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

Повышение производительности процесса обработки и улучшение эксплуатационных свойств поверхностей отверстий методом поверхностного пластического деформирования с образованием регулярного микрорельефа Лешкенова Людмила Руслановна

Повышение производительности процесса обработки и улучшение эксплуатационных свойств поверхностей отверстий методом поверхностного пластического деформирования с образованием регулярного микрорельефа
<
Повышение производительности процесса обработки и улучшение эксплуатационных свойств поверхностей отверстий методом поверхностного пластического деформирования с образованием регулярного микрорельефа Повышение производительности процесса обработки и улучшение эксплуатационных свойств поверхностей отверстий методом поверхностного пластического деформирования с образованием регулярного микрорельефа Повышение производительности процесса обработки и улучшение эксплуатационных свойств поверхностей отверстий методом поверхностного пластического деформирования с образованием регулярного микрорельефа Повышение производительности процесса обработки и улучшение эксплуатационных свойств поверхностей отверстий методом поверхностного пластического деформирования с образованием регулярного микрорельефа Повышение производительности процесса обработки и улучшение эксплуатационных свойств поверхностей отверстий методом поверхностного пластического деформирования с образованием регулярного микрорельефа Повышение производительности процесса обработки и улучшение эксплуатационных свойств поверхностей отверстий методом поверхностного пластического деформирования с образованием регулярного микрорельефа Повышение производительности процесса обработки и улучшение эксплуатационных свойств поверхностей отверстий методом поверхностного пластического деформирования с образованием регулярного микрорельефа Повышение производительности процесса обработки и улучшение эксплуатационных свойств поверхностей отверстий методом поверхностного пластического деформирования с образованием регулярного микрорельефа Повышение производительности процесса обработки и улучшение эксплуатационных свойств поверхностей отверстий методом поверхностного пластического деформирования с образованием регулярного микрорельефа Повышение производительности процесса обработки и улучшение эксплуатационных свойств поверхностей отверстий методом поверхностного пластического деформирования с образованием регулярного микрорельефа Повышение производительности процесса обработки и улучшение эксплуатационных свойств поверхностей отверстий методом поверхностного пластического деформирования с образованием регулярного микрорельефа Повышение производительности процесса обработки и улучшение эксплуатационных свойств поверхностей отверстий методом поверхностного пластического деформирования с образованием регулярного микрорельефа
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

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

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Лешкенова Людмила Руслановна. Повышение производительности процесса обработки и улучшение эксплуатационных свойств поверхностей отверстий методом поверхностного пластического деформирования с образованием регулярного микрорельефа : диссертация ... кандидата технических наук : 05.03.01.- Саратов, 2002.- 185 с.: ил. РГБ ОД, 61 02-5/1862-0

Содержание к диссертации

Введение

1. Обработка отверстий методом поверхностного пластического деформирования с образованием регулярного микрорельефа, на примере двигателя внутреннего сгорания ... 9

1.1. Износ цилиндропоршневой группы двигателей внутреннего сгорания 9

1.2. Образование регулярного микрорельефа, как метод повышения износостойкости рабочих поверхностей отверстий 17

1.3. Эксплуатационные свойства деталей с регулярным микрорельефом 22

1.4. Инструмент для образования регулярного микрорельефа в отверстиях 30

1.5. Сущность методов финишной обработки поверхностно-пластическим деформированием 38

1.6. Исследование температурного поля при обработке отверстий поверхностно-пластическим деформированием 45

1.7. Выводы из обзора литературы и задачи диссертационной работы 52

2. Экспериментальное исследование износостойкости поверхностей отверстий с регулярным микрорельефом 55

2.1. Разработка высокопроизводительного метода поверхностно-пластического деформирования с образованием регулярного микрорельефа 55

2.2. Методика экспериментального исследования износостойкости поверхностей отверстий с регулярным микрорельефом 58

2.3. Оборудование для исследования износостойкости рабочих поверхностей отверстий 60

2.4. Результаты исследования износостойкости рабочих поверхностей отверстий с регулярным микрорельефом 65

2.5. Стендовые испытания износостойкости рабочих поверхностей цилиндров двигателей внутреннего сгорания 81

Выводы 85

3. Исследование температурного поля при обработке цилиндрического отверстия поверхностно-пластическим деформированием 87

3.1. Схематизация процесса и принятые допущения 87

3.1.1. Распределение тепловой мощности по толщине пластически деформируемого слоя металла 90

3.1.2. Распределение тепловой мощности на поверхности контакта в направлении главного движения 92

3.1.3. Распределение тепловой мощности на поверхности контакта в направлении движения подачи 94

3.1.4. Математическое представление распределения тепловой мощности по объему очага деформации 95

3.2. Математическая модель температурного поля при обработке поверхностно-пластическим деформированием цилиндрического отверстия 98

3.2.1. Математическая модель температурного поля в теле с цилиндрическим отверстием 101

3.2.2. Математическая модель температурного поля на поверхности полуограниченного тела от действия мгновенного линейного источника тепла 104

3.2.3. Математическая модель температурного поля в теле с отверстием 111

3.2.4. Математическая модель температурного поля от действия быстро движущегося источника тепла 115

3.3. Аккумуляция теплоты в обрабатываемой детали 117

3.4. Балансовая задача 120

3.5. Экспериментальное исследование температуры при обработке поверхностно-пластическим деформированием с образованием регулярного микрорельефа 125

Выводы 129

4. Реализация результатов исследования в практику поверхностного пластического деформирования 131

4.1. Оборудование для образования регулярного микрорельефа... 131

4.2. Расчет геометрических параметров регулярного микрорельефа 140

4.3. Назначение технологических параметров обработки поверхностно-пластическим деформированием с образованием регулярного микрорельефа 144

4.4. Техника безопасности при обработке поверхностно-пластическим деформированием. Требования к инструменту 149

4.5. Расчет экономической эффективности от внедрения поверхностно-пластического деформирования с образованием регулярного микрорельефа в производство 149

4.5.1. Расчет экономической эффективности на примере обработки двигателя ВАЗ-2108 152

Выводы 158

Выводы по работе 160

Список использованных источников 162

Приложения 177

Введение к работе

Повышение эксплуатационных свойств деталей машин, работающих в условиях трения-скольжения, при прочих равных условиях, зависит от характера процесса финишной обработки рабочих поверхностей.

В качестве финишной обработки гильз цилиндров двигателей внутреннего сгорания (ДВС) для придания их внутренней поверхности оптимальной макро- и микрогеометрии традиционно на двигателестроительных и авторемонтных предприятиях применяют двухэтапное хонингование: на первом- предварительном- крупнозернистыми алмазными брусками, на втором-окончательном- мелкозернистыми (плосковершинное хонингование). Однако при этом рабочие поверхности насыщаются абразивными частицами, которые в процессе работы двигателя ускоряют изнашивание сопряженных деталей. Кроме того, хонингованные поверхности не обладают достаточной маслоемкостью, что при граничном трении может приводить к заеданиям и задирам [24].

Финишная обработка гильз цилиндров определяет трибологическую совместимость деталей цилиндро-поршневой группы двигателя. Правильно выполненная обработка рабочей поверхности гильзы цилиндра способствует уменьшению износа не только гильзы, но и поршневых колец, тем самым увеличивая ресурс двигателя в целом.

Образование на поверхностях деталей углублений, играющих роль масляных карманов, практикуется давно. Известно, что для сопряжений типа втулка-поршень, работающих в условиях трения-скольжения, масляные канавки целесообразно наносить в отверстии втулки [10]. Так, например, для повышения износостойкости поверхностей гильз цилиндров широко изучался метод вибрационного накатывания масляных канавок в виде регулярного микрорельефа (РМР), разработанный Ю.Г.Шнейдером [128]. Была показана его высокая эффективность в процессе стендовых и дорожных испытаний.

Недостатком процесса явилась его малая производительность и сложность инструмента.

В отверстиях образование масляных канавок можно производить одним из методов поверхностно-пластического деформирования (ППД) раскатыванием. При этом на поверхности отверстия образуется регулярный микрорельеф близкий к виду II с касающимися канавками [10].

Рельефы, получаемые путем нанесения канавок, наиболее эффективны при эксплуатации сопряжений деталей в условиях обильного смазывания. В случае недостаточной смазки или использования консистентных смазочных материалов вследствие вытекания масла или его выдавливания эффективность таких рельефов снижается.

Практика механической обработки материалов, в том числе с использованием методов ППД, показывает, что на основные характеристики качества получаемой поверхности значительное влияние оказывает тепловая напряженность в зоне контакта детали и инструмента в процессе обработки. Контактная температура неразрывно связана с производительностью процесса

Изучение тепловых процессов, происходящих при ППД, является необходимым для обоснованного назначения наиболее рациональных режимов обработки. Для всестороннего исследования тепловых явлений, протекающих в зоне контакта инструмента и изделия, необходимо решать задачу теплопроводности с учетом конкретных условий процесса и реальной геометрической формы взаимодействующих тел.

Таким образом, повышение производительности процесса обработки методами ППД с образованием РМР и улучшение эксплуатационных свойств рабочих поверхностей цилиндров ДВС, с целью увеличения срока службы всего двигателя, является актуальной научной задачей. Решением которой может явится улучшение маслоемкости поверхностей гильз образованием

7 регулярного микрорельефа высокопроизводительным методом поверхностно-пластического деформирования.

Целью работы является повышение производительности процесса обработки и улучшение эксплуатационных свойств поверхностей отверстий, работающих в условиях трения-скольжения, методом поверхностного пластического деформирования с образованием регулярного микрорельефа, на примере поршневого двигателя внутреннего сгорания.

Научная новизна работы.

На основе экспериментального исследования создана наиболее рациональная кинематика процесса ППД с образованием РМР при жестком закреплении деформирующих элементов, позволившая существенно повысить как производительность, так и качество обработки.

Разработана математическая модель теплофизики процесса ППД с образованием РМР при жестком закреплении деформирующих элементов. Обоснован принцип местного влияния при расчете температуры в области тепловыделения при обработке методами ППД.

Установлен принцип пространственного и временного соответствия в решении дифференциального уравнения теплопроводности для мгновенного линейного источника теплоты.

Разработана методика экспериментального исследования эксплуатационных свойств деталей типа гильз цилиндров ДВС, обработанных ППД, и тепловой напряженности процесса.

8 На защиту выносятся следующие научные положения:

Регулярный микрорельеф с улучшенными геометрическими параметрами.

Математические модели, описывающие тепловые явления при ППД с образованием РМР.

Принцип пространственного и временного соответствия в решении дифференциального уравнения теплопроводности для мгновенного линейного источника теплоты и его практическое использование.

Методика и результаты исследования износостойкости поверхностей отверстий с РМР работающих в паре с кольцами.

Методика расчета оптимального режима ППД и параметров РМР при жестком закреплении деформирующих элементов.

Образование регулярного микрорельефа, как метод повышения износостойкости рабочих поверхностей отверстий

