автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.08, диссертация на тему:Теория и технология комбинированной (шлифование с управляемым термическим воздействием) обработки деталей машин с повышенными эксплуатационными характеристиками
- доктора технических наук
- Аксенов, Владимир Алексеевич
- город
- Челябинск
- год
- 1995
- специальность ВАК РФ
- 05.02.08
Автореферат диссертации по теме "Теория и технология комбинированной (шлифование с управляемым термическим воздействием) обработки деталей машин с повышенными эксплуатационными характеристиками"
е ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
, • л ? ПО ВЫСШЕМУ ОБРАЗОВАНИЮ
■к. -
Челябинский государственный технический университет
На правах рукописи
АКСЕНОВ ВЛАДИМИР АЛЕКСЕЕВИЧ
ТЕОРИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ КОМБИНИРОВАННОЙ (ШЛИФОВАНИЕ С УПРАВЛЯЕМЫМ ТЕРМИЧЕСКИМ ВОЗДЕЙСТВИЕМ) ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ МАШИН С ПОВЫШЕННЫМИ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ
Специальность 05.02.08 — «Технология машиностроения»
АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук
Челябинск — 1995
Работа выполнена в Новосибирском государственном "техническом университете
Официальные оппоненты: заслуженный деятель науки и
техники РСФСР, доктор технических наук, профессор Дальский А. М.;
доктрр технических наук, профессор Аршанский М. М.;
доктор технических наук, профессор Мухин В. С.
Ведущая организация — НПО «Текстильмаш» (ВНИИЛтекмаш), г. Москва
-Защита состоится « tXMsfx£Ui# 1995 г. в li> часов,
в ауд. 502 на заседании диссертационного Совета Д 053.13.05 в Челябинском государственном техническом университете по адресу: 454080, Челябинск, пр. В. И. Ленина, 76.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ЧГТУ.
Автореферат разослан « 1995 г.
Ученый секретарь диссертационного Совета, доктор экономических наук, ¡профессор
И. А. БАЕВ
- 3 -
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
А1СПМШС£И*Л1СО^СМи^__Повышениа надежности, долговечности и конкурентоспособности машин и оборудования, создание высокойроизво-дительных энергоресурсосбер'егпхвдпх технологий и автоматизированных систем их проектирования является важнейшей задачей современного машиностроения.
Перспективным няправлениек в решении поставленной задачи является создание технологических процессов и оборудования механической .и поверхностной термической обработок, способных обеспечить изготовление деталей мьшин с повышенным уровнем эксплуатационно свойств, гарантирующим долговечность и надежность работы машин и аппаратов. К числу наиболее прогрессивных технологий относятся процессы абразивного шлифования, лазерный и плазменные методы обработки, другие способы упрочнения поверхностных слоев. Однако существующие возможности решения этой задачи предусматривают создание специального оборудования, разрывают технологический процесс изготовления деталей, значительно увеличивают энергозатраты, не решают всей проблемы управления уровнем эксплуатационных свойств и автоматизации проектирования.
Новые перспективы в решении поставленной проблемы открывают технологические процессы совмещающие методы механической и поверхностной термической обработок, исключающие разрывность цикля изготовления деталей, осуществляемые при значительно меньших энергозатратах с возможностью существенного повышения уровня эксплуатационных свойств.
Одним из таких метопов является абразивное глубинное шлифование, когда за счет тепла, выделяемого в зоне резания, становится возможным осуществить, вместе с получением окончательных размеров изделия, термическую обработку и 'упрочнение поверхностных слоев. По уровню эксплуатационных свойств, достигаемых при этом, традиционные методы гораздо менее эффективны. Современные возможности высокоэ-нергетмческого нагрева, Iнапример ТЕЧ, лазерная обработка и т.д.) также позволяют реализовать требуемое термическое воздействие, используя при этом возможности существующего металлог>ежущего оборудования. Б настоящее- ъремя недостаточно изучены особенности этих технологий, взаимосвязь свойств поверхностных слоев с эксплуатационными характеристиками с одной стороны и режимами обработки с характером тепловых процессов с другой. Это не позволяет обеспечить управление уровнем эксплуатационных свойств и создать систему автоматизированного проектирования новых технологических процессов и оборудования реализующего совмещение механической и поверхностной термической обработок. Указанные обстоятельства обуславливают важность и актуальность теми диссертационной работы, исследонз"ия по которой входили в программу "Сибирь" раздел 02, блока 6.05, задание 02.03.09. Исследование комплекса физико-механических характеристик
и эксплуатационных свойств материалов, подвергаемых поверхностному термическому воздействию нагревом ТВЧ; в работу по постановлению см СССР N 02 от 01.03.86. "О создании производства рапирных ткацких станков; в тематические планы Министерства машиностроения НГУ-486-81 "Проведение комплекса работ по совершенствованию конструкции и технологии производства с целью увеличения показателя надежности станков", ЬГ-2-416-66. Проведение работ по повышению надежности, долговечности и модернизации станков; планы совместных исследований ЮТИ и ИСМ АН УССР, института теплофизики СО РАН и НЭ-ТИ и в плави Региональной научно-образовательной программы "Научные основы создания высокоэффективных технологических комплексов" и выполнены непосредственно соискателем или под его руководством.
Нель н п.-1г;,-1чи игслялгсирпкП. Пел^ настоящей работы является повышение эксплуатационных свойств деталей машин на основа системного анализа теплсфизичаских процессов, сопровождающих механические и поверхностные термические методы обработки, создание базы для интеграции этих процессов, разработка н да. способов, и системы автоматизированного проектирования технол.. .-ических процессов комбинированной обработки.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи?
- анализ сущостъугацмх направлений улучшения эксплуатационных свойств деталей машин и обоснование способов решения этой проблема путем интеграции процессов механической и поверхностной термической обработок;
- создание системы математического моделирования тепловых яв-л'знпй в поверхностных слоях материалов и определение численных значений комплекса наиболее информативных параметров термических циклов и динамики их изменений в поверхностных слоях конструкционных сталей и их связи с режимами и условиями различных схем обработки;
- разработка методик и проведение исследований структурнонап-ряжекного состояния и эксплуатационных свойств при высокоскоростном нагреве и установление взаимосвязи численных значений параметров термических циклов со структурой и эксплуатационном свойствами поверхностных слоев;
- разработка автоматизированной системы проектирования новых технологических процессов, реализующих принципы соьмешония механической и поверхностной термической обработок с погчлиеньым уровнем •■эксплуатационных характеристик;
- создание новых способов и разработка на их основе логко управляемых технологических процессов обработки деталей мг-^иц с требуемым урознем эксплуатационных стчойств;
- разработка, испытания и практическое использоп.-шио новых технологических прсц^ссоз-и системы аатоматизироиаиного прооктиро-вания.
- 5 -Научная новизна
Предложена методология системного анализа тепловых явленш!. ответственных за формирование структурно-напряженного состояния поверхностных слоев конструкционных сталей в процессах совмещающих механические и поверхностные термические методы обработок, включающая математические модели, методы расчета, алгоритмы и программы основного и прикладного программного обеспечения, подсистемы, базы и банки данных связи динамики распределения температурных полей, оцениваемой комплексом численных значений параметров термических циклов, со структурой и показателями конструктивной прочности, применительно к рассматриваемым условиям обработки, что явилось базой для создания основ автоматизированного проектирования технологических процессов с повышенным уровнем эксплуатационных свойств.
Установлены преимущества интеграции процессов механической и поверхностной термической обработок в решении проблемы повышения эксплуатационных свойств деталей машин из конструкционных сталей, позволяющей, кроме того, исключить разрывность процесса изготовления, уменьшить величину припуска, увеличить производительность с уменьшением энергозатрат.
Установлена связи между требуемой структурой и режимами шлифования на база использования расчетной методики анализа тепловых явлений в процессах комбинированной обработки, позволяющие исключить из технологического цикла изготовления деталей машин традиционные операции термообработки.
Предложен ряд новых способов обработки и на их основе разработаны новые технологические процессы, комбинированной обработки деталей машин с. повышенным уровнем эксплуатационных характеристик.
Практическая ценность работа
Решена важная для народного хозяйства задача, позволяющая впервые в практике проектирования технологических процессов, совмещающих механические и поверхностные термические методы обработки внедрить систему автоматизированного проектирования. Ее применение даст возможности провести анализ различных технологических процессов, определить схему и режимы обработки, оптимизировать значение показателей эксплуатационных свойств. Предложенная система заменяет длительный и дорогостоящий малоэффективный экспеоименталышй путь и повышает качество проектирования новых техно.чох^ических процессов .
Подтверждена эффективность интеграции процессов механической и поверхностной термической обработок, в тон числе с использованием ьисокоэноргетического нагрева ТОТ, реализующая идею управления уровнем эксплуатационных с1зсч"ютв путем назначении и поддержании в процессе обработки трйбусчюго диапазон;! значен!«1! ппранятров термических циклов. Разработан ряд новых способов обработки (защищенных
авторскими свидетельствами), использование которых дает значительное повышение уровня эксплуатационных свойсттз деталей машин из конструкционных сталей (сталь 45, А ОХ, 40ХН и др.). Предложена новая конструкция технологического модуля (защищенная патентом СССР) для оснащения серийных металлорежущих станков, которая позволяет практически реализовать возможность совмещения высскоэнергетическо-го нагрева ТБЧ и операций моханической обработки.
Разработаны технологические процессы и оборудование, обеспечивающие существенное в 1,6-2,3 раза повышение уровня эксплуатационных свойств деталей ткацких станков, инструментов, деталей автомобильной и сельскохозяйственной промышленности. Внедрение их в производство путем создания специализированного участка (Новосибирский завод "Сибтекстил1.маш") на база станков ЯШЗ-20Н, ЗМ151В, 312М и ДР-. другого оборудования и приспособлений для разработанных процессов обработки в массовом производстве позволили увеличить производительность до 18 раз (например, при обработке пружины прокладчика утка ткацкого станка СТБ), снизить энергоемкость до 35-40% за счет оптимизации термического воздействия, решить вопросы экологии и охраны жизнедеятельности.
Суммарный экоиомичесхий эффект от внедрения составил 1,5 млн. рублей (в ценах 1991 года).
В учебном процесса Новосибирского государственного технического университета основные положения диссертационной работа отражены в учебных пособиях автора и применяются при подготовке инженеров-механиков. С 1930 года результаты исследований используются при подготовке кандидатских диссертаций, выполнении курсовых и дипломных работ, НИР студентов, включены в лекционные и практические занятия.
ЛИЧ№-'"' ркпд.п р.тгош представленной работе. Основой диссертации послужили теоретические, экспериментальные исследования и производственные испытания, отражающие длительный период (с 19130 года) работы диссертанта и в дальнейшем становления и деятельности научной группы из числа сотрудников и преподавателей НГТУ, организованной и руководимой им по научно-технической проблеме "Управление качеством поверхностного слоя деталей машин".
Диссьртант внес определяющий вклад в постановку, обоснование и осуществление программ исследований. Он является также автором основных идей и выводов, изложенных в работе, что подтверждается публикациями и патентными документами.
В диссертации обобщены результаты экспериментальных исследований, выполненных аотерзм самостоятельно и вместе с сотрудниками научней группы. Некоторые работы выполнены по линии хозяйственных договоров и личных творческих связей авторе! в содружестве с сотрудниками других организаций (КПП (Киев), СКТБ (ПО "Элнктгадсетьиэоля-ция")., завод "Сибтвкстильмаш", ИТФ СОРАП и др.), что отражено в совместных публикациях, заявках на патенты и пр.документах.
Автор принимал непосредственное» участие в разработке и создании экспериментальных и опытно-промышленных установок, внедрение их в производство, разработке* основных методик и проведении экспериментов, обработке результатов и их интерпретации. Автору принадлежит такхо написании большинства статей, докладов и основных разделов отчетов по спецтемам.
Результаты теоретических исследований, представленные в диссертации, принадлежат автору, и выполнены на основе личного научного творчества.
Aniy)6a:nm работ"- Материалы диссертации и основные результата работы докладывались на Всесоюзных научных и научно-технических конференциях: "Комбинированные электроэрозиопно-электрохимнческие методы размерной обработки" (Уфа, 1983 г.), "Интенсификации технологических процессов механической обработки" (Ленинград, 1986 г.), "Новые технологические процессы и оборудование для поверхностной пластической обработки материалов" (Брянск, 19(36 г.), "Повышение эффективности и качества в механосборочном производстве" (Пермь, 1905 г.), "Автоматическое манипулирование объектами и технологическая оснастка в станках с ЧПУ и ГПС" (Тернополь, 1938 г.), "Проблемы экономии энергетических, материальных и трудовых ресурсов" (Новосибирск, 1988 г.), "Структура и свойства материалов" (Новокузнецк, 1983 г.), "Поверхностный слой, точность, эксплуатационные свойства и надежность деталей машин и приборов" (Москва, 198S г.), Первом Всесоюзном съезде технологов машиностроителей (Москва, 1989 г.), "Новые материалы и ресурсосберегахщие технологии термической обработки" (Махачкала, 1089 г.), "Типовые механизмы и технологическая оснастка станков-автоматон, станков с ЧПУ и ГПС" (Киев, 1992 г.). Сибирской конференции по прикладной и индустриальной математике (Новосибирск, 1994 г.), на ежегодных научных семинарах академической лаборатории по проблеме ущточневил металлических сплавов 00 РАН (г.Новосибирск), научных семинарах института теплофизики СО РАН (г.Новосибирск).
Публикации. Основный результаты работы опубликованы в 50 работах, в том числа 4 учебных пособиях, получено 5 авторских свидетельств, патент и серебряная медаль ВДНХ СССР, подготовлено 8 отчетов по научным темам.
Автср защипает
Теоретические и экспериментальные исследования по повышении эксплуатацношшх свойств деталей маыин, на основе чего решена важная научно-тсдашческяя проблема, заключающаяся в развитии теории и практики комеиниропанн!« методов обработки, а именно:
- методологии интеграции процессов механической и поверхностной термической oCiWotok;
- зл;и,ючение с роли рысскосноростного тармическсго 1юэд«?йетвчя
и численных значений параметров термических циклов, в формировании структуры и свойств поверхностных слоев;
- комплексную оценку температурных полей, в том числе, впервые установленные численные значения параметров термических циклов и динамики их изменений по глубине поверхностного слоя;
- экспериментально установленные взаимосвязи численных значений параметров термических циклов с формированием структуры и комплексом эксплуатационных свойств;
- методики, установки и оборудование для исследований, в частности, методику расчета температур и параметров термических циклов, определение режимов и условий обработки, глубины упрочения, оптимизации производительности и энергозатрат;
- методологию разработки системы автоматизированного проектирования новых технологических процессов комбинированной (шлифование с управляемым термическим воздействием) обработки;
- новые методы и технологические процессы обработки шлифованием и высокоэнергетическим нагревом ТВЧ деталей ткацких станков, автомобильного и сельскохозяйственного машиностроения из конструкционных сталей с требуемым уровнем эксплуатационных характеристик.
Структура пис-срртапчи. Диссертация состоит из введения, 6 глав, общих выводов и приложений. Изложена на 254 странице машинописного текста, содержит 110 рисунков и 16 таблиц. Приложения на 79 страницах. Список цитируемой литературы содержит 287 наименований.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во ппепрнии освещена актуальность проблемы повышения уровня эксплуатационных свойств путем интеграции процессов механической и поверхностной термической обработки, необходимость создания системы автоматизированного проектирования новых технологических процессов. Показана научная и практическая значимость и новизна работы, изложены основные положения, выносимые диссертантом на защиту.
Ц£021ШЛ_ГДааа_посвяще)!а анализу состояния вопроса, целям и задачам исследования.
Известно, что в процессах абразивной, а также лезвийной обработки конструкционных сталей качество поверхностного слоя, достигаемое и зависимое от условий резания и оцениваемое структурой, твердостью, величиной и знаком остаточных напряжений, параметрами шероховатости обработанной поверхности, в основном, и опр-здоляот уровень их эксплуатационных свойств. При этом в зависимости от условий обработки, особенно, при шлифовании» состояние поверхностных слоев определяется, в основном, характером теппокк явлений. В большинстве случаев тепловыделения отрицательно сказываются на качество поверхностного слоя, особенно, при шлифовании предварительно закаленных деталей, сопровождая этот процесс множеством различных дефектов, снижающих эксплуатационный свойства деталей машин. Еслынсй
вклад в теорию данного вопроса внесли такие ученые, как Е.И.Маслов, Л-В.Худобин, Д.Г.Евсеев, А.Н.Резников, А.В.Якимов, А.В.Подзей, П .11. Ящерицин, В.А.Сипайлов, С.Н.Корчак и др.
Развитие процессов глубинного абразивного шлифования привело многих исследователей к необходимости более детального изучения структурных изменений в поверхностных слоях обрабатываем}« материалов. Благодаря работам А.В.Якимова, М.С.Наермана, В.Д.Кальнера было установлено, что при определенных условиях шлифования, в поверхностных слоях может формироваться упроченный слой с образованием специфического мелкодисперсного мартенсита закалки твердостью до [ШС 65...70, т.е. появляется возможность совмещения операций шлифования и термообработки. Последующие исследования этого вопроса, установление связи условий формирования упрочненных слоев с режимами обработки, длительностью теплового контакта, в силу специфики процесса шлифовании не могут объяснить характер структурно-фазовых превращений, наметить дальнейшие пути эффективного развития и создание новьх< способов шлифования, их автоматизации проектирования.
Среди других методов, способных провести поверхностную термическую обработки вместе с механической и обеспечить повышенный уровень эксплуатационных свойств является высокоэнергетическии нагрев ТВЧ. Теоретические к практические основы этих технологий были разработаны С.Я.Турлыгиним, В.В.Александровым, И.П.Русинковским и другими. Основное их отличие от широко известных состоит в кратковременном характер« термического воздействия, значительных удельных мощностях нагрева (2... 20- 10* вт/м ), увеличенных значениях КПД, меньшей энергоемкости процесса.
Основные исследования формирования структуры поверхностных слоев, также связываются в основном с режимами обработки, сдерживающими решение проблемы оптимизация теплового воздействия с целью получения требуемых свойств. Общими проблемгми, присущими рассматриваемым методам обработки являются разноречивость мнений относительно свойств и механизма формирования структур поверхностных слоев.
В решение этих вопросов в материаловедении большой вклад внесли такие ученые, как Ю.М.Лахтин, Л.И.Тушинский, Б.Г.Гуревич. Б.Ф.Трахтеьберг, М.Г.Лозинский, М.А.Тылкин, В.Д.Кальвер и другие.
Однако, рассматриваемые в настоящей работе методы характеризуются на порядок более высокими значениями скоростей нагрева - охлаждения, неравномерностью распределения температур по глубине поверхностного слоя, малыми значениями продолжительности нагрева, не позволяющими объяснить всю совокупность явлений, связанную с условиями Формирования структуры в поверхностных слоях.
Отсутствие сведений о динамике распределения термических циклов, их параметров в реальных условиях обработки и связи с характером струилурио~<1ачогтх превращений в значительной степс-пи сдерживает дпльнмйшегз развитие пысокомпть-грирораиных технологий дпп изго-
товления деталей машин с повышенным уровнем эксплуатационных свойств и современных методов их проектирования.
Общее представление о всем комплексе исследований, выполненных в полном соответствии с целями и задачами данной работы, дает структурная схема, представленная на рис.1.
РТ0Рдп гллпя еппержит результаты исследований по созданию системы математического моделирования тепловых явлений в процессах механической и поверхностной термической обработок и исследований параметров в термических циклах, организации баз и банков данных, пакетов прикладных программ.
Расчет температурного поля, выполненный с учетом всех основных особенностей рассматриваемых технологических процессов обработки материалов, представляет собой ключевую задачу, без решения которой переход к анализу структурных превращений и оценке термомеханических процессов оказываются невозможными. Армирование математической модели для оценки теплового состояния материала сводится к рассмотрению уравнения нестационарной теплопроводности - уравнение Фурье (1)
(1)
где Т - температура;'2"'- время;»? т - удельная теплопроводность материала; Ст - удельная теплоемкость т - удельная плотность; с начальными и граничными условиями, учитывающими особенности действия технологических факторов. Обобщенная расчетная схема, сформированная на основе проведенного анализа, имеет вид, указанный на рис.2. . Начальные и граничны» условия следующие:
- до начала действия источника (2~< 0) температура во всех точках материала одинакова и раина температуре окружающей среды:
Т = Т окр. (2)
- после начала и в точении всего времени нагрева О <Т.< £н на поверхности материала действует тепловой источник с удельной мощностью <};
- считаем, пренебрегал потерями на нагрев охлаждающей жидкости, что вся подводимая источником мощность расходуется р. области его действия нч нагрев тела ¿т'Т"'
в = (3)
- на псяерхности, где действует источник (вне его) и противоположной ей принимаются граничные условия вида
Кроме того, учитывая разнообразие реальных схем обработки нами рассмотрены дна варианта построения математической модели в двухмерной постановке: осасимметричная (двух видов) и плоская. Для практической реализации митсда выбран мчтод конечных разностей (ИКР).
Движение источника в расчетной схеме реализовано путем учета динамики изменения граничных условий в каждым из рассматриваемых в расчете моментов ьремени.
Конечно--рясшостниг. уравнения о МКР легко программируются и решаются методом итгврапУй на ЭВМ. Пг>и выборе Н -иага сетки и расчете йТ" -ьрвмкшюга имторчала необходимо учнтыт>ать их взаимосвязь через критерий <1урье Ко. Уравнения имеют устойчивое ре№"ниэ при Кос0,25.
П1*чдло»енн1«1 расчетные схемы псзмэляют осуществить определение темпог лтуры н по!»рхнс/: ппк слоях конструкционных сталей для раз-
-Г и Ы,Т
«л, < 0я — /
гт
XXIX
гг.^-'-^^ГГ
<--</• I
^Л.71 ■ ; Л"
-А—*> —
'Н
ттх! /
г /
сА2 I
Рис. 2. Обобщенная расчетная
личных схем илифсвания. При этом значения удельной мощности источника принимаются равной 30 . .. 45% от значений эффективной мощности шлифования в зависимости от схемы и условий обработки, скорость движения - равной скорости вращения (движения) детали, - радиус (размер) источника - длина дуги контакта, а значения теплофиэн-ческих характеристик металлов и коэффициентов теплоотдачи для разных способов охлаждения - по литературным данным.
Несмотря на отличия, имеющие место при применении нагрева ТБЧ, от повархностных внешних источников тепла, найдена возможность использования рассматриваемых выше подходов. Это объясняется более широким использованием г. практике генераторов ТВЧ, работающих в радиочастотном диапазоне дс 500 кГц, снижающим значение глубины проникновения тока до десятых долей миллиметра, и результатами исследований, которые позволили установить характер перераспределения мощности источника при перемещении зоны нагрева вглубь материала. Последнее, как известно, связано с резким изменениям при достижении температуры точки Кюри, значений удельного электросопротивления и магнитной проницаемости. Величину мощности, выделенную на поверхности и в глубине материала определяли С учетом коэффициента пера-распределения мощности источника Tß4.
Разработка метода расчета температурных полей и программных средств его реализации позволила решить комплексную задачу по созданию программной системы ПС, ориентированной■как на исследователя проблемы, так и на разработчика коноинигюванных технологических процессов. Ядром системы является ПС "ТЕР" (рис.3), предназначенная рля расчета температурных полей, модуля расчета термопапряжеиий, базу и банки данных по основным тешюфизичэским свойствам конструкционных материалов, их зависимостям от температур, режимным параметрам реальных технологических процессов, программных средств для расчета параметров термических циклов, комплексы программ для организации взаимодействия с создаваемыми базами и банками данных, многофункциональную сервисную систему. Работают модули в интерактивном режиме. Практическая реализация баз выполнена с помощью ПС "Clipper", формат баз данных - dBase. Используемая для визуализации результатов универсальная ПС "FEM SERVER" является сродством графического отображения расчетов в виде цветного спектра, цветных изолиний, графиков по произвольно выбранному сечению, поверхностей в трехмерном пространстве, а так.*е поддерживает монюобраэный -интерфейс с пользователем. Функции вывода позволяют получить твердые копии результатов. Состав технических средств, необходимых для функционирования ПС, ориентирован на ПЭВМ IBM PC/AT.
Комплексная экспорижмтальная проверка расчетных методов, проведенная ь работа, подтвердила работоспособность, эффективность и достаточную для практического применения (5...8S) точность созданного на основе разработанного расчетного метода программного комплекса .
Упраалпющая программа
4..THUX ДГ1Н-
Р^.чет
ZZJ—
р!Л(ОД рОЭУЯЬТИ'
термических
Г.ЮЧОТ rjI ■! H^C-l
uo < ..т и,
го кс*г -
T.-ÍH If.njir-'.-lXl-
н<-г>'ги и теп
Гис.З. Структура iH'-orrvji'Miii-n системы рлсчятг» ;v:Typ! Ч.' / П.- - í ПС
На основа экспериментально-теоретических исследований определена совокупность режимов обработки для различных схем упрочняющего исследования и нагрева ТВЧ. Сформированы базы и банки данных по режимам и условиям обработки для использования в ПС "ТЕР" при определении численных значений параметров термических циклоп, динамике их изменений по глубине» поверхностного слоя. Установлено подобие вида термического цикла на поверхности при упрочняющем шлифовании и нагреве ТВЧ, что подтверждает buck,-y,»p,hhoo ранее предположение о, возможности совмещения процессов механической и поверхностной термической обрАбО'ГОК •
Определены зависимости численных значении параметров термических циклоп от Х'цда и характеристик источника нагрева, режимов и условий обработки. Так, значения скоростей нагрева (Ун), рассчитн-вэомыо в интервале температур от -100"с до Тмах, на поверхности увеличивается с росте..ч -значений удельной мощности, размера источника и скорости его пчрем^шения, достигая значений 5,6.103оС/с. Зависимость максимальной температуры цикла (Ттьх) от удельной мощности и разме[юв источника характерна р-остом Ттах при их увеличении, в то время как повы::1-"-ние скорости движения источника, а также прим-.-нение способов увеличивших охлаждающую способность приводит к уменьшению значений максимальной текп^ратури пикл.з. темп к^-ropoi о различен для процессов упрочняющего шлщювании и нагровл ТВЧ.
Величина длительности теплокогл ио-зЯ'П)СТ»-ия в интервале температур гшю критмчьсу.их К ^ в), определяемой кьк промчгуток времени [¡¡шла метду ki г,г--:ли нырева и охлмце^ия ио.иет достигать в мололи-
t
руамом диапазона условий - 4,5 с. Наибольшее влияние на иэманенио оказывает скорость движения источника. Скорость охлаждения (Voxл) рассчитывалась в интервале температур кривых охлаждения термических циклов от Тмах до 200°С.
Установлено, что с увеличением размеров м мощности источника нагрева значения скоростей охлаждения уменьшаются, а повышение скорости движения источника и интенсивности охлаждения приводит к их росту. Анализ результатов позволил сделать вывод о превалирующем влиянии на значения Vox.ii теплоотвода во внутренние слои материала по сравнению с теплоотдачей в окружающую среду. Подтверждением этому служит тот факт, что значения скоростей охлаждения рассчитанные как для процессов упрочняющего шлифования, так » для нагрева ТБЧ без СОЖ заметно превышает критическую скорость закалки. Это объясняет возможность, отмечаемую многими исследователями н осуществлении эффекта "самозакалки" за счет теплофиэических свойств материала детали.
Определяющим, с точки зрения структурных изменений в поверхностном слое, является характер зависимостей численных значений параметров термических циклов по глубине слоя.
Сформирован программный модуль для оценки динамики изменений параметров по глубине слоя с требуемой дискретизацией. Анализ результатов показал отличия, имекэдие место в случае упрочняющего шлифования и' применения нагрева ТВЧ. Это объясняется различием вида источников нагрева, что приводит, как показано в главе Ш к уменьшению количестве! структурных составляющих в поверхностном слое-, т.е. переход к более гомогенной структуре при использовании нагрева ТВЧ.
В результате проведенного анализа впервые установлены численные значения параметров термических циклов и динамика их изменений по глубине упрочненного слоя (рнс.4). Для конструкционных сталей в исследуемой области режимов и условий обработки диапазон значений параметров технических циклов лехат в следующих пределах: Распределение скоростей нагрева и охлаждения, длительности теплового воздействия по глубина
у,л'-
/■¿•С/с с
глубин3 слоя, ММ. в " 30 МЗт/мА , Ун г 2.7 мм/с. = 3,5.10 м, с* - 1Ь кВт/:'/ . °С
Рис 4
Ун - 200. . .4000 °С/с; Тмах - 1750°С; ^в - 0,2...5 с; Уохл - ^ь,. . . . 2500°С/с. На основе полученных результатов сформированы са^и ,1 банки данных по режимам и условиям обработки, численным значенном параметров термических циклов, созданы программные модули для системы автоматизированного проектирования. Для решения задачи сп ■ тимизации разрабатываемых технологических процессов по производи тельности и энергоемкости предложен способ, основанный на использовании установленных по результатам математического моделирования закономерностей влияния значений удельной мощности источника и скорости его перемещения на глубину упрочнения. В главе 6 приведены результаты практического применения предложенного способа. Отличительная особенность его заключается в существенном уменьшении рассматриваемой области режимных параметров, внутри которой реализована задача оптимизации.
Сформирована подсистема "параметры термических циклов", вклю чающая программные средства определения численных значений параметров, адаптированных к процессам скоростного нагрева, имеющую собственную информационную среду с использованием созданных баз и банков данных, и средств взаимодействия с другими подсистемами.
В третьей рпдве рассмотрены вопросы взаимосвязи основных зако номерностей формирования структуры поверхностного слоя и уровня эксплуатационных свойств в зависимости от параметров термических циклов и создания баз и банков данных типовых структурных комплексов как элементов автоматизированной системы проектирования.
Исследовалось влияние спорости нагрева, максимальной температуры термического цикла,- продолжительности выдержки при температурах выше критических точек, скорости охлаждения.в диапазоне значе ний, приведенных во второй главе. Анализ структуры поверхностны;; слоев проводился методами оптической и электронной микроскопии и микрорентгеноспектрального исследованиями для широкоиспользуемых на практике конструкционныых сталей 45, 40Х, 40ХН2МФА и сталей У8.
Высокие значения скоростей нагрева (200...4000°С/с) оказывают значительное влияние на формирование конечной структуры, определяющей уровень упрочнения стали. Так, увеличение скорости нагрева ста ли 45 до 1500®С/с приводит к уменьшению величины аустенитного зернь с 30 до 5,5 мкм. Это связано с резким увеличением термодинамического потенциала, приводящее к зарождению большего количества центров кристаллизации $ - фазы, что и приводит при последующем их росте к уменьшению среднего диаметра зерна. Дальнейшее увеличение скорости нагрева не ведет к сколько-нибудь ощутимым изменениям величины аустенитного зерна. При высокоскоростном нагреве сохраняются известные из практики обычной термической обработки процессы, приводящие к измельчению зерна аустенита. Применяя различные скорости нагрева и используя закономерности структурной наследственное™ стали, можно в широком диапазоне регулировать параметры структуры повер. юстного слоя С Таблица 1) .
