Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Разработка процесса и оборудования для стабилизации свойств поверхностного слоя при упрочнении с наложением тока Газизуллин Рустем Мирбатович

Разработка процесса и оборудования для стабилизации свойств поверхностного слоя при упрочнении с наложением тока
<
Разработка процесса и оборудования для стабилизации свойств поверхностного слоя при упрочнении с наложением тока Разработка процесса и оборудования для стабилизации свойств поверхностного слоя при упрочнении с наложением тока Разработка процесса и оборудования для стабилизации свойств поверхностного слоя при упрочнении с наложением тока Разработка процесса и оборудования для стабилизации свойств поверхностного слоя при упрочнении с наложением тока Разработка процесса и оборудования для стабилизации свойств поверхностного слоя при упрочнении с наложением тока Разработка процесса и оборудования для стабилизации свойств поверхностного слоя при упрочнении с наложением тока Разработка процесса и оборудования для стабилизации свойств поверхностного слоя при упрочнении с наложением тока Разработка процесса и оборудования для стабилизации свойств поверхностного слоя при упрочнении с наложением тока Разработка процесса и оборудования для стабилизации свойств поверхностного слоя при упрочнении с наложением тока
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Газизуллин Рустем Мирбатович. Разработка процесса и оборудования для стабилизации свойств поверхностного слоя при упрочнении с наложением тока : Дис. ... канд. техн. наук : 05.03.01 : Казань, 2004 130 c. РГБ ОД, 61:04-5/2839

Содержание к диссертации

Введение

1 Технология и оборудование для механического упрочнения... 8

1.1 Область использования 8

1.2 Технологические схемы и возможности комбинированного упрочнения 10

1.3 Моделирование процессов упрочнения 31

1.4 Оборудование для упрочнения 37

Анализ состояния вопроса и постановка задач исследования... 38

2 Методика решения поставленных задач 40

2.1 Научные гипотезы 40

2.2 Разработка нового способа стабилизации характеристик поверхностного слоя 40

2.3 Экспериментальное оборудование и рабочая среда 43

Выводы 48

3 Моделирование комбинированного процесса упрочнения 49

3.1 Физическая модель 49

3.2 Математическое описание процесса комбинированного упрочнения 55

3.3 Численные решения модели для типовых технологических приложений 64

Выводы 68

4 Влияние технологических режимов комбинированного упрочнения на эксплуатационные показатели изделий 70

4.1 Определение величины и анализ остаточных напряжений.. 70

4.2 Стабилизация степени наклепа в предлагаемом варианте упрочнения 71

4.3 Снижение шероховатости и влияние этого параметра на усталостную прочность материалов... 72

4.4 Обеспечение размерного съема материала при использовании комбинированного процесса 82

Выводы 88

5 Использование результатов в машиностроении 89

5.1 Технологические требования 89

5.2 Технологические режимы 90

5.3 Оборудование 92

5.4 Внедрение результатов в производство 96

5.5 Перспективы применения комбинированного процесса 101

Выводы 103

Основные результаты и выводы 105

Список использованных источников

Введение к работе

Актуальность темы. Опыт использования механического упрочнения изделий однозначно показал, что для достижения высоких эксплуатационных показателей деталей требуется получить стабильный расчетный наклеп и низкую шероховатость поверхностного слоя. Однако с повышением интенсивности воздействия гранул на обрабатываемую поверхность возрастает шероховатость, что снижает усталостную прочность материала детали. Продукты обработки периодически осаждаются на гранулы и изменяют контактные силы при упрочнении, а следовательно нарушают стабильность наклепа. Все известные способы механического упрочнения не позволяют стабилизировать в оптимальном (достаточно узком) диапазоне степень наклепа и поддерживать низкую высоту неровностей обработанного поверхностного слоя. Решение этих вопросов требует использования комбинированных видов воздействия, где наряду с механическим упрочнением гранулами со стабильными свойствами поверхностного слоя накладывают электрическое поле, обеспечивающее протекание анодного растворения микронеровностей на поверхностном слое заготовки и активную очистку гранул от продуктов обработки.

В доступной литературе не содержится сведений об использовании катодного и анодного процесса для очистки рабочей среды и снижения шероховатости, хотя такое направление исследований является одним из перспективных для повышения эксплуатационных свойств изделий, подвергаемых упрочнению. Положительные результаты работы позволяют создать новые способы и оборудование для получения деталей с требуемым качеством поверхностного слоя и с высокими механическими характеристиками материала, обеспечивающими создание конкурентоспособных машин и механизмов.

Такое направление исследований соответствует современным тенденциям развития отечественного машиностроения и способствует завоеванию приоритетных позиций на мировых рынках наукоемкой продукции.

Работа выполнялась в соответствии с научными направлениями АТН РФ "Развитие новых высоких промьшшенных технологий на 1995-2000 и 2000-2010 годы", а

также основными научными направлениями КГТУ им. А.Н. Туполева и ГНТП "ТЭХО".

Целью работы является разработка технологического процесса и оборудования для получения высокоресурсных изделий со стабильными механическими свойствами и характеристиками поверхностного слоя путем управляемого сочетания механического воздействия и наложения низковольтного тока на рабочую среду и заготовку.

Для достижения поставленной цели были поставлены и решены следующие задачи:

создание нового способа стабилизации характеристик поверхностного слоя при механическом упрочнении с наложением электрического поля;

моделирование процессов, протекающих при новом способе очистки поверхностного слоя рабочей среды и обеспечивающих повышение механических показателей и качества поверхностного слоя при упрочнении;

разработка технологических режимов комбинированного упрочнения с обеспечением стабильности процесса за счет управления электрическим полем;

создание универсального оборудования для упрочнения изделий с регулированием механического и электрического воздействия на объект обработки.

Методы исследований. Для решения поставленных задач использованы основные положения теории упрочнения, теоретической механики, вибрационной техники, электрохимической размерной обработки, гидродинамики, теории вероятности и математической статистики. В экспериментальных исследованиях использовалось современное оборудование и вычислительная техника.

Автор защищает:

новый способ стабилизации характеристик поверхностного слоя при упрочнении с наложением тока;

модель процесса стабилизации свойств поверхностного слоя и его характеристик за счет комбинированного механического воздействия и электрического поля;

режимы комбинированного упрочнения, обеспечивающие стабильность процесса за счет управления электрическим полем;

конструкции средств технологического оснащения, обеспечивающих реализацию предложенного способа;

результаты внедрения технологического процесса на промышленных предприятиях республики Татарстан.

Научная новизна работы.

Создание нового (на уровне изобретения) способа стабилизации характеристик поверхностного слоя при механическом упрочнении с наложением электрического поля, физическое и математическое описание процесса. комбинированного воздействия упрочняющей среды со стабильными механическими свойствами и электродных процессов в рабочем пространстве. Установление закономерностей контактного воздействия, позволивших достичь степени наклепа, необходимой для получения высокого уровня усталостной прочности материала изделия.

Практическая значимость включает:

реализацию способа стабилизации характеристик комбинированного упрочнения, позволившего стабилизировать разброс степени наклепа до 1-2 % и снизить шероховатость поверхностного слоя после обработки до 4 раз;

разработку технологических режимов и средств технологического оснащения, внедренных на машиностроительных предприятиях.

Апробация работы. Основные результаты и положения работы докладывались и обсуждались на международных, российских, региональных и университетских конференциях: на XIII Всероссийской межвузовской научно-технической конференции "Казань-2001", "Механика машиностроения" (Н. Челны, 1997), на VI Международной научно-технической конференции по динамике технологических систем (Ростов-на-Дону, 2001), "Научно-технические проблемы станкостроения, производства технологической оснастки и инструмента" (Казань, 2002), "Производство специальной техники" (Воронеж, 203), Международной конференции RaDMI 2003 (Serbiua and Montenegro, 2003), на научных конференциях КГТУ им. А.Н. Туполева и ГНТП "ТЭХО" в 1997-2003 годах.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 работ, получено положительное решение о выдаче патента.