В ряде выполненных ранее исследований [9, 94, ПО, 118, 126,] показано, что наряду с качеством поверхности (шероховатости) на повышение износостойкости влияет геометрическая форма и размеры микронеровностей с элементами вогнутой формы, образуемые при виброобкатывании, алмазном выглаживании и других методах поверхностно-пластического деформирования. Очень эффективен способ регуляризации микрорельефа поверхности с помощью вибрационного накатывания, предложенный и разработанный Ю.Г.Шнейдером [126]. Использование этого метода позволяет не только улучшать эксплуатационные характеристики пар, но и снижать требования к шероховатости поверхности, исключая из технологического процесса такие трудоемкие и дорогостоящие операции как доводка, шабрение, хонингование, полирование, покрытия, термическая обработка. Следовательно, сокращается цикл изготовления деталей и снижается стоимость обработки. Регулярные микрорельефы, как с системой канавок, так и полностью новые, создаваемые способом вибрационного накатывания, отличаются от традиционных, образуемых при других способах обработки, однородностью всех геометрических параметров, строго функционально связанных с параметрами режима. Ленинградским институтом точной механики совместно с Уфимским моторостроительным заводом испытан метод обработки гильз- вибрационное раскатывание шарами для образования на поверхности выдавливанием регулярно расположенных канавок. Рабочие поверхности гильз цилиндров обрабатывались с исходной шероховатостью 0,63-0,32 мкм по шкале Ra. Материал гильз- серый чугун, легированный, твердость НВ 197-235. На обрабатываемой поверхности образовывалась система канавок глубиной 5,5-6 мкм. Виброраскатанные гильзы подвергались сравнительным стендовым испытаниям продолжительностью 500 часов по ГОСТ 491-55. Испытания показали, что износостойкость гильз повышается в 1,5-1,7 раза по сравнению с хонингованными гильзами. Повышение износостойкости объясняется получением накатанного микрорельефа с более высокой несущей способностью и маслоемкостью трущихся поверхностей. Процесс вибронакатывания применялся главным образом в мелкосерийном и серийном производствах, для его осуществления использовались универсальные металлообрабатывающие станки. Наибольшее распространение получили виброголовки к токарным, фрезерным, координатно-расточным, строгальным и шлифовальным станкам. Для вибронакатывания различных деталей машин созданы специальные станки полуавтоматического и автоматического действия. Так, на Ярославском моторном заводе спроектированы и изготовлены специальные четырехшпиндельные полуавтоматы для вибронакатывания систем канавок на внутренней цилиндрической поверхности термически обработанных гильз дизелей. Образующийся при вибрационном обкатывании микрорельеф, однороден по размерам и расположению микронеровностей, что впервые дает возможность аналитического расчета с достаточной для практики точностью важнейших параметров качества поверхности (площадь и объем канавок, число выступов и впадин на единице площади, направление канавок и вид микрорельефа). С помощью вибрационного обкатывания удается существенно сократить время приработки и первоначальный износ пары трения гильза-поршень. Как показали исследования [125] с увеличением площади , занимаемой канавками (рис. 1.6.) износ гильзы вначале снижается , а затем возрастает , что объясняется уменьшением опорной поверхности при увеличении площади сверх определенной величины и соответственно возрастанием радиальных давлений поршневого кольца на поверхность гильзы. Оптимальным условиям работы гильзы в отношении износостойкости соответствует и минимальный износ поршневых колец (кривая 2). Следовательно, оптимизация микрорельефа в отношении маслоемкости и опорной поверхности при трении является резервом повышения ресурса машин. Образование микрорельефа позволяет определить зависимость трения и износа от различных характеристик микрорельефа, а также оперировать такими расчетными параметрами микрогеометрии, как площадь, объем и расположение канавок, число выступов на единицу поверхности и др. Исследования , проведенные применительно к гильзам цилиндров, ставили целью выявить в первую очередь такие свойства поверхностей, как прирабатываемость, сопротивление трению (характеризуемое коэффициентом трения, возникающими силами трения и температурой в зоне трения), сопротивление износу и схватыванию. Протекание процесса изнашивания во времени характеризуется тремя основными фазами: приработочный начальный износ, износ после приработки, предельный (катастрофический) износ. Особенности приработочного износа: относительно большие контактные давления, обусловленные малыми площадями контакта микронеровностей трущихся поверхностей, интенсивная деформация микронеровностей в результате изменения их формы, размеров, а иногда и расположения; высокий темп износа и нарастание температуры в зоне трения. Приработка определяет: 1. величину общего износа; 2. темп и величину нормального износа; 3. образование натиров, задиров, вырывов на приработанных поверхностях, а также схватывание, заедание в процессе нормального износа; 4. размещение и расход смазочных веществ; 5. температуру в зоне трения. Таким образом, приработка является важнейшим этапом для трущихся деталей, определяющим условия, характер их работы после приработки и длительность сохранения рабочих функций. Микрорельеф приработанной поверхности по сравнению с исходной характеризуется большей однородностью по высоте микронеровностей , большей опорной поверхностью, увеличенным числом пятен контакта с сопряженной поверхностью. Характеристикой микрорельефа, наиболее точно и полно отражающей прирабатываемость поверхности, является величина опорной поверхности.

Оборудование для исследования износостойкости рабочих поверхностей отверстий

Тепловые процессы, происходящие при механической обработке деталей машин, в значительной мере определяют физико-механические свойства поверхностного слоя и оказывают большое влияние на производительность. Поэтому технологические задачи должны решаться с учетом температурных полей, образующихся в детали при ее обработке.

При пластической деформации небольшая часть энергии поглощается металлом и сохраняется в нем вследствие деформации кристаллической решетки. Чем больше степень деформации, тем меньшая часть энергии поглощается металлом и при больших степенях пластической деформации практически вся она превращается в теплоту. При интенсивных режимах обработки в поверхностных слоях возникает большой температурный градиент, приводящий к образованию термопластических напряжений. В некоторых случаях возможны структурные изменения металла поверхностного слоя. Кроме того, протекание актов деформации при повышенных температурах способствует уменьшению микроискажений, что оказывает отрицательное влияние на эффект упрочнения.

При обработке ППД образование остаточных напряжений является результатом воздействия двух основных факторов- собственно деформации и протекающих при этом тепловых процессов. Вследствие значительного роста плотности дислокаций происходит некоторое увеличение удельного объема деформируемого слоя, чему препятствуют ( в силу сплошности материала) нижележащие слои. В результате такого взаимодействия в наружных слоях возникают напряжения сжатия, а во внутренних- уравновешивающие их растягивающие напряжения.

Если учесть, что при местном сжатии двух тел область максимальных касательных напряжений, в которой начинает зарождаться пластическая деформация, располагается на некоторой глубине от поверхности, то можно ожидать, что в вышележащей области, непосредственно примыкающей к поверхности, пластическая деформация начнется позже, и будет протекать менее интенсивно. Тогда максимум деформационных напряжений может оказаться смещенным в глубину слоя. Следует, однако, оговориться, что сказанное остается справедливым, если рассматривать деформацию по линии действия сжимающего усилия. По мере удаления по этой линии картина меняется. Поэтому в зависимости от конкретных условий обработки нормального усилия, сил трения, размеров инструмента и детали, а также в зависимости от свойств материала деформационные напряжения могут формироваться с максимумом как на поверхности, так и в глубине слоя [69] (рис.1.11.) Поскольку увеличение объема происходит в пластически деформированной зоне, то глубина залегания деформационных напряжений (до перемены знака) должна примерно соответствовать глубине зоны деформации. Следовательно, все параметры обработки, определяющие упрочнение слоя, оказывают влияние и на формирование остаточных напряжений. Кроме этого, напряжения формируются, по-видимому, и вследствие давления на пластически деформированный верхний слой со стороны нижележащего упруго деформированного слоя. Образующееся при обработке тепло производит мгновенный и неравномерный нагрев очага деформации. Неравномерность распределения температуры по деформированному слою вызывает неравномерные объемные изменения, а следовательно, и появление внутренних термических напряжений. Так как нижележащие слои препятствуют расширению верхнего нагретого слоя, то в нем возникают термические сжимающие напряжения. Последние, по Д.Д.Папшеву [66], складываются с напряжениями от деформации и могут достигать высоких значений. Одновременно во внутренних слоях суммируются растягивающие напряжения. Если термические напряжения достигают предела, то при одном только тепловом воздействии в поверхностном слое после охлаждения возникают остаточные растягивающие напряжения, обусловленные уменьшением объема верхнего слоя и препятствующим этому влиянием слоев, расположенных на большей глубине. В рассматриваемых случаях в результате охлаждения будет снижена величина напряжений сжатия, образованных пластической деформацией. Уравновешивающие их растягивающие напряжения также несколько уменьшаются. При образовании деформационных напряжений с максимумом на поверхности в зависимости от величины и градиента деформационных и термических напряжений максимальное значение суммарных напряжений в охлажденной детали может быть или на поверхности, или сдвинуто в глубину (рис.1.14.а.б). При деформационных напряжениях с максимумом в глубине слоя термические напряжения будут всегда снижать их, оставляя максимум в глубине слоя (рис.1.14.в). Все рассматриваемые случаи являются характерными для поверхностного пластического деформирования. Описанный механизм является приближенной схемой взаимодействия деформационных и тепловых процессов, происходящих при обработке. В действительности возникновение и суммирование обоих видов напряжений протекает значительно сложнее. Смещение максимума в глубину слоя со снижением осевых напряжений на поверхности может происходить как вследствие высокого локального нагрева, так и вследствие перенаклепа. Однако, на осевые напряжения тепловой эффект влияет в меньшей степени, нежели на тангенциальные, чем и объясняются редкие случаи формирования суммарных осевых напряжений с максимумом в глубине слоя.

