автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.01, диссертация на тему:Исследование процессов отделочно-упрочняющей обработки сложнофасонных поверхностей
Автореферат диссертации по теме "Исследование процессов отделочно-упрочняющей обработки сложнофасонных поверхностей"
Воронежский государственный технический университет
На правах рукописи-Сухочев Геннадий Алексеевич
Исследование процессов стделочпо-упрочпяющей обработки сложнофасоппых поверхностей
Специальность - 05.03.01.
"Процессы механической и физихо-тезовгч^хой обработки, станки и инструмент".
ДИССЕРТАЦИЯ
на соискание ученой степени кандидата технических наук в форме научного доклада
Воронеж 1994
Работа выполнена в КБ Химавтоматкки, г. Воронеж и Воронежском Государственном Техническом Университете.
Научный руководитель - член-корр. АТН РФ, доктор технических
неук профессор В.П. Смоленцев.
Официальные оппоненты - Доктор технических наук, профессор
Ю.Р.Копылов, Кандидат технических наук, доцент А.М.Гордон
Ведущая организация - ОКБ моторостроения, г.Воронеж
Защита состоится " 03 199 / года в часов на заседании
диссертационного совета K063.81.0S в Воронежском Государственном Техническом Университете (ЗВА026, г. Воронеж, Московский проспект, 14)
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Воронежского Государственного Технического Университета.
Диссертация разослана
Ученый секретарь специализированного совета, /* /•'
кандидат физико-математических наук НА.ТЮкачев.
Общая характеристика работы
Работа представлена в форме научного доклада, подготовленного по сово-_ кулности работ, выполненных соискателем лично или в составе технологических групп и подразделений КБ химавтомагаки, возглавляемых им в 1986-1993гг.
Актуальность проблемы. Одной из значительных технологических проблем создания перспективных энергетических установок является обеспечение заданных эксплутациоиных характеристик литых поверхностей деталей роторной группы насосных агрегатов, не подвергаемых механической обработке. Ресурс работы, КПД, следовательно усталостная прочность, надежность, коррозионная стойкость этих деталей в значительной степени определяются качеством поверхностей, в том числе и шероховатостью.
Использование отделочно-упрочняющей обработки в рамках известных технологических методов поверхностного пластического деформирования (ППД) в различных отраслях промышленности, в частности - авиационном двигате-лестроении, дает положительный эффект d части увеличения ресурса работы двигательных установок, улучшения их эксплуатационных характеристик. Дальнейшие разработки в области создания энергетических установок показали необходимость решения вопросов снижения удельного энергопотребления в связи с ростом стоимости доводочных испытаний и эксплуатации в широком диапазоне температур (от криогенных до 1000 К и выше), неблагоприятных условиях многоцикловых нагружений и агрессивных сред. В данных случаях, несмотря на значительное количество известных методов ППД, не существует универсального, аффективного для всей гаммы производимых изделий. Применительно к деталям роторной группы типа "турбина", имеющим сложную пространственную форму и узкие межлопатачные каналы (в ряде случаев до 8 мм) отсутствуют надежные методы и средства прогнозирования, обеспечения и контроля заданных показателей качества обрабатываемых поверхностей и их эксплуатационных характеристик. Использование в конструкции изделий титановых и высокопрочных жаростойких никелевых сплавов типа ВЖЛ-14ПМ, ЭП-741П и др. с <Уа =125 кг/мм- л более, требует проведения теоретических и экспериментальных исследований по выявлению технологических параметров процесса ППД, влияющих ил эксплутационные показатели деталей насосных агрегатов энергетических установок при воздействии рабочих сред В связи с этим создание новых технологических приемов для повышения эксплуатационных показателей слозкяофасонных деталей, а также разработка научно разработанных рекомендаций по реализации методов являются актуальными современными задачами.