Личный вклад автора в работе [1] - обоснование выбора рабочих сред при механическом упрочнении; [2] - моделирование процессов упрочнения для достижения наибольшей усталостной прочности изделий; [3] - модель процесса образования продуктов обработки при наложении тока; [4] - установлена связь между режимами анодного растворения и образованием продуктов обработки; [5] - разработка алгоритма управления динамикой рабочей среды при упрочнении; [6] - моделирование процесса упрочнения поверхностей сложной формы; [7] - технология и оборудование для комбинированного упрочнения; [8] - разработка режимов упрочнения с получением стабильных характеристик поверхностного слоя изделий.

Технологические схемы и возможности комбинированного упрочнения

Виброабразивная обработка зависит от характера применяемой обрабатывающей среды. Она представляет собой механический или механохимический процесс съема металла или его окислов с поверхностного слоя обрабатываемых деталей, а также сглаживания микронеровностей путем их пластического деформирования частицами обрабатывающей среды, совершающими в процессе обработки различные движения.

Сущность вибрационной обработки заключается в следующем. Подлежащие обработке детали и рабочая среда загружаются в контейнер, упруго подвешенный на пружинах и имеющего возможность колебаться в различных направлениях. Контейнеру сообщаются колебательные движения под действием возмущающей силы вала с неуравновешенной массой вращающегося в подшипниках, закрепленных в корпусе контейнера или виброплощадки.

Стенки контейнера передают энергию, полученную от вибровозбудителя и реакции пружин, рабочей среде к деталям, которые входят в интенсивное относительное перемещение. Соударения и относительное перемещение деталей и гранул рабочей среды сопровождаются царапаньем (микрорезанием) либо пластической деформацией поверхностного слоя деталей, что обуславливает их обработку.

В процессе вибрационной обработки детали подвергаются различным видам воздействия. Однако преобладающим воздействием является механическое (от соударения деталей между собой и частицами абразива). Другие виды воздействия на детали (тепловое, электрическое, энергия магнитного поля и химических реакций) имеют вспомогательное значение, усиливая основной вид воздействия.

Сила взаимодействия частиц рабочей среды с обрабатываемой заготовкой зависит от многих условий (технологических режимов, механических свойств рабочей среды, конструктивных особенностей оборудования и т.д.).

Виброабразивная обработка может осуществляться на станках с линейной (однокоординатной), плоскостной (двухкоординатной) или объемной (трехкоорди-натной) вибрацией контейнера (рис. 1.1).

На примере вибростанка с плоскостной вибрацией контейнера (рис. 1.1,.6) рассмотрим принцип его работы.

Обрабатываемые заготовки 1 загружаются в контейнер 2, заполненный рабочей средой 3 и установленный на упругих элементах 4.. Контейнер подвергается вибрации от вибровозбудителя 5 с несбалансированными грузами 6, получающего вращение от электродвигателя. Электрод 7 соединен с полюсом источника питания.

В процессе колебания контейнера заготовки и рабочая среда перемещаются друг относительно друга, совершая два. вида движений: колебание и медленное вращение всей массы. При этом, загруженная в контейнер масса получает вращательное движение в направлении, противоположном вращению вала вибратора. Ориентация деталей и гранул обрабатывающей среды при вибрации непрерывно меняется, что гарантирует сравнительно равномерную обработку всех поверхностей.

Аналогичные схемы упрочнения известны по [15] для дробеструйной обработки потоком гранул, ротационной раскаткой и другими методами. Каждой из этих схем присущи определенные недостатки. К ним относятся нестабильные показатели наклепа, что заставляет проводить предельное упрочнение, создающее для различных участков детали нестабильные свойства и снижающие теоретически достижимый предел выносливости. За счет перенаклепа возрастает шероховатость поверхностного слоя, что негативно сказывается на выносливости изделия.

Принципиально новый подход к упрочнению, как к комбинированной обработке, предложен в работах В.П. Смоленцева [76, 54], А.П. Бабичева [15], Г.Л. Мо-чаловой [42, 43], где использовано электрическое поле (ЭХО), позволяющее управлять технологическими показателями процесса в нужном направлении.схемы упрочнения известны по [15] для дробеструйной обработки потоком гранул, ротационной раскаткой и другими методами. Каждой из этих схем присущи определенные недостатки. К ним относятся нестабильные показатели наклепа, что заставляет проводить предельное упрочнение, создающее для различных участков детали нестабильные свойства и снижающие теоретически достижимый предел выносливости. За счет перенаклепа возрастает шероховатость поверхностного слоя, что негативно сказывается на выносливости изделия.

Принципиально новый подход к упрочнению, как к комбинированной обработке, предложен в работах В.П. Смоленцева [76, 54], А.П. Бабичева [15], Г.Л. Мо-чаловой [42, 43], где использовано электрическое поле (ЭХО), позволяющее управлять технологическими показателями процесса в нужном направлении.

По [15] виброабразивная электрохимическая обработка характеризуется наложением на рабочее пространство базовой схемы виброабразивной обработки электрохимического процесса (ВиЭХО) (рис. 1.2). Соответственно обычная технологическая жидкость заменяется электролитом. Процесс сопровождается комплексным воздействием на обрабатываемую поверхность электрохимического растворения поверхностного слоя материала заготовки и механического разрушения с последующим удалением продуктов растворения и разрушения. При этом достигается повышение интенсивности съема металла (материала) и производительности процесса. Обработке могут подвергаться как закрепленные и ориентированные заготовки, так и свободнозагруженные.

При ВиАЭХО заготовки загружаются в рабочую камеру, заполненную абразивной обрабатывающей средой и электролитом требуемого состава. Расположение электродов позволяет полностью использовать весь объем рабочей камеры. При обработке в нейтральных электролитах напряжение составляет 1-30 В, а технологический ток 50-500 А, плотность 0,1-0,5 А/см2. В качестве обрабатывающей среды используются известные для вибрационной обработки абразивные материалы и растворы нейтральных солей. Под действием электрического тока и электролита на поверхностном слое заготовок образуется пленка с высоким сопротивлением, прочность которой меньше прочности основного материала

Разработка нового способа стабилизации характеристик поверхностного слоя

Для решения проблемы стабилизации условий упрочнения следует принять, что это возможно путем поддержания свойств контактной рабочей среды за счет ее очистки от продуктов обработки газовой фазой химической реакции, протекающей в месте соударения при наложении тока.

Наклеп поверхностного слоя от механического упрочнения не только снимает выступы микронеровностей, но и вызывает предельный наклеп вершин выступов, обеспечивающий перераспределение плотности тока в сторону увеличения на вершинах и ускоренное выравнивание микропрофиля.

За счет изменения количества электричества, подводимого к рабочей среде, можно управлять количеством газовой фазы на контактных поверхностях и добиваться малой высоты микронеровностей.

Регулированием съема металла с поверхностного слоя заготовки можно получить в металле оптимальную стабильную степень наклепа, обеспечивающую предел выносливости изделия, близкий к теоретически достижимому. При этом снимаются ограничения по рассеиванию результатов за счет технологической наследственности, что дает наибольший положительный эффект при упрочнении высокона-груженных деталей транспортной техники.

Управление комбинированным процессом упрочнения возможно по единому алгоритму, объединяющему режимы механического перемещения рабочей среды и электрические параметры процесса.

Целью изобретения является получения требуемого наклепа и стабилизация степени наклепа поверхностного слоя металлических заготовок при механическом упрочнении токопроводящими гранулами с наложением электрического поля.

Цель достигается тем, что перед упрочнением токопроводящие гранулы рабочей среды смачивают слабопроводящей жидкостью, например, технической водой, величину подаваемого на рабочую среду напряжения поддерживают не ниже начала прохождения через цепь "рабочая среда — заготовка" тока и не выше начала коротких замыканий в той же сети.

Рабочая среда 1 в форме гранул, например шаров, подается к поверхностному слою заготовки 2 за счет динамической подачи гранул или вибрации заготовки 2. Переменный ток подают через электроды 3 от источника тока (на рисунке 2.1 не по казан), имеющего электрическую цепь, включающую регулятор напряжения 4 и амперметр 5.

Способ осуществляют следующим образом: на рабочую среду 1 подают сла-бопроводящую жидкость, например техническую воду, после чего на поверхностном слое гранул остается влажный токопроводящий слой. Включают источник тока и регулятором 4 повышают напряжение от нуля на электродах 3 до появления на амперметре 5 положительного значения тока. Включают подачу для перемещения рабочей среды 1 к заготовке 2. За счет прохождения тока через электроды 3 и рабочую среду 1 на их поверхностном слое образуется в результате реакции газ (на катоде - водород), который удаляет с поверхностного слоя гранул продукты обработки, количество которых достигает нескольких граммов в минуту, и устранение таких продуктов способствует поддержанию стабильной энергии соударения и степени наклепа поверхностного слоя. Регулятор напряжения ограничивает верхний предел напряжения по началу пробоя промежутка между гранулами и заготовкой 2, превышение которого может вызвать нарушение процесса упрочнения. Начало коротких замыканий в форме кратковременных пробоев визуально наблюдается по амперметру в виде всплесков тока. Ток может использоваться как униполярный, при котором рабочая среда 1 имеет отрицательный полюс, так и переменный, при котором очистка рабочей среды 1 происходит в период подачи на среду 1 отрицательной полуволны тока. Удаление не связанных со средой 1 продуктов обработки происходит путем периодического полива на рабочую среду 1 слабопроводящей жидкости, например технической воды, которую в дальнейшем очищают от продуктов обработки одним из известных способов. Наличие постоянно очищенной рабочей среды 1 без излишков жидкости обеспечивает требуемую степень наклепа по всему поверхностному слою заготовки.

Плоские образцы из стали 40ХНМА упрочняли виброударным методом металлическими шариками диаметром 3 мм с частотой 33 Гц в течение 1 минуты на вибростенде с подводом напряжений от генератора 4,5-5 В, при котором ток составлял 1,3-1,5 А. Металлические шары смачивались технической водой путем пролива с периодом, меньшим, чем прекращение прохождения тока (около 10 секунд).

После испытания микротвердости образцов степень наклепа поверхностного слоя составляла 18-20 %. При тех же режимах упрочнения с использованием в качестве рабочей среды твердой и жидкой фазы, степень наклепа изменялась от 3 до 15 % при оптимальном значении номинала.

Математическое описание процесса комбинированного упрочнения

Упрощенное моделирование загрузки применяется в задачах, где не требуется точной оценки процесса взаимодействия рабочей среды с обрабатываемой деталью.

Модель в виде материальной частицы с приведенными параметрами более полно описывает закономерности движения однородного слоя сыпучей среды по вибрирующему поверхностному слою. Предполагается, что нижняя часть слоя непосредственно контактирующая с поверхностью, ведет себя как находящееся на поверхности твердое тело, а лежащие выше части слоя воздействуют на это тело по средством статического давления, равного их весу. Такое представление соответствует модели, изображенной на рисунке 3.7. Масса mj контактирует с вибрирующей поверхностью, а масса то связана с mi посредством упругих элементов очень малой жесткости С0. При этом то + Ш] = т, где т - масса всего слоя. Модель в виде материальной частицы с приведенными параметрами

Описанная модель, несмотря на простоту, позволяет объяснить многие закономерности перемещения сыпучих тел в контейнере вибрационных машин.

На рисунке 3.8 представлена двухмассная инерционная модель, которая позволяет моделировать упруговязкие и пластические свойства различных сыпучих тел. В качестве примера можно рассмотреть общий случай вибротранспортирования сыпучего тела по грузонесущему органу вибрационной транспортирующей машины, совершающему прямолинейные колебания.

Модель представляет собой двухмассную колебательную систему с массами m и т0, связанными между собой упругими элементами жесткости Сх и демпферами с коэффициентами сопротивления Кх. В направлении оси X в режиме совместного движения действуют силы сухого трения, а в режиме свободного движения силы сопротивления, пропорциональные абсолютной скорости перемещения (демпфер с коэффициентом сопротивления к х ). Рис. 3.8 - Двухмассная инерционная модель слоя загрузки

Необратимые деформации воспроизводят клиновым элементом и парой сухого трения. В режиме свободного движения массы m , то по оси У перемещаются, преодолевая вязкостные силы сопротивления, пропорциональные относительной скорости (демпфер с коэффициентом сопротивления К у ) и абсолютной скорости (демпфер с коэффициентом сопротивления К у ).

В настоящее время созданы математические модели, описывающие с достаточной достоверностью процессы, происходящие в прямолинейных горообразных или спиральных контейнерах с круглыми, U - образными, прямоугольными (прямоугольными с закругленными углами) поперечным сечением. Наполненный абразивом и деталями контейнер приводится в вибрационное движение.

Успешное снятие слоя материала происходит только тогда, когда имеет место достаточно интенсивное движение деталей относительно абразивной массы. Поэтому модели должны учитывать не только циркуляционную скорость всей загрузки абразива с деталями, но и изменение плотности всей массы. Важным показателем является и сила взаимодействия. На рисунке 3.9 показана структура модели, созданная для описания поведения абразивных частиц и деталей в контейнере с U-образным поперечным сечением. Рис. 3.9 -Математическая модель вибрационной обработки

Данную модель с незначительными добавлениями применяют и для описания процессов виброобработки в тороидальных контейнерах. Кроме взаимного движения абразива и деталей и циркуляционного движения, следует моделировать движение вдоль тороидальной поверхности. Для учета дополнительных сопротивлений в этом направлении добавляют вязкие элементы (рис. 3.10). В данной модели для простоты пара трения и раздельные массы в центре опущены. Моделирование движения абразива и деталей при виброобработке в торовых контейнерах. Модель плоских слоев. Согласно этой модели сыпучая среда разделена горизонтальными плоскостями на бесконечное число элементарных слоев, равных по массе, отнесенной к единице площади.

Коэффициент сопротивления сдвигу f двух смежных слоев изменяется как монотонно возрастающая функция силы тяжести, лежащей выше части сыпучего тела. Эту зависимость обычно принимают линейной

Модель плоских слоев позволяет определить, в каких слоях происходит послойное движение, каково давление между слоями, среднюю скорость безотрывного вибротранспортирования.

Математическая модель объемного перемещения рабочей среды в замкнутом контейнере рассматривает рабочую среду, представленную набором отдельных частиц (гранул). При этом предполагается, что связь между частицами осуществляется посредством упругих, вязких и пластических связей (рис З.1.).

Подобное моделирование рабочей среды гарантирует учет практически всех разновидностей метода виброобработки и при этом допускается переход от одно- к двух и трехкоординатной обработке (поэтапный переход). Не нарушая общности модели, можно принять следующие научные допуще ния: - трение между средой и стенками контейнера не учитываются; - масса всех частиц одинаковая; - расстояние между частицами (гранулами) (или частицами и контейнером) такое, что возникают силы вязкости, упругости и пластичности; - скорость частиц такая, что возникают силы вязкости, упругости и пластичности.

Стабилизация степени наклепа в предлагаемом варианте упрочнения

При удалении окалины обрабатываемую деталь подвергают воздействию частиц абразива, стремясь при этом направить их перпендикулярно заготовке, что приводит к растрескиванию слоя окалины. Дальнейшая обработка вызывает изгиб частиц окалины, которые затем, за счет увеличения амплитуды колебаний по второй и третьей координате, удаляют без особых затруднений.

В качестве рабочей среды рекомендуется использовать металлические шары и абразивные гранулы с заостренными кромками, активно разрушающими окалину в начальный период обработки.

Дня ускорения процесса удаления окалины необходима интенсивная промывка рабочей среды жидкостью. В противном случае загрязненная среда будет дестабилизировать процесс, способствовать образованию на деталях различных поверхностных дефектов (пятен, загрязнений и т.п.). В процессе удаления окалины целесообразно периодически корректировать режимы. То же имеет место и при удалении коррозии с деталей сложных форм.

Сложнопрофильные детали обрабатываются с вращением, причем скорость вращения устанавливается выше, чем при шлифовании или полировании. Это вызывает дополнительное смещение детали относительно абразивных частиц среды, вступившей в контакт с ее поверхностным слоем, что положительно сказывается на производительности процесса.

Технологические возможности, комбинированной вибрационной обработки при снятии заусенцев и скруглении кромок весьма широки. Гранулы рабочей среды под действием колебательного воздействия по координатам стремятся сколоть заусенец, сгибая и разгибая его в периодически изменяющихся направлениях. Для локализации процесса следует выполнить по рекомендациям главы 4 расчет времени, необходимого для снятия заусенцев. Установлено, что при виброобработке заусенец на детали в первый период обработки либо обламывается у основания, либо деформируется и прижимается к поверхностному слою детали. Затем происходит подрезание заусенца у основания, основная часть его отваливается, а основание постепенно удаляется, за счет анодного съема материала далее происходит округление острой кромки.

Применимость технологических режимов обработки заготовки той или иной: геометрической формы оценивается равномерностью съема металла с различных поверхностных слоев и одинаковыми остаточными напряжениями при упрочнении. Равенство съема металла достигается подбором оптимального соотношения частоты и амплитуды колебаний контейнера в каждом направлении перемещения, режимов анодного растворения.

В работе представлена схема оптимизации комбинированной вибрационной обработки по критерию равного съема металла с поверхностного слоя детали. Суть процесса оптимизации состоит в том, что в начале положение детали оценивают по соотношению площадей проекции в главном и дополнительных направлениях вибрации контейнера.

Анализ площадей дает возможность назначить предварительный режим обработки детали с учетом вида технологической операции. Определяются тип вибрации контейнера и способ установки детали (неподвижный или с вращением), режимы обработки.

В зависимости от вида обработки подбирается состав рабочей среды, механические свойства которой учитываются в математической модели. Вводятся в модель свойства материала обрабатываемой детали, технологические режимы..

Исходя из типа вибрации, устанавливаются необходимая высота контейнера, координаты крепления детали и объем рабочей среды, гарантирующие максимальную производительность.

Расчет съема металла производится по предложенным зависимостям. Если не удается обеспечить одинакового съема металла, то переходят к объемной виброобработке или изменяют способ закрепления детали, частоты и амплитуды вибрации контейнера, характер колебаний контейнера и вида рабочей среды на шлифовальных и полировальных операциях, параметры электрического поля.

При обработке детали с шаровой поверхностью рациональной является объемная виброобработка, причем по второй и третьей координате амплитуда и частота вибраций устанавливается равнозначной, чтобы обеспечить равномерность действия рабочей среды на деталь. Вращение ее при этом является обязательным условием.

Цилиндрические детали можно обрабатывать на однокоординатном станке, а в качестве рабочей среды использовать, в зависимости от материала стальные шарики в смеси с мелким абразивом или синтетическим формокорундом.

Существует определенная группа деталей (в основном с плоскими поверхностями), для которых целесообразна установка в контейнере без вращения, но под определенным углом к потоку рабочей среды. Например, стальную пластину закрепляют под углом 50-55, что обеспечивает оптимальное взаимодействие между средой и деталью.

Похожие диссертации на Разработка процесса и оборудования для стабилизации свойств поверхностного слоя при упрочнении с наложением тока