Пак д. Ю. Методологические аспекты организации самостоятельной образовательной деятельности студентов в контексте госо нового поколения
trudi%20univer -> Машиностроение. Металлургия Әож 621. 91. 02
trudi%20univer -> Проблемы высшей школы
trudi%20univer -> Машиностроение. Металлургия Әож 669. 779. 052: 553. 322 МҰхтар а. А
trudi%20univer -> Геотехнологии. Безопасность жизнедеятельности Әож 622. 271 СӘбденбекұлы ө
trudi%20univer -> Автоматика. Экономика
trudi%20univer -> Проблемы высшей школы
trudi%20univer -> Машиностроение. Металлургия Әож 621. 735. 34=512. 122 Ішкі беттерді өңдеуге арналған жайғыш бастиектерінің тозуға төзімділігін арттыру К. Т. Шеров
trudi%20univer -> Машиностроение. Металлургия


Достарыңызбен бөлісу:
1   2   3   4   5   6   7   8   9


©dereksiz.org 2019
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет