Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние вопроса и задачи исследований 10
1.1 Детали класса полые цилиндры и особенности их изготовления.. 10
1.1.1 Применяемость деталей класса полые цилиндры 10
1.1.2 Основные способы изготовления полых цилиндров 14
1.2 Способы обработки отверстий 16
1.2.1 Обработка отверстий лезвийным инструментом 17
1.2.2 Обработка отверстий абразивным инструментом 23
1.2.3 Обработка отверстий упрочняюще-калибрующим инструментом...27
1.3 Виды и краткие технологические характеристики процессов дорнования 34
1.4 Анализ условий эксплуатации и характерных износов гладких цилиндрических сопряжений 42
1.5 Обзор результатов полученных в области электромеха нической обработки металлов 47
1.5.1 Особенности процесса электромеханической обработки металлов 47
1.5.2 Влияние электромеханического упрочнения на физико-механические и эксплуатационные свойства деталей машин 48
1.5.3 Анализ работ выполненных в области электромеханической обработки 49
1.5.4 Влияние технологических режимов ЭМО на качественные показатели формируемого слоя 54
1.6 Обоснование проблемы и задачи исследования 57
2. Теоретические предпосылки применения технологии электромеханического дорнования тонкостенных втулок 60
2.1 Обоснование возможности и условий применения технологии электромеханического дорнования тонкостенных втулок 60
2.1.1 Условия применения несвободного электромеханического дорнования 60
2.1.2 Особенности несвободного электромеханического дорнования 61
2.1.3 Преимущества процесса обработки нагретых металлов 67
2.1.4 Тепловые явления при электромеханическом дорновании и методы расчета глубины упрочненного поверхностного слоя 68
2.2 Расчет площади пятна контакта при электромеханическом дорновании 80
2.3 Расчет усилия возникающего при электромеханическом дорновании тонкостенной стальной втулки в замкнутом объеме 84
2.4 Выводы 92
3. Общая методика исследований
3.1 Программа исследований. ...;... % 93
3.2 Общая методика исследований 94
3.3 Образцы для исследований и инструмент 95
3.4 Экспериментальная установка, приборы и оборудование 97
3.5 Методика лабораторных исследований 100
3.5.1 Методика металлографических исследований структуры поверхностного слоя образованного электромеханическим дорнованием 100
3.5.2 Методика измерения шероховатости поверхности образованной электромеханическим дорнованием 102
3.5.3 Методика измерения тягового усилия при электромеханическом дорновании 103
3.5.4 Методика триботехнических лабораторно-стендовых испытаний... 105
3.6 Выбор для исследования марки турбокомпрессора 112
3.7 Методика стендовых испытаний турбокомпрессоров, с втулками обработанными электромеханическим дорнованием 113
3.8 Методика эксплуатационных испытаний отремонтированных турбокомпрессоров 116
3.9 Выводы 117
4. Результаты экспериментальных исследований 118
4.1 Влияние электромеханического дорнования на физико-механические свойства поверхностного слоя тонкостенных стальных втулок 118
4.2 Влияние электромеханического дорнования на шероховатость и текстуру волокон тонкостенных стальных втулок 123
4.3 Влияние электромеханического дорнования на изменение усилия при обработке стальных тонкостенных втулок 127
4.4 Качество соединения с натягом полученного электромеханическим дорнованием тонкостенных стальных втулок 130
4.5 Влияние режимов электромеханического дорнования на качественные и количественные характеристики 131
4.5.1 Влияние режимов электромеханического дорнования на глубину упрочненного слоя 133
4.5.2 Влияние режимов электромеханического дорнования на изменение шероховатости обрабатываемой поверхности 137
4.5.3 Влияние режимов на усилия электромеханического дорнования 139
4.6 Износостойкость поверхностей обработанных электромеханическим дорнованием 141
4.7 Выводы 146
5. Разработка технологии электромеханического дорнования втулки корпуса среднего турбокомпрессора ТКР-ПН-1 147
5.1 Общие правила выполнения процесса электромеханического дорнования 147
5.2 Анализ условий эксплуатации узла уплотнения турбокомпрессора ТКР-1Ш-1 148
5.3 Разработка технологического процесса ремонта втулки корпуса среднего турбокомпрессора методом ЭМД 154
5.4 Результаты эксплуатационных испытаний 159
5.5 Выводы 160
6. Эффективность исследований 162
6.1 Прогнозирование ресурса втулки установленной с натягом в средний корпус турбокомпрессора ТКР-1Ш-1 электромеханическим дорнованием 162
6.2 Экономическая эффективность применения технологии электромеханического дорнования тонкостенных стальных втулок 166
6.3 Выводы 172
Общие выводы и рекомендации 173
Литература
- Основные способы изготовления полых цилиндров
- Виды и краткие технологические характеристики процессов дорнования
- Особенности несвободного электромеханического дорнования
- Методика металлографических исследований структуры поверхностного слоя образованного электромеханическим дорнованием
Введение к работе
Актуальность темы
Метаболический синдром (МС) - одна из наиболее острых проблем
современной терапии МС представляет собой сочетание абдоминального
ожирения, гипергликемии, дислипидемии, артериальной гипертензии, нарушения
системы гемостаза и хронического субклинического воспаления,
патогенетической сущностью которого выступает феномен
инсулинорезистентности [Standi Е, 2005] За последние 10-15 лет достигнуты существенные результаты в патогенезе, диагностике и лечении МС [Hafrher S , 2003, Мычка В Б , 2004, Мамедов М Н , 2004] Научный интерес к этой теме связан с широкой распространенностью МС в общей популяции - от 14 до 24% (Grundy S et al, 2004), а также с существенным вкладом в развитие и прогрессирование сердечно-сосудистых заболеваний [Reaven G, 1988, Balcau В , 2002, McNeil А , 2005]
Однако пациент с МС - это больной с множественной сочетанной патологией, который наряду с сердечно-сосудистыми проявлениями имеет заболевания печени, желчевыводящих путей, выраженные изменения липидного и углеводного обмена [Eckel R 2003, Ройтберг Г Е , 2007] Больные с МС наиболее часто встречаются в общеврачебной терапевтической практике и могут оказаться на приеме у разных специалистов терапевтов, кардиологов, гастроэнтерологов, эндокринологов, диетологов и др Следствием этого являются разрозненность и односторонний характер научных исследований, посвященных МС, что затрудняет выработку комплексной программы обследования и лечения таких больных Увлеченность в настоящее время биохимическими параметрами МС, некоторая разрозненность существующих критериев диагностики МС несколько нивелируют ценность клинических проявлений МС [Kahn R, 2006] Наличие множественной патологии у пациентов с МС, единый патогенетический механизм, отсутствие клинической классификации МС определяют актуальность изучения клинических вариантов МС и служат предпосылкой для постановки цели и основных задач настоящего исследования
Цель работы: выделить клинические варианты метаболического синдрома
Задачи исследования:
-
Определить распространенность различных компонентов МС и заболеваний, ассоциированных с МС
-
Выявить особенности клинического течения МС и описать клинические варианты МС
-
Оценить степень инсулинорезистентности у больных с МС
-
Сопоставить степень инсулинорезистентности с клиническими параметрами МС и выявить между ними возможные взаимосвязи
-
Изучить динамику клинической картины, лабораторных показателей и инструментальных методов исследования на фоне терапии у больных МС
Научная новизна
1 Изучены распространенность и особенности клинического течения ассоциированных с МС заболеваний (артериальная гипертензия (АГ), ишемическая болезнь сердца (ИБС), сахарный диабет (СД) II типа, атерогенная дислипидемия, неалкогольная жировая болезнь печени, желчнокаменная болезнь)
2. Выявлено, что с учетом ассоциированных с МС заболеваний обосновано выделение клинических вариантов МС гипертонического, коронарного, диабетического, печеночного, желчнокаменного, дислипидемического, смешанного варианта МС Разработана классификация клинических вариантов МС, которая в данном аспекте предложена впервые
-
Определен дополнительный диагностический критерий МС - стеатоз печени, поскольку он встречается в 100% случаев обследованных больных с МС
-
Изучено положительное влияние краткосрочной и длительной диеты на показатели абдоминального ожирения (АО) и инсулинорезистентность у больных МС
5. Выявлена высокая распространенность сочетания у больных МС неалкогольного стеатогепатита с дислипидемией и изучены возможности совместного назначения при данной патологии препаратов урсодезоксихолевой кислоты и гиполипидемической терапии (статины)
6 Проанализированы показатели клинической картины МС на фоне дифференцированной терапии и выяснено, что лечение МС должно быть направлено как на этиопатогенетические механизмы (снижение абдоминального ожирения и инсулинорезистентности), так и на коррекцию отдельных компонентов МС с помощью изменения образа жизни и применения соответствующих лекарственных препаратов
Практическая значимость
Выделенные клинические варианты МС и классификация клинических вариантов МС позволяют врачам различных специальностей (терапевтам, эндокринологам, кардиологам, гастроэнтерологам) диагностировать и правильно оценивать все имеющиеся симптомы и синдромы у больных МС
Полученные достоверные корреляционные взаимосвязи между степенью инсулинорезистентности и параметрами абдоминального ожирения, показателями углеводного и инсулинового обмена, биохимическими маркерами неалкогольного стеатогепатита и артериальным давлением подчеркивают роль инсулинорезистентности в формировании МС и ассоциированных с ним заболеваний
Определены особенности клинического течения АГ при МС, которые обусловлены систолодиастолической АГ днем, систолической АГ ночью с повышением индексов гипертонической нагрузки и пульсового АД, а также нарушением суточного профиля АД с недостаточным его снижением в ночные часы, что указывает на высокий риск сердечно-сосудистых осложнений при МС
Разработанный алгоритм диагностики МС в общей врачебной практике позволяет доступными методами антропометрического, лабораторного и
инструментального скрининга с высокой достоверностью выявлять больных с МС, формировать группы высокого риска сердечно-сосудистых осложнений в общей популяции
Доказаны преимущества соблюдения гипокалорийной диеты, эффективность длительного применения антигипертензивной терапии, препаратов урсодезоксихолевой кислоты, гиполипидемических средств (статины) у больных с различными клиническими вариантами МС Выяснено, что применение препаратов, улучшающих инсулиночувствительность из группы бигуанидов (метформин), показано всем больным МС с доказанной инсулинорезистентностью
Основные положения диссертации, выносимые на защиту
МС представляет собой совокупность различных компонентов и часто ассоциируется с различными заболеваниями В зависимости от преобладания в клинической картине тех или иных симптомов обосновано выделение клинических вариантов МС
Степень инсулинорезистентности имеет достоверную корреляционную связь с параметрами абдоминального ожирения, уровнем глюкозы крови, показателями инсулинового обмена биохимическими маркерами неалкогольного стеатогепатита и артериальным давлением
При МС имеются определенные особенности клинического течения АГ систолодиастолический характер АГ днем, систолическая АГ ночью с повышением индексов гипертонической нагрузки, повышение пульсового АД, а также нарушение суточного профиля АД с недостаточным его снижением в ночные часы
Дислипидемия у больных МС проявляется не только повышением уровня триглицеридов (ТГ) и снижением уровня ЛПВП, но и повышением уровня общего холестерина (ОХ), ЛПНП и ЛПОНП Значения ОХ, ТГ и ЛПОНП статистически достоверно выше в сравнении группой контроля, что отражает влияние абдоминального ожирения и инсулинорезистентности на липидный обмен при МС
Высокая распространенность неалкогольного стеатогепатита и дислипидемии при МС диктует необходимость совместного назначения при данной патологии препаратов урсодезоксихолевой кислоты и статинов
Применение 3-недельной гипокалорийной диеты приводит к более значимому снижению параметров абдоминального ожирения в сравнении с данными через 6 мес, что связано с недостаточной приверженностью больных МС к длительному соблюдению диеты Причем данная закономерность характерна в большей степени для мужчин
Медикаментозное воздействие на инсулинорезистентность (приём метформина) вызывает более значительное снижение параметров абдоминального ожирения и инсулинорезистентности, что обусловливает назначение препаратов, улучшающих инсулиночувствительность, всем больным МС
Степень личного участия автора в получении результатов
Автор принимала личное участие в сборе материала, обследовании и лечении больных Самостоятельно осуществляла проведение и интерпретацию результатов суточного мониторирования АД и ЭКГ Непосредственно проводила анализ и статистическую обработку клинических показателей больных с использованием статистических программ
Реализация результатов исследования
Основные положения диссертационной работы нашли практическое применение в клинике пропедевтики внутренних болезней, гастроэнтерологии и гепатологии ММА им И М Сеченова, а также используются в учебном процессе кафедры пропедевтики внутренних болезней ММА им И М Сеченова