Цель и задачи исследований. Обеспечить требуемые показатели качества сложнофасонных поверхностей деталей энергетических установок (микротвердость, шероховатость проточной части, глубина наклепа).
Для достижения указанной цели в работе решались следующие задачи:
• Поиск оптимальных методов отделочно-упрочняющей обработки деталей роторной группы насосных агрегатов с узкими сложнопрофильными межлопаточными каналами.
• Проведение теоретического исследования контактирующих систем: рабочая среда - обрабатываемая поверхность.
• Определение рационального времени упрочнения и достижимые показатели качества поверхностного слоя при использовании предложенных методов.
• Исследование влияния комбинированных процессов отделочно-упроч няющей обработки на усталостную прочность и долговечность деталей в эксплутационных условиях, в том числе в криогенных средах.
• Разработка научно-обоснованых рекомендаций, инженерных методик для реализации результатов исследований в производстве.
Основн-ые методы исследования. Для решения поставленной задачи в работе используются положения теории ППД, анодного растворения металла и микрорезания, аппарат вычислительной техники и программирования, теория математического моделирования.
Обработка эксперементальных данных осуществлялась методами математической статистики
Научная новизна результатов работы:
• Предложены процессы отделочно-упрочняющей обработки сложнофасонных поверхностей, обеспечивающие комплексное воздействие, и средства их реализации.
• Исследована математическая модель процесса взаимодействия рабочей среды и обрабатываемой поверхности с учетом физико-механических параметров зоны контакта.
• Установлены аналитические зависимости достижимых показателей качества обрабатываемых поверхностей и времени обработки от режимов и условий реализации различных методов отделки и упрочнения применительно к конкретным материалам и конструктивным элементам.
• Исследовано влияние предложенных процессов на усталостную прочность титановых и жаропрочных никелевых сплавов в условиях эксплуатации.
• Разработана методология выбора оптимальной комбинации способов отделочно-упрочняющей обработки с учетом заданных показателей качества и формы контактирующих поверхностей.
Практическая ценность и реализация результатов работы. Определены рациональные интервалы варьирования технологических параметров процесса, позволяющие обеспечивать заданные показатели качества деталей, работающих в режиме многоцикловых нагружепий, в зоне криогенных и высоких температур, неблагоприятных условиях межкристаллитной коррозии и термодинамического воздействия рабочих сред
Испытаниями в рабочих средах с моделированием усювий эксплуатации подтверждена эффективность предложенных технических решений. Так, например, предел усталостной прочности деталей, работающих в области криогенных температур, после упрочняющей обработки возрос на порядок, в области повышенных температур - на 20-30 %.
По результатам исследований разработана методика выбора оптимального способа отделочпо-упрочнлющей обработки применительно к конкретным конструктивным элементам и заданным физико-меха1шчес::им свойствам рабочих поверхностей.
Разработанные технические решения внедрены на предприятии-разработчике энергетических установок - КБ Химавтоматики, а также на Воронежском механическом заводе при доводке опытных образцов и серийном изготовлении насосных агрегатов. Методические материалы введены в конструкторскую документации изделий для реализации предложенных разработок на заводах-изготовителях.
Модельные и натурные испытания турбоиасосных агрегатов выявил:: увеличение КПД на 1,5 - 3 % за счет предложенных технических решений после проведения ряда мероприятий по снижению шероховатостей и упрочнению поверхностей проточной части.
Результаты исследований в настоящее время используются в конверсионных программах по созданию и производству насосных агрегатов для базовых отраслей промышлености (металлургической, нефтегазовой), предназначенных для перекачивания и подачи агрессивных I: абразивосодержащих жидкостей.
Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 13 печатных работ.
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладьгаались и обсуждались на региональном научно-техническом семинаре "Применение низкочастотных колебаний» в технологических целях" (Ростов-на-Дону, 1993 г.), научно-технической конференции "Вибрационные машины и технологии" (Курск, 1Э93), международной НПК "Ресурсосберегающие .технологии машиностроения" (Москва, 1993 г.).