Второй причиной, определяющей величину сжимающих напряжений после ППД, является изменение фазового состава упрочненного слоя. Установлено, что наличие остаточного аустенита в поверхностном слое металла является нежелательным явлением. Исследования, выполненные Маркусом Л.И. и Торбило В.М. [69] при ППД показали, что в процессе отделочно-упрочняющей обработки легированных сталей идет интенсивный распад остаточного аустенита с образованием структуры мартенсита.

Анализ влияния тепловой обстановки в очаге деформации на структурные превращения дан в работе [70]. Известно, что мартенситное превращение сопровождается увеличением удельного объема, поэтому область, в которой происходят структурные изменения, испытывает остаточные сжимающие напряжения, а смежные слои - растягивающие напряжения. В связи с этим мартенситное превращение в поверхностном слое приводит к эпюре остаточных напряжений с максимумом на поверхности. С другой стороны, фазовые изменения в подповерхностном слое вызовут сжимающие напряжения в этом слое., а на поверхности и под слоем с измененной структурой- напряжения растяжения, то есть петлевидную эпюру остаточных напряжений с подповерхностным максимумом сжимающих напряжений.

Математическое представление распределения тепловой мощности по объему очага деформации

Данные измерений высвечивались на плато измерительного прибора 5 в градусах Цельсия. Таким образом, данная схема позволяет измерять температуру на дне канавки, образованной шариком на расстоянии z от зоны с максимальной температурой.

Измерение температуры в обрабатываемой детали за пределами очага деформации позволило установить, что на расстоянии от зоны тепловыделения на величину, равную деформирующему элементу, повышение температуры не происходит. Что позволяет сделать заключение о том, что аккумуляцией теплоты в детали можно пренебречь. Это подтверждается проведенными теоретическими исследованиями.

Основываясь на теоретических исследованиях вопроса о распределении тепла в зоне контакта инструмента и детали при ППД, представляется возможным рассматривать источник тепла при образовании РМР на поверхности отверстия как быстродвижущийся нормально-сферический источник тепла.

Режимы обработки: S=0,66 мм/об и п= 400 об/мин. Рис.3.16. является графическим представлением зависимости (3.24). Графики построены для различных значений коэффициента сосредоточенности (k=7i, 2тг, тс/2). 1. Анализ кинематики процесса обработки ППД с образованинем РМР цилиндрического отверстия и распределения плотности тепловыделения источника по трем взаимоперпендикулярным координатам показал, что при ППД отверстия тепловыделение происходит в виде действия объемного нормально-сферического источника тепла, движущегося по спирали. 2. Используя принцип местного влияния Н.Н.Рыкалина и схематизируя реальный процесс тепловыделения, получены математические зависимости для случаев обработки ППД с малой величиной подачи и для случаев с большими подачами. 3. Получено математическое решение тепловой задачи, когда деталь может быть представлена как полуограниченное тело. 4. Доказан принцип пространственно-временного соответствия в решении дифференциального уравнения теплопроводности для мгновенного линейного источника теплоты. Полученная величина "постоянной времени" позволяет переходить от одномерных источников к объемным, исключая трудоемкие вычисления. 5. Решена аккумуляционная задача о накоплении теплоты в детали при обработке цилиндрического отверстия от действия предшествующих последнему обороту витков источника и вызванное этим повышение температуры в области расчета местного поля. 6. Решена балансовая теплофизическая задача обработки отверстия методом ППД с образованием РМР. Установлено, что при назначении оптимального режима обработки методами поверхностно-пластического деформирования важным технологическим ограничением является температура в зоне контакта инструмент-деталь. 7. Анализ полученных зависимостей для быстродвижущегося нормально-сферического, мгновенного нормально-цилиндрического и мгновенного нормально-тороидального источников показывает, что независимо от типа источника температура в центре (на оси) источников максимальна и имеет одно и тоже значение при равных мощностях источников. Таким образом, обоснован принцип местного влияния при ППД с образованием РМР. 8. Применяемая для экспериментальной оценки схема измерения искусственной термопарой позволяет оценить уровень аккумуляции теплоты в обрабатываемой детали при ППД цилиндрического отверстия.