Апробация диссертации
Апробация диссертационной работы проведена на научной конференции кафедры пропедевтики внутренних болезней лечебного факультета ММА им И М Сеченова Материалы исследования доложены и обсуждены на VI, VII, XI на Всероссийских образовательных интернет-сессиях для врачей «Семинары по внутренним болезням» (2006, 2007), Всероссийском конгрессе «Неинвазивная электрокардиология в клинической медицине» (2007), Российском национальном конгрессе кардиологов (2007), 13 Российской гастроэнтерологической неделе (2007)
Публикации
По теме диссертации опубликовано 12 научных работ, в том числе 9 - в отечественных рецензируемых журналах
Объем и структура диссертации
Диссертация изложена на 161 страницах машинописного текста и состоит из введения, 5 глав (обзор литературы, описание материалов и методов исследования, результаты собственных исследований и их обсуждение), выводов, практических рекомендаций, списка литературы из 118 источников (58 отечественных и 60 зарубежных авторов) Диссертация иллюстрирована 41 таблицей и 42 рисунками
Основные способы изготовления полых цилиндров
Основные способы изготовления полых цилиндров Технико-экономический анализ методов и технологических процессов изготовления втулок, гильз, полых пальцев, плунжеров и т. п. деталей позволяет отметить следующее.
1. Основным методом изготовления деталей является многопереходная обработка режущим и абразивным инструментами, связанная с большим отходом (от 20 до 40%) металла и высокой трудоемкостью обработки. При этом, как правило, снижаются прочностные характеристики детали из-за перерезания волокон, образования на поверхностях микроскопических трещин, появления растягивающих остаточных напряжений и шаржирования несущих поверхностей абразивом, что отрицательно влияет на работоспособность деталей машин.
2. Технические условия оговаривают точность, чистоту, расположение и твердость поверхностей деталей без указания метода окончательной обработки, что не обеспечивает формирование оптимальных физико-механических свойств нагруженных поверхностей деталей, соответствующих условиям эксплуатации машин и механизмов. Выбор метода окончательной обработки основывается на возможностях завода и опыте традиционного применения режущих, абразивных и калибрующих инструментов.
3. При окончательной обработке цилиндрических поверхностей наряду с абразивной обработкой применяются упрочняюще-калибрующие методы (раскатывание, дорнование, обкатывание), что существенно повышает долговечность деталей и производительность труда на финишных операциях.
4. Методы точной деформирующей обработки [70, 71, 72, 89, 90, 91] цилиндрических поверхностей (дорнование отверстий с большими натягами) при изготовлении полых цилиндров применяются недостаточно, что объясняется отсутствием инженерных рекомендаций по внедрению этих методов и ограниченным распространением опыта некоторых заводов.
5. Основной технологической операцией при изготовлении деталей типа втулки, гильзы является точная обработка отверстий. В зависимости от конструкции втулки и технических условий к отверстию трудоемкость такой обработки составляет от 30 до 60% общей трудоемкости изготовления детали, а для гильз силовых цилиндров 65-90%. Обработка отверстий в таких деталях, в зависимости от точности, длины, диаметра и шероховатости поверхности, производится в несколько операций режущими, абразивными и, реже, калибрующими инструментами.
6. Стоимость материала в общей себестоимости изготовления втулок, в зависимости от сложности их формы и точности отверстий, составляет от 50 до 80%, а для силовых гильз от 35 до 50%), т. е. стоимость металла является основной составляющей частью себестоимости этих деталей.
С точки зрения наибольшей производительности отверстия во втулках целесообразно обрабатывать протяжками. Однако при обработке тонкостенных втулок с соотношениями 1,1 D/d 1,2 и L/d 3 (L - длина детали) возникает опасность потери их устойчивости, искривления оси и поломки протяжек. Кроме того, обработка резанием длинных отверстий в деталях из малоуглеродистых, вязких сталей не обеспечивает шероховатость поверхности выше Ra - 1,25 мкм. Применение комбинированных, режуще-выглаживающих протяжек для обработки отверстий в тонкостенных втулках не всегда эффективно, так как не обеспечивается сглаживание остаточных микронеровностей из-за малой величины контактных давлений.
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 (11-7 квалитет), шероховатости поверхности (1,25 Ra 0,16 мкм) и диаметра гильзы обрабатываются по сложной, многопереходной (от 4 до 10 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.
Виды и краткие технологические характеристики процессов дорнования
Основные виды процессов дорнования. Различают процессы сглаживающего, калибрующего, упрочняющего и формообразующего дорнования. Все эти процессы отличаются друг от друга прежде всего тем, что режимы и схемы деформирования металла для каждого из них назначаются с определенной целью. Сглаживающее дорнование применяется для уменьшения исходной шероховатости поверхности отверстия, калибрующее дорнование применяется для повышения точности размеров и геометрической формы отверстий заготовок (например, после термической обработки), упрочняющее дорнование используется для повышения физико-механических характеристик металла заготовок за счет упрочнения, формообразующее дорнование применяют для профилирующей формообразующей обработки отверстий специальными дорнами (например, мелкозубых шлицев).
Различают процессы свободного и несвободного дорнования [92], основное отличие между которыми определяется условиями деформирования наружных поверхностей заготовок. При свободном дорновании всегда отсутствуют ограничения деформаций этих поверхностей. Именно так выполняются процессы поверхностного дорнования заготовок всех видов, а также объемного дорнования заготовок толстостенных и со средней толщиной стенки.
Однако применение свободного объемного дорнования отверстий тонкостенных заготовок (D/d 1,2) ограничено (из-за малой собственной жесткости заготовки) низкими нормальными напряжениями в зоне контакта дорн - деталь, которые часто не обеспечивают интенсивного выглаживания обрабатываемых поверхностей.
С другой стороны, из-за невысокой продольной жесткости эти заготовки при длине (L/d 10) быстро теряют при свободном объемном дорновании свою продольную устойчивость, искривляясь вдоль продольной оси.
Дорнование тонкостенных заготовок в условиях жесткого или упругого ограничения деформации их наружных поверхностей (несвободное дорнование) значительно снижает или полностью устраняет указанные недостатки [70, 71, 73, 92]. Несвободное дорнование выполняется в жестких или упругих обоймах, а также путем совмещения дорнования с редуцированием наружной поверхности заготовок. Основные схемы несвободного дорнования в жестких обоймах показаны на рисунке 1.7.
Рисунок 1.7 - Несвободное дорнование по схеме: а - сжатия, б - растяжения В очаге пластической деформации металла при дорновании можно выделить две зоны: зону, характеризующуюся увеличением внутреннего и наружного диаметров заготовки (до момента полного прилегания наружной поверхности заготовки к внутренней поверхности обоймы), и зону, характеризующуюся уменьшением толщины стенки заготовки и течением металла Направление течения металла при пластической деформации может быть различно: навстречу движению дорна (рис. 1.7, а) или наоборот - по ходу его движения (рис. 1.7, б), что способствует уменьшению силы трения между контактируемыми поверхностями заготовки и обоймы.
Указанные особенности процесса дорнования в жестких обоймах и разнообразие применяемых схем деформирования определяют широкие возможности обработки заготовок деталей типа втулок, гильз. Кроме того, путем изменения формы или рельефа внутренней рабочей поверхности жесткой обоймы можно получить на наружной поверхности новую форму (насечку, резьбу и др.). Основные разновидности несвободного дорнования в жестких обоймах представлены на рисунке 1.8.
Применение плавающей обоймы (рис. 1.8, а) обеспечивает постоянство деформирующей силы, отсутствие осевых относительных перемещений заготовки в обойме, а также сравнительно более облегченные условия пластического течения металла, чем при использовании обойм других видов. Из-за отсутствия осевых перемещений заготовки в обойме в специальных плавающих разъемных обоймах несвободным дорнованием можно получить специальные профили по наружной поверхности заготовки.
При дорновании в неподвижной обойме (рис. 1.8, б) условия пластического течения металла усложняются из-за возникновения значительныхсил трения между движущимся в осевом направлении деформированным участком заготовки и неподвижной обоймой, что приводит к существенному увеличению силы дорнования. Пластически деформируемые обоймы (рис. 1.8, в) применяют для получения больших тангенциальных деформаций обрабатываемых заготовок без их разрушения. В результате деформационного упрочнения металла заготовки, обработанные дорнованием в обойме, приобретают повышенные механические свойства (по сравнению со свойствами исходного материала) по всему сечению трубной заготовки, причем наибольшее упрочнение получают слои металла у поверхности отверстия. Это позволяет в некоторых случаях отказаться от дальнейшей термической обработки деталей или использовать вместо легированных и углеродистых сталей малоуглеродистые стали. Необходимо также отметить, что благоприятные схемы деформирования металла и локальность очага пластических деформаций при несвободном дорновании в жестких обоймах определяют меньшие по сравнению с холодным выдавливанием значения деформирующих сил. В связи с этим процесс дорнования в обойме может быть успешно осуществлен на протяжных станках и гидропрессах малой мощности.
Применение современных смазочных материалов для холодной обработки металлов давлением позволяет получить поверхность отверстия с шероховатостью Ra = 0,32...0,04 мкм. Точность диаметральных размеров, получаемая при дорновании деталей в обойме, зависит от точности исходных заготовок, конструкции обоймы и режимов деформирования и находится в пределах 8-10-го квалитетов. Удаление дефектных торцовых частей детали в ряде случаев позволяет повысить точность диаметральных размеров до 7-го квалитета.
Особенности несвободного электромеханического дорнования
В отличие от свободного электромеханического дорнования обработка заготовки в обойме происходит в условиях ограниченной деформации по наружной поверхности за счет принудительного уменьшения толщины стенки. Процесс электромеханического дорнования в обойме характеризуется следующими особенностями.
Схема напряженного состояния материала соответствует всестороннему неравновесному сжатию, что позволяет наиболее полно использовать пластические свойства металла. Очаг пластической деформации локализован на небольшом участке контакта заготовки с инструментом, поэтому сила дорнования сравнительно невелика. Обычно заготовка устанавливается в обойму с некоторым зазором, поэтому в начальной стадии процесс электромеханического дорнования выполняется как свободный и лишь при достижении определенного натяга становится несвободным.
Характер течения металла при электромеханическом дорновании в обойме изучался на разрезных образцах [91]с нанесенной на боковую поверхность координатной сеткой (рис. 2.2). Прямые линии сетки претерпевают в очаге деформации двойной изгиб в начале и в конце контакта с заборным конусом дорна. Углы изгиба уменьшаются от поверхности отверстия к периферии. Поперечные линии координатной сетки изгибаются несимметрично относительно толщины стенки изгибы больше вблизи поверхности отверстия. Форма изгибов по перечных линий показывает, что кольцевые слои металла деформируемой заготовки помимо линейных деформаций подвергаются деформации простого сдвига. По искажениям координатной сети можно сделать вывод о том, что в очаге деформации главные радиальные напряжения являются деформациями укорочения, а главные окружные и осевые - деформациями удлинения. Компоненты деформации, выраженные через логарифмические степени деформации, єг = ln 7 = lnKr2 -г)/(г2 -П)]; st=ln[(r2+r)/(r2+r,)]; sz=ln4-z
На поверхности отверстия (г = Г) = 0. В случае деформирования тонкостенных деталей, когда г і г2, величина окружной деформации 8t будет лишь немногим отличаться от нуля и на наружной поверхности. Поэтому деформированное состояние металла при электромеханическом дорновании в обойме можно считать плоским, при котором - = . Радиальные напряжения сг, вызывающие уменьшение толщины стенки заготовки, являются сжимающими.
По характеру сил, действующих на заготовку в процессе электромеханического дорнования, можно утверждать, что окружные ct и осевые cz напряжения также сжимающие. Сжимающий характер окружных и осевых напряжений подтверждается экспериментально при электромеханическом дор-новании разрезных образцов. Если на одну из боковых сторон половины образца нанести координатную сетку, она будет отпечатана на сопряженной стороне второй его половины.
Таким образом, напряженное состояние металла в очаге деформации при дорновании в обойме соответствует всестороннему неравноосному сжатию, а так как деформированное состояние плоское, то напряжение at по направлению действия которого деформация отсутствует, равно полусумме двух других главных напряжений, т. е.
Методика металлографических исследований структуры поверхностного слоя образованного электромеханическим дорнованием
Для оценки качества и прогнозирования работоспособности упрочненной поверхности необходимо провести металлографические исследования полученной структуры для различных материалов на разных режимах.
Для проведения металлографических исследований из обработанных электромеханическим дорнованием втулок изготавливали микрошлифы по методике в соответствии с ГОСТ 2789 - 73.