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
1. Существующий опыт применения традиционных методов отдслочно-упрочняющсй обработки
В настоящее время существует ряд достаточно освоенных в промышленности процессов отделки и упрочнения, используемых для обработки деталей насосных агрегатов.
Виброабразивное тлифэ&ние. Данный способ, достаточно эффективный при зачистке труднодоступных, по достаточно габаритных внутренних полостей корпусных деталей, не позволяет проводить обработку узких межлопаточных каналов даже в устройствах с принудительным подажтнем рабочей среды.
Струйнодинамическая обработка микрошариками. Поток микрошариков 0 0,1-0,3 мм, направленных в межлопаточный канал детали типа "турбина" обеспечивает получение наклепанного слоя лить на входе и выходе рабочего колеса. Упрочение поверхностей в канале незначительно, несмотря на эффект экранирования потока шариков.
Экструзионпая обработка прокачиванием смеси каучука с абразивом через каналы турбины проводит неравномерный съем материала. Интенсивность обработки возрастает по мере сужения канала и падает в направлении его раскрытия.
Электрохимическое травление и полирование. Химическое фрезерование в растворах кислот позволяет лишь удалить дефектный слой заготовки, копируя все неровности исходной поверхности, электрохимическое полирование требует сложных катодных устройств, зачастую не реализуемых на практике, а также не обеспечивает требуемого поверхностного наклепа.
Как видно, и это было подтверждено теоретически и экспериментально, достаточно эффективным может быть комбишфованное воздействие названных методов в части комплексного воздействия наиболее эффективных параметров применительно к поверхностям сложнофасонных деталей с узкими межлопаточными каналами. Это такие способы обработки, как вибро-экструзионная и виброударная с анодным растворением металла.
При виброэкструзионной обработке процесс заключается в периодическом возвратно-поступающем движении (экструдировашш) гранулированной рабочей среды через межлопаточные каналы обрабатываемой детали в условиях низкочастотной вибрации (20-30 Гц) путем периодических поворотов контейнера с деталью и рабочей средой на 180° вокруг гоизонтальной оси. Эффективность этого способа проявляется в зачительном повышении равномерности отделочно-
упрочняющей обработки таких деталей за счет уменьшения разницы достижимых показателей качества открытых и труднодоступных поверхностей межлопаточных каналов.
Для интенсификации процессов отделочно-упрочняющей обработки было использование анодное растворение металла с наложением токов низкого напряжения (18 В). В этом случае обработка проводится стальными шарами в среде олеиновой кислоты, с расположенным над деталью катодом, о который соударяются шары.
Несмотря на очевидные преимущества названных методов для их реализации потребовалось решить несколько теоретических и прикладных задач.
2. Взаимодействие рабочей среды с обрабатываемой поверхностью [2,9]
Сложность взаимодействия шариков (гранул) с обрабатываемой поверхностью определяет упрощенную теоретико-вероятностную модель процесса контактирования. Так, формирование микрорельефа поверхностей деталей при их отделочно-упрочняющей обработке осуществляется за счет пластического деформирования гранулами рабочей среды вершин микронеровностей (их осадки, выглаживашдо, усталостного выкрашивания), и если рабочая среда обладает абразивными свойствами, зи счет микрорезания. Главная роль при этом принадлежит процессам осадки микронеровностей, г результате которых осуществляется перераспределение материала а поверхностном слое детали и, соответственно, уменьшение высотных параметров шериховатости Ка, К2, Вата;:.
На обработанной плоской поверхности при равнораспределенном образовании ка ней взаимно перекрывающихся пластических отпечатков с коэффециентом перекрытия КПСр- 3, сплошность обработки составляет
¿ь=^ = 0,557с1та5: ш.