Назначение технологических параметров обработки поверхностно-пластическим деформированием с образованием регулярного микрорельефа

Хонинговальные бруски 2 установлены в держатели 3 и разжимаются конусами 4. Держатели своими угловыми вырезами плотно прижимаются к конусам двумя цилиндрическими пружинами 1 и 5.

Хонинговальная головка имеет два шарнира 6, один из которых соединен с полым штоком 7. Внутри штока проходит вал 8, связанный с диафрагмой 10 пневматической камеры 11. Для соединения хонинговальной головки со шпинделем станка служит хвостовик 12. В нерабочем состоянии диафрагма под действием цилиндрической пружины 9 находится в крайнем верхнем положении; конусы 4 также отжаты кверху. Хонинговальная головка имеет в это время наименьший диаметр.

Для хонингования блок цилиндров или приспособление с закрепленной гильзой устанавливают на столе станка. Хонинговальную головку, соединенную со шпинделем станка, вводят в обрабатываемый цилиндр (бруски находятся в сжатом положении). Затем бруски разжимают и включают станок.

Для разжатия брусков сжатый воздух от заводской сети через редуктор, поддерживающий постоянное давление 2 кГ/см , по шлангу 14 поступает в пневматическую камеру, оказывая давление на диафрагму. Под давлением сжатого воздуха диафрагма, преодолевая усилие пружины 9, прогибается, перемещает вал 8 вниз и конусы 4, вызывая тем самым радиальное перемещение держателей с брусками. Неподвижный шланг 14 соединен вращающимся хвостовиком 12 через уплотнительное устройство 13. После окончания процесса хонингования сжатый воздух через распределительный кран выпускают из пневматической камеры. Диафрагма камеры под действием пружины поднимается вверх, освобождая шток и конусы головки. Пружины 1 и 5 отводят бруски от стенок цилиндра, после чего хонинговальную головку выводят из цилиндра. Наличие в хонинговальной головке двух шарниров значительно ускоряет установку блока цилиндров для обработки, так как в этом случае не требуется точного совпадения осей обрабатываемого цилиндра и шпинделя станка. Пневматический привод обеспечивает постоянное усилие прижатия брусков к обрабатываемой поверхности, что повышает производительность процесса хонингования. Изменяя давление сжатого воздуха (редуктором), можно регулировать давление брусков на обрабатываемую поверхность. Блок цилиндров двигателя устанавливают на столе станка без закрепления. Для установки и закрепления на станке гильз цилиндров применяют приспособление с эластичной резиновой диафрагмой. Диафрагма представляет собой резиновую втулку с толщиной стенки 5-8 мм. В полость между диафрагмой и корпусом приспособления подается масло или сжатый воздух, в результате чего диафрагма плотно и равномерно охватывает большую часть поверхности заготовки, оставляя некоторую возможность самоустанавливаться. Двухместное поворотное приспособление для хонингования гильз приведено на рис.4.4.[12] Справа расположена загрузочная позиция, слева-рабочая. Приспособление фиксируется пальцем 7 с помощью системы рычагов и рукоятки 9. Давление при хонинговании на поверхности контакта бруска с деталью составляет 0,1-1 МПа. Скорость резания при обработке брусками 10-100 м/мин. При хонинговании бруски крепятся на колодках хонинговальных головок либо приклеиванием, либо механически с помощью планок или пружины (рис.4.5.) На основе анализа конструкции и технических характеристик хонинговальных станков и головок, можно сделать вывод о том, что на базе хонинговальной головки можно спроектировать раскатную головку. При этом на места установки хонинговальных брусков крепятся пластинки, в отверстия которых вставляются раскатывающие шарики. Такая конструкция раскатной головки позволит даже в условиях ремонтного производства изготовить регулируемую раскатную оправку. Число шариков в оправке может быть принято по числу пазов под бруски, или же увеличено- на одной пластине может быть установлено несколько шариков (рис.4.6.). Кинематическая схема станка и пневмо- или гидропривод разжима брусков позволяет регулировать глубину канавки (натяг). За двойной ход инструмента на поверхности гильзы образуется система пересекающихся винтовых канавок левого и правого направления.

Похожие диссертации на Повышение производительности процесса обработки и улучшение эксплуатационных свойств поверхностей отверстий методом поверхностного пластического деформирования с образованием регулярного микрорельефа