Для выявления микроструктуры образцы травили в 4% растворе азотной кислоты в течении 5...7 с. После травления образцы промывались проточной водой и просушивались.
Исследование микроструктуры полученных шлифов проводили при увеличении в 300 раз с помощью микроскопа МИМ - 7.
Испытание на микротвердость проводили с помощью микротвердомера ПМТ - 3 квадратной алмазной пирамидкой с углом при вершине 136. Нагрузка на индентор составляла 0,5 и 1,0 Н. При проведении испытаний измеряли диагональ отпечатков и определяли микротвердость по табличным данным, приведенным в паспорте прибора, и по формуле: где: P - нагрузка, H; a - угол при вершине алмазной пирамидки; d - диагональ отпечатка, мкм.
Измерение микротвердости производили через 25 мкм между центрами отпечатков вдоль зоны соединения и от поверхности вглубь основы металла. Значение микротвердости определялось по результатам усреднения 10...15 замеров.
Фотографии микроструктуры получали при помощи видеокамеры Maxiro ТС - 300, установленной вместо окуляра микротвердомера ПМТ - 3 и соединенной через порт USB с персональным компьютером (рис. 3.7).
Для исследования параметров шероховатости использовался профило-метр модели 170622, тип II, степень точности 2 по ГОСТ 19300 - 86 (рис. 3.8).
При установке датчика относительно измеряемой детали учитывалась длина трассы ощупывания. При нажатой кнопке длина трассы равна семи отсечкам шага (предварительный ход, равный двум отсечкам шага, и измерение на длине пяти отсечек шага). При отсечке шага 2,5 мм включали короткую трассу, так как максимальный ход привода равен 10 мм.
Корпус привода и датчик устанавливался параллельно трассе измерения при помощи стойки или микроподачи. Если датчик установлен неверно, индикатор на электронном блоке указывает на ошибку. При правильной установке датчика в исходном состоянии стрелка индикатора должна находиться в левой зоне шкалы.
При измерении параметров шероховатости привод перемещает датчик по измеряемой поверхности. После прохождения всей трассы датчик уско ренно возвращается в исходное положение, а на экране электронного блока появляется значение измеряемого параметра.
За контролируемые параметры шероховатости были выбраны Ra, Rz, R . Измерения проводились с трех кратной повторностью, поскольку на показания могут оказывать влияние единичные изменения внешних условий.
Если максимальное значение показаний прибора не превышает 0,3 от нижнего предела выбранного диапазона измерения (табл. 3.2), то относительная погрешность измерения требуемого параметра шероховатости от влияния внешних условий не будет превышать 0,5 допускаемой погрешности профилометра в пределах данного диапазона измерения.
При этом получение максимального значения погрешности маловероятно, особенно для параметра Rz.
Если результаты проверки влияния внешних условий будут больше указанных значений, то значение шероховатости измеряемых поверхностей должно не менее, чем в три раза, превышать уровень влияния внешних условий
Шток 1 на одном конце имеет резьбовую и установочную поверхность для крепления, при помощи гайки, твердосплавного инструмента (дорна), на фрезерованной поверхности средней части штока имеется отверстие для крепления токоподводящего кабеля и обеспечения надежного контакта. На другом конце штока 1 имеется поршень, который перемещается внутри корпуса 3 и упирается в сдвоенную тарированную пружину 4. Тарировка пружины производилась на тарировочном стенде МИЛ-150-2 ГОСТ 17086-71 (тариро-вочный график сдвоенной пружины представлен на рисунке 3.10). На конце корпуса 3 имеется резьба для крепления хвостовика 5, при помощи которого телескопическая державка фиксируется в патроне вертекально-фрезерного станка, также хвостовик 5 является упором для сдвоенной пружины 4.
Внутренняя поверхность корпуса обрабатывается графитовой смазкой с целью снижения коэффициента трения между внутренней поверхностью корпуса и поверхностями поршня и сдвоенной пружины перемещающихся внутри корпуса в процессе измерения усилия электромеханического дорнования.
Изменение сжатия пружины в процессе замера усилия электромеханического дорнования тонкостенной втулки фиксируется посредством пере мещения стрелки 2, которая прикреплена к поршню, относительно линейки с ценой деления 1 мм.