Учитывая, что измерения шероховатости обрабатываемой поверхности пропорционально сплошности ее покрытия пластическими отпечатками, то:
0,95Кгшах = 0,г-с12 ь-0.5с1г + Ь^ (2),
где
Нгтах- максимально возможное изменение мхм;
с!г- диаметр гранул рабочей среды, мм;
Ьгпах- максимальная глубина пластических отпечатков, мм;
Величину dmax можно выразить, как:.
3 V 2k„ <т,
где
С^ - коэффициент, учитывающий форму и состояние контактирующих поверхностей;
кПу- коэффициент поверхностной упаковки гранул;
Рз тах - максимальная величина динамического давления рабочей среды в конкретной зоне, МПа;
предел текучести материала детали, МПа. С учетом (3) и(1) выражение (2) будет иметь вид:
= 0,257с1г (^1-0,058 Ск 0,074 Ск
(4).
Отсюда видно, что величина ДИ2 тах существенно зависит от диаметра
р
гранул рабочей среды, соотношешш-тгх и коэффициентов С^ и кПу ,
° I
то есть:
max _ у^З.гоах q j
dr <т t к
Численный анализ этой зависимости позволяет выражение (4) представить в виде:
р
max - 30.634 кабр Ск-^2^, ыкм (5),
t
где кабр ~ коэффициент, учитывающий влияние абразивного компонента.
В любой момент обработки Rz = Rzncx-Rz, a Rz = Crz Rzrnax, где Crz -соотношение достигнутого и максимально достижимого изменения параметра К2.
Зависимость Crz от текущего времени обработки t и времени полного упрочнения tynp можно в аналитическом виде выразить функцией
Сн, = 1 - е 1 упр
С учетом этого выражение (5) будет иметь вид:
Р —
дН, = 30,634с1гкасрСк-2^(1 - е 1 упр) (6).
кпу а,
Выражение (6) позволяет с достаточной точностью прогнозировать значение параметров шероховатости применительно к конкретным материалам и конструктивным элементам.
3. Образование остаточных напряжений сжатия в поверхностях деталей сложной формы и их прогнозирование [1, 9]
Во многих работах эксперементально получены эпюры распределения остаточных напряжений сжатия по глубине упроченного слоя деталей и образцов из различных материалов после различных способов упрочняющей обработки, Анализ этих эпюр позволяет для приближенного определения остаточных напряжений сжатия в поверхностном слое упроченных плоских оираацив приме;;;™!, упрощенную расчетную схему, в которой участвуют два вида эпюр распределения величины
1. Идеализированный линейный;
2. Приближенный к реальному.
При этом площади эпюр и координаты их центров тяжести одинаковы. Эпюра 1 имеет максимум на поверхности образца <Т'сжпо5> а эпюра 2 характеризуется наличием подслойного максимума а сгк ' и напряжением на поверхности образца а с?к П03
В первом приближении можно считать, что
стсж тах ~ а сж пов °сж пов. ~ Ссж ср ,
при ЭТОМ
®сжпов = 1,5 &сж ср< ан ср = 0,333а*н 0д (7).
Одним из наиболее наглядных видов проявления эффекта упрочнения и образования остаточных напряжений сжатия является прогиб плоских образцов, подвергнутых односторонней упрочняющей обработке. Прогиб образцов является обобщенным показателем поверхностного, упрочнения, который позволяет определять оптимальные режимы и условия упрочняющей обработки, но не характеризует напряженно-деформированное состояние упрочненого поверхностного слоя образцов и деталей, то есть не дает количественной оценки
таких показателей качества поверхности, как величина остаточных напряжений сжатия и глубина их распределения. Определение этих величин требует дополнительного применения малопроизводительного способа послойного стравливания упрочненной поверхности образца, либо имеющего низкую точность (±50—200 МПа) рентгеноструктурного метода. В случае фасонной и литейной упрочненной поверхности детали названные и другие способы безконтактных измерений нереализуемы.
Причиной деформации упрочненного с одной стороны плоского образца является наличие в его упрочненной поверхности остаточных напряжений сжатия Осзк и, как следствие, действие создаваемого ими и равнораспределен-ного по этой поверхности изгибающего момента Мег, величину которого по отношению к центру поперечного сечения образца, можно представить в виде:
Мег = О.ббТОсж тах Ъо5 ан об(0,5ао6 - ан ср) (8),
где а об и Ь05 - толщина и ширина образца, соответственно. С учетом (7):
Мет = 0,667ссжтахЪо6ан Об(°>5аоб " °>333 ан ср) (9)-
Прогиб образца определяется формулой:
Zo6=—-;-= „„ , з (Ю),
(11).
Mi2' _ 3 М 12об ВЕ^ Jxo6~ гЕ^Ь^а3^
где 1q6" Длине образца;
Еоб- модуль упрутости материала образца; Jx qq- осевой момент инерции поперечного сечения образца. Из (9) и(10) видно, что
_ __ZEpe а3об ZQS ._
СЖ ПОВ 2 / п сап \
1 обан Об (аоб - 0,667ан „6 )
Для величины oCJK для детали, изготовленной из другого материала,
имеющей другие механические свойства, форму и шероховатость поверхности,
после введения поправочных коэффициентов формула (11) принимает вид:
_ __ЗЕдб Zqs ke кг_
°сж max ,2 . „ „__, .
1 обакоб(аоб " 0,667кваяо6 )
где ке - коэффициент, равный отношению модулей упругости материалов
детали и образца;
kj - коэффициент, равный отношению прогибов образцов, изготовленных из материала детали и контрольного материала;
ка - коэффициент, учитывающий отличие геометрической формы, шероховатости и механических свойств упрочняемого и контрольного материала Для определгам величины осж тах и стсж пов в поверхностном слое детали по прогибу типового плоского образца из закаленной стали У8А (Еоб=2,1-105 МПа, ас^=1,2 мм, Ьоь=20 мм, I0g =70 мм), можно записать формулы:
_ 123,4 Z^ k"e кг °сж max--Т, „ „,.-
а 82,3 Zo6 ке кг
сж пов андет{1 . о,555 андет)
4. Оптимальный интервал варьирования режимов отделочно-уирочняющей обработки (2, 6]
Основным фактором, который может снизить эффект упрочнения, является перенаклеп поверхностного слоя.
С учетом того, что перенаклеп поверхности детали может осуществляться при сгсж тах max ^ где СТЭ тах - максимальное напряжение сжатия, возникающее под действием на деталь эксплутационных нагрузок, из выражения (13) можно получить условие, исключающее этот перенаклеп:
. Zo6<Zo6 кр=0-008(<и-аэ maxKl-0,555 ан дет)"1 05) '
ke kj
tfle
Zo6 Кр - критическая величина прогиба образца, соответствующая началу перенаклепа образца.
Предложенный способ позволяет повысить оперативность и точность приближенного определения остаточных напряжений сжатия в упрочненных поверхностях деталей, а также, позволяет назначить оптимальные режимы упрочняющей обработки сложнофасонных поверхностей деталей из различных материалов.
5. Экснсрсмситальпос - нсслсдопаиис сравнительной эффективности различных способов отделочно-упрочняющей обработки. (3-6, 12, 13]
Оценка сравнительной эффективности наиболее приемлемых для отделочно-упрочняющей обработки деталей лопаточного типа (струйнодинамический, пневмодробеструйный, вибрационный с анодным растворением металла, виброэкструаионный) осуществлялась путем обработки имитатора детали, содержащего сквозной щелевидный канал, на плоских придольных поверхностях которого закреплялись типовые плоские образцы из различных материалов. Такие же образцы закреплялись на наружной открытой поверхности имитатора, который обрабатывался указанными выше способами или их различными сочетаниями при сохранении постоянными следующих геометрических характеристик канала:
= 6 мм - минимальное межлопаточное расстояние;
Ьк = 60 мм - продольный размер канала;
Р = 10°-20° - угол сужения канала в его поперечном сечении.
Определяющими показателями качества отделочно-упрочняющей обработки образцов явились:
20б - прогибы образцов, мм;
Но 49 - изменение поверхностной микротвердости, МПа;
аноб " глубина наклепа, мм;
йа - параметр шероховатости, мкм.
Указанными методами также была обработана типовая турбина, содержащая каналы с межлопаточными расстояниями менее 6 мм. Средняя величина сужения каналов Р = 20°, угол наклона продольной оси канала к радиальной плоскости турбины - в пределах от а = 80° до а = 30°. .
Определение достигнутых разными способами показателей качества проводилось в наиболее и наименее открытых участках поверхностей межлопточных каналов - на хвостовиках лопаток, по выпуклой и вогнутой поверхностям лопаток.
По результатам эксперементальных и теоретических исследований с учетом научно-технического и производственного опыта различных отраслей промышленности, в частности авиационной, разработана методика выбора оптимального способа отделочно-упрочняющей обработки деталей насосных агрегатов лопаточного типа с широким диапазоном геометрических характеристик сложнопрофильных межлопаточных каналов, (см. табл.).
Таблица
Выбор оптимального способа отделочно-упрочняющей обработки деталей типа "турбина".
Оптимальный способ отделочно-упрочняющей обработки Минимальное межлопаточное расстояние, мм Наибольший угол видимости наиболее труднодоступных поверхностей, £>тГ1Х ,град.
Пневмодробеструйный < 10 < 45
Вибрационный ;> 10 £ 45
Виброэкструзионный ^ 10 < 45
Однако, эта методика не исключает применения комбинаций этих и других методов.
Очевидно, что виброэкструзиошшй способ является наиболее эффективным применительно к отделочно-упрочняющей обработке турбин с малыми межлопаточными расстояниями, но не обеспечивает значительного наклепа наиболее нагруженных частей лопаток: входных и выходных кромок. Поэтому для повышения усталостной прочности проводят дополнительную пневмодробеструйную обработку входных и выходных кромок микрошариками. Для подготовки поверхности широких межлопаточных каналов под упрочнение микрошариками целесообразно использовать предварительную виброобработку с анодным растворением металла. Таким образом, использование методики с учетом экспериментальных данных позволяет с достаточной степенью точности прогнозировать и добиваться требуемых показателей качества обрабатываемых поверхностей.
6. Исследование влияния поверхпостпого упрочнения на усталостную прочность титановых и жаропрочных сплавов [7, 8,10, 11, 13]
Известно, что процессы ППД оказывают положительное влияние на эксплуатационные характеристики деталей, работающих в диапазоне температур до 1000 К Например, предел усталостной прочности при работе в интервале высоких температур после упрочнения возрастает на 20-30'д Используемые в конструкциях деталей роторной группы энергетических установок титановые сплавы типа ВТ5-1КТ в части усталостной прочности очень чувствительны к наличию в рабочих средах примесей кислорода, азота, углерода и, особенно, водорода в случаях эксплуатации их при криогенных температурах.
Характер развития усталостной трещины позволил предположить, что значительное влияние методы ППД оказывают на длительность первого этапа упруго-пластической деформации на время зарождения усталостных микротрещии и начала их слияния в макродефекты. Это ощутимо из-за наличия в поверхностных слоях упрочненных образцов и деталей остаточных напряжений сжатия, повышенной микротвердости и плотности материала, регулярного микрорельефа, что препятствует как появлению микрепрещин, так и их развитию.
Модельные испытания гладких и упрочненных образцов из сплава ВТ5-1КТ при температурах 20-77 К, напряжениях, достигавших О.бСдд в рабочих средах показали увеличение количества циклов до разрушения с 5x104 до 3* 105-106. Образцы испытывались при консольном нагружении и вращении с выводом на визуальное и фотографическое наблюдение за характером развития усталостной трещины и имели следующие параметры упрочненного слоя:
°сж ср = 600 МПа; ан ср = 0,07-0,085 мм; Ла = 2,5 мкм.
Анализ результатов исследований позволил провести натурные испытания деталей с направленным поиском влияния на усталостную прочность различных методов ППД и их комбинированных сочетаний (виброабразивпее шлифование, виброэкструзионная обработка, стуйно-динамическое упрочнение, анодное растворение металла и др.).
В процессе эксперементальных исследований было создано оригинальное оборудование для измерения показателей качества обработанных поверхностей и моделирования условий многоцикловых нагружений в рабочих средах.
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
1. На основе положений теории пластического деформирования и механизмов абразивного микрорезания разработаны модели формирования микрорельефа и образования остаточных напряжений сжатия в поверхностных слоях сложнофасонных нагруженных деталей роторной группы насосных агрегатов.
2. Выявлены технологические факторы процесса ППД высокопрочных жаростойких никелевых сплавов ВЖЛ-14ПМ, ЖСЗДК, ЭП-741 и др., титановых сплавов типа ВТ5-1КТ, определяющим образом влияющие на величину и глубину залегания остаточных напряжений сжатия.
Л. Изучена связь высотных параметров шероховатости с исходным состоянием поверхности, технологическими свойствами рабочей среды и формой
контактирующих поверхностей в рамках струйных 11 виброударных методов поверхностной обработки.
4. Определены рациональные интервалы варьирования технологических параметров процесса, позволяющие обеспечивать заданные показатели качества деталей, работающих в режиме длительных кногоцикловых нагруженлй, в области криогенных и высоких температур (более 1000 К), неблагоприятных условиях межкристаллитной коррозии.
5. Экспериментально исследована сравнительная эффективность различных способов отделочно-упрочняющей обработки (пневмодробеструйного, вибрационного, виброэкструзионного и др.) и их различных комбинаций применительно к конкретным деталям, в том числе рабочих колес турбин с малыми межлопаточными расстояниями (до 8 мм).
6. Металлографическими исследованиями, методами контактного и белконтактного измерения параметров напряженного состояния поверхностного слоя, а также испытаниями в рабочих средах с моделированием условий эксплуатации подтверждена эффективность предложенных технических решений. Например, предел усталостной прчности деталей, работающих в области криогеШ1ых температур, после упрочняющей обработки возрос на порядок, при повышенных температурах - до 30%.
7. Разработана методика выбора оптимального метода отделочно-упрочняющей обработки деталей насосных агрегатов. Выпущен пакет технологической документации в объеме, необходимом для реализации предложешшх поцессов обработки, которые внедрены на предприятиях отрасли. Методические материалы введены в конструкторскую документацию на изделия для реализации разработок в условиях серийного производства на заводах-изготовителях.
8. Разработаны новые, в том числе, комбинированные технологические процессы отделки и упрочнения и средства их реализации применительно к конкретным материалам и конструктивным элементам.
9. Проведен ряд мероприятий по снижению шероховатости и упрочнению поверхностей проточной части насосных агрегатов, модельные и натурные испытания которых выявили увеличение КПД на 1,5-3%.
10. Разработанные в процессе исследований технические решения могут быть успешно использованы в области создания и производства гидрооборудования, автомобильного и железнодорожного транспорта применительно к деталях! и агрегатам, имеющим высокие требования по ресурсу работы и энергетике.
Основное содержание работы изложено в следующих публикациях:
- 141. Левченко A.B., Сухочев Г.А. Способ определения величины остаточных напряжений сжатия в поверхностях деталей после их упрочнения поверхностным пластическим деформированием. // Сб. "Технология. Технология машиностроения", ГОНТИ-2, 1987, вып. 10, с. 122-126.
2. Левченко A.B., Сухочев Г.А. Определение параметров шероховатости поверхностей, дости?кимых Еибрационнон отделочно-упрочняющей обработкой. // "Производственно-технический опыт", Деп. , ЦНТИ "Поиск", 1987, № 11-12, рег.035-4133.
3. Левченко A.B., Сухочев Г.А. Эксперементальное исследование сравнительной эффективное™ различных способов отделочно-упрочняющей обработки деталей тлпа "турбина".// Сб. Производственно-технический опыт", ЦНТИ "Поиск", 1987, № 11-12,рее 035-4132.
4. Сухочев Г.А. Упрочнение деталей микрошариками. Инструкция, КБХА,
1985.
5. Сухочев Г-А, Валюхов С.Г., Ростнславин A.B. и др. Исследование влияния различных способов отделочно-упрочняющей обработки на показатели качества поверхностей деталей типа "турбина". Технический отчет, тема НИР0614-85, инв. № 88/321, КБХА, "Сатурн", Воронеж, 1987.
6. Сухочев Г.А., Валюхов С.Г., Ростислав«!! A.B. и др. Методика выбора оцпшалыюго способа отделочно-упрочняющей обработки типа "турбина", тема Ш1Р0614-89, инв.№ 88М/321 КБХА, "Сатурн", Воронеж, 1987.
7. Дмитрепко А.И., Мезенцев Ю.Т, Сухочев Г.А. и др. Струйно-динамическая и экструзионная отделочно-упрочнятсщая обработка деталей и агрегатов подачи с целью повышения усталостной прочности. Технический отчет, инв. № 1310GG, КВХА, Воронеж, 1991.
8. Левченко A.B., Кал шиш МГ, Мезенцев Ю.Т, Сухочев Г.А. Виброшлифование теплозащитного покрытия поверхностей деталей отрасли. // Сб. "Технология. Технология машиностроения", ГОНТИ-2, 1991, Вып.З, с. 15-18
9. Сухочев Г.А, Ростислав!»! А.Б. Обработка прогрессивных технологических решений при создают перспективных энергетических установок и двигателей. // Труды КБХА, 1991, с. 101-105.
10. Сухочев Г.А, Смоленцев В.П. Упрочнение сложно-фасонных поверхностей деталей энергетических установок. // Тезисы докладов регионального научно-технического семинара "Применение низкочастотных колебаний в технологических целях", Ростов-на-Дону, ДГТУ, 1993, 3 с.
11. Сухочеп Г.А., Смоленцев В.П. Влияние поверхностного упрочнения на эксплуатационные характеристики деталей из жаропрочных сталей и славов. // Тезисы докладов регионального научно-технического семинара "Применение низкочастотных колебаний в технологических целях", Ростов-на-Дону, ДГТУ, 1093, 2 с.
12. Сухочев Г.А., Смоленцев В.П. Комбинированные процессы повышения качества деталей. Вибрационные машины и технологии. Сборник научных трудов. Выпуск 2, 1993 г., Курск, КПИ, с. 112-117
13. Сухочев Г.А., Смоленцев В.П. Технологические методы улучшения эксплуатационных показателей энергетических установок. // Труды международной НПК "Ресурсосберегающие технологии машиностроения", М., ГКРФ по высшему образованию, 4 с.
-
Похожие работы
- Разработка и исследование способов комбинированной упрочняющей обработки для повышения эксплуатационных свойств винтовых передач
- Проектирование технологии отделочно-упрочняющей центробежной обработки на основе имитационного моделирования
- Научное обоснование выбора и разработки методов упрочняюще-отделочной обработки для обеспечения износостойкости деталей машин
- Повышение качества и производительности отделочной обработки нежестких деталей высокой твердости
- Проектирование технологии отделочно-упрочняющей обработки поверхностным пластическим деформированием деталей машин с учетом их функционального назначения