Введение к работе
Акт уалы юсть темы. Лезвийная обработка является наиболее тепрострапенным видом формообразования заготовок деталей ашин. Здесь значительный удельный вес составляет обработка то-ліием, которая присутствует практически у 80% обрабатываемых нотовок. Особого внимания заслуживает обработка таких уника->ных деталей энергетических машин, как роторы паровых, газо-»іх турбин и компрессоров, цилиндры высокого, среднего и низ-эго давлений, статоры и роторы генераторов электрических ашин, а также другие аналогичные изделия.
На современном этапе развития производства необходимо обес-:чивать рациональное управление процессом лезвийной обработ-I, в частности точением, с целью достижения требуемых параме->ов точности обработки и качества поверхностного слоя: наклепа,
гагочных напряжений, микрогеометрии и др. В насюяшее вре-1 при назначении режимов резания на этапе проектирования те-юлогических процессов, как правило, физико-механические ха-ктсристнкп поверхностного слоя материалов заготовки и инст-'мента учитываются весьма приближенно по обшемашинострои-льным справочникам или стандартам предприятий. Следствием ого является неполное использование возможностей станков с ПУ по управлению процессом резания и безусловному обеспечено требований по качеству поверхностного слоя. Указанное опре-ляет резерв повышения эффективности лезвийной обработки, тічем выявление и использование данного резерва является ак-алыюй практической задачей.
Цель работы. Повышение производительности и качества лез-їіпой обработки на основе моделирования процесса резания с фференцированным учетом физико-механических характерис-к материалов.
Научная новизна. Предложена обоснованная модель процесса работки точением на основе теории подобия с учетом физико-ханических характеристик поверхностного слоя материалов для
выполнения комплекса исследовании по достижению заданной точности и качества поверхностного слоя.
Предложен метод определения физико-механических характеристик поверхностного слоя инструментального и обрабатываемого материалов на основе вдавливания индентора в поверхностный слой конструкционного материала. Разработано программно-аппаратное обеспечение измерительно-вычислительного комплекса (ИВК), реализующего данный метод. Проведен комплекс исследований по метрологическому обеспечению ИВК.
Разработаны методики контроля напряженно-деформированного состояния поверхностного слоя конструкционных материалов на основе диаграмм вдавливания, которые позволяют до и после механической обработки оценить количественно твердость, остаточные напряжения, пластичность, ползучесть, упругие свойства в зависимости от глубины внедрения индентора.
На базе предложенной модели создана система программной адаптации лезвийной обработки деталей типа тел вращения, позволяющая на этапе проектирования механической обработки учесть влияние на процесс сіружкообразования при резании основных физико-механических характеристик поверхностного слоя конструкционных материалов.
Практическая ценность. Разработан измерительно-вычислительный комплекс "Твердость", который на основе метода измерения твердости позволяет определять фпзико-механическне характеристики поверхностного слоя инструментального и обрабатываемого материалов. Разработана система программной адаптации токарной обработки деталей, которая позволяет обеспечить высокую производительность обработки при жестких ограничениях по точности и качеству поверхностного слоя материалов.
Реализация в промышленности. Измерительно- вычислительный комплекс "Твердость" и автоматизированная система программной адаптации обработки использованы дія оценки напряженно-деформированного состояния поверхностного слоя ответственных изделий АО "Ленинградский Металлический Завод" и определения рациональных режимов обработки точением роторов паровых турбин. Выполнены исследования напряженно-деформированного состояния поверхностного слоя образцов после различных видов механической обработки, поверхностного упрочнения,
нанесения покрытий, термообработки образцов „тля различных предприятий, организаций и учреждений, таких как АО "Звезда", АО "НПЦ Контакт", ИТМО, СПбГТУ и др.
Апробация работы. Результаты работы докладывались на НТС РОСКОММАШа в 1994 г., на НТС УМПО в 1991 г., г.Уфа, на научных семинарах в Доме Ученых им. М.Горького в 1992 - 1993 гг., в ЛДНТП 1991 - 1994 гг., на Межрегиональном научно-практическом семинаре 26-27 апреля 1995 г., г.Иваново, ИГТА, на конференции 5-7 сентября 1995 г.,г. Одесса ,УДЭНТЗ, на научно-методическом семинаре ПИ МАШ.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ.