Введение к работе
Актуальность темы.
Одним из главных направлений развития современного машиностроения является освоение прогрессивных технологий, достижение заданных показателей качества поверхностного слоя металлов и сплавов, определяющих требуемые эксплуатационные свойства. Надежность и долговечность работы деталей машин в значительной степени зависят от структуры материала и параметров качества поверхностного слоя деталей (микротвердости, шероховатости, остаточных напряжений), которые задаются при проектировании и формируются различными технологическими процессами обработки.
С целью получения благоприятных показателей качества поверхностного слоя в отверстиях деталей широкое распространение находят методы дорнования, основная цель которых наряду с повышением точности обработки и обеспечения параметров шероховатости, создание в поверхностном слое наклепа и сжимающих остаточных напряжений, в ряде случаев повышающих эксплуатационные свойства деталей. Поэтому важной задачей современной технологии машиностроения является установление обобщенных зависимостей остаточных напряжений от наиболее важных технологических параметров: режимов обработки, геометрических параметров инструмента и детали, механических и теплофизических свойств обрабатываемого и инструментального материалов
В связи с этим данная диссертация посвящена разработке расчетных методов определения остаточных напряжений при дорновании с учетом одновременного действия температурного и силового факторов – основных причин формирования остаточных напряжений.
Цель работы заключается в разработке расчетного метода определения остаточных напряжений при дорновании с учетом температурного и силового факторов и создание методики назначения режимов обработки в зависимости от требуемых остаточных напряжений.
Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
-
Получить теоретические уравнения для расчета температурного поля в поверхностном слое обрабатываемых деталей, возникающего от действия источников тепла, в зоне обработки.
-
Получить теоретические уравнения для расчета остаточных напряжений, возникающих от действия силового фактора.
-
Разработать методику расчета остаточных напряжений с учетом суммарного действия температурного и силового напряженных полей, учитывающих широкий комплекс технологических параметров процесса дорнования: режима обработки, геометрии инструмента, термомеханических свойств обрабатываемого и инструментального материалов и других.
-
Провести теоретическое исследование влияния отдельных параметров процесса обработки на характер распределения и величину остаточных напряжений в поверхностном слое.
-
Выполнить качественное и количественное сопоставление теоретически и экспериментально определенных значений остаточных напряжений при дорновании сталей и сплавов.
-
На основе установленных теоретических зависимостей остаточных напряжений от основных технологических факторов разработать методику определения режимов обработки по заданной величине и глубине залегания остаточных напряжений.
Основные положения, выносимые на защиту:
-
Математическая модель взаимосвязи остаточных напряжений в поверхностном слое с технологическими параметрами обработки.
-
Методика расчетного определения остаточных напряжений в поверхностном слое детали при дорновании с учетом температурного и силового факторов.
-
Методика определения технологических условий обработки с учетом заданной величины остаточных напряжений.
Научная новизна заключается в установлении зависимостей для определения остаточных напряжений, на основании которых достигаются заданные показатели качества поверхностного слоя металлов и сплавов, на основе одновременного учета теплового и силового воздействия на поверхностный слой обрабатываемой детали.
Практическая ценность работы состоит в разработке методики определения технологических условий обработки с учетом заданной величины остаточных напряжений в поверхностном слое детали.
Апробация работы.
Основные положения и результаты выполненной работы докладывались
и обсуждались на следующих конференциях: Международная конференция «XXXIII Гагаринские чтения», Москва 2007; Международная конференция «XXXIV Гагаринские чтения», Москва 2008; Всероссийская научно-практическая конференция «Инновационные технологии в обучении и производстве», Камышин 2008; Международная конференция «XXXV Гагаринские чтения», Москва 2009, а также на научных семинарах кафедры «Технология авиационных двигателей и общего машиностроения» Рыбинской государственной авиационной технологической академии имени П. А. Соловьева.
Публикации.
По тема диссертации опубликовано 8 работ, в том числе 1 – в журнале, рекомендованном ВАК РФ.
Структура и объем работы.
Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов по работе, списка используемых источников. Объем работы – 170 страниц машинописного текста, включающего 80 рисунков, списка использованных источников из 95 наименований.