Таблица 1
Влияние предварительной термической обработки на структуру и свойства поверхностного слоя стали 45
1 NN | Предварительная 1 |Исходный 1 |Поверхностная 1 |Диаметр 1 | НУ
п/п| термическая |размер |термическая |зерна | МПа
| обработка |зерна, |обработка |аустени- 1.
| мкм I 1 I |та, мкм 1
1. Отжиг 50 Упрочняющее 15 5800
шлифование
2. Нормализация 30 - " - 10 6570
3. Закалка - - " - 5 6050
4- Закалка - Обработка ТВЧ 7 7600
В процессе поверхностной термической обработки с использованием высокоэнергетических источников нагрева максимальная температура достигаемая в процессе термического цикла обычно вьюге той, которая предпочтительна при объемной термической обработке (до 2000 "О. Рост максимальной температуры нагрева практически не оказывает влияние на размер зерна аустенита. Однако существенное повышение Тмах не желательно из-за резкого увеличения размеров кристаллов ^-фазы,
Активная пластическая деформация в процессе упрочняющего шли-(]ювания в сочетании с высокой температурой нагрева приводит к активизации диффузии атомов углерода в результате чего в тонком поверхностном слое наблюдается его повышенное содержание, что приводит к увеличению микротвердости стали 45 до 7900 НУ.
При скоростном нагреве и незначительной выдержке при температуре аустенитизации отмечается незавершенность диффузионных процессов. После образования аустенита при переходе через критические точки Ас4 и Асд, вследствие малого времени не успевают проходить' го-могениэационные процессы. В результате после закалки электронномик-роскопические исследования показывают наличие в поверхностном слое мартенсита разных морфологических форм.
В сочетании с высокой температурой термического цикла выдержка в течение 2 с. достаточна для завершения образования аустенита-Увеличение продолжительности выдержки приводит к прогреву деталей на большую глубину и. как следствие, увеличению толщины упрочненного слоя, которая при- упрочняющем шлифовании может достигать 1,5...2,0 мм (рис.5).
С одной стороны увеличение длительности выдержки способствует более полному протеканию диффузионных процессов при температуре аустенитизации, что приводит к выравниванию химического состава' в объеме зерна, а с другой стороны к росту кристаллов ^ - фазы (что наблюдается при высоких Тмах), и как следствие к увеличению размеров конечной структуры; (рис.6). Структурный оптимум наблюдается при.
Рис. 5
1-Тта.ч = 900°С: 2-Ттах = 1йОО°С; З-Ттах = 180й4С.о"г,'-исходний размер Рис. 6
длительных выдержках - до 3 с. и невысоких значениях Тмах (1300...1500°С), что приводит к увеличению толщины упрочненного слоя, имеющего мелкозернистую структуру, хотя осуществление такого термического цикла не желательно с точки зрения производительности процессов поперхностного упрочнения.
Для упрочняющего шлифования, или закалки ТЕЧ, подробно рассматриваемых в данной работе скорость охлаждения разогретого поверхностного слоя моино менять о достаточно широких пределах путем непосредственного охлаждения за счат теплоемкости самой детали и применения внешних охлаждаемых сред, подаваемых с различной интенсивностью п зону обработки после прохождения инструмента.
Реальны"! диапазон изменений скорости охлаждения для уточняющего шлифования лежит в пределах от 200 до 1800°С/с, и для индукционной закалки от £00 до 2100°С/с.
В работе подтверждено, что при поверхностном упрочнении критическая скорость охлаждения для получения мартенсита у сталей данного химического состава должна быть вина, чем в случае объемной термической обработки, во избежание выделения перлита в участке«, где кристаллы аустешгга имеют низкую концентрацию углерода или других химических элементов из-за неоднородности структуры. Как показано 1<о второй гллпе, значения парам?! ров термических циклов по глубине упрочненного слоя отличаются друг от друга. Таким образом, для каждого из слоев поверхности суцостоуют свои значения комплекса параметров, чт<~> приводит к образованию гаэличннх структур. В таблице 2 приведены резулитг-.ты исследований по взаимосвязи параметров термического цикла с обрсиукщенея структурой у- различных слоя* упрочненной Г201Ш.
В результате широких экспериментальных исследор-лний р реальной области рлесчаттп'в-е-нчх схем обработки, реализующих различные формы термических цик.чэт» и совокупность численных эначе. пи>1 параметров, были установлены тмпог<ых структурных комплексов. Послелнь'? позволяет ос уме стг нить на практике идею у:)рмзлеы.<я комплексом гкепяуата-цкгтных характеристик путем назначения и поддержания п протсса об-
Таблица 2
Связь параметров термических циклов с различными типами структуры поверхностных слоев
Значения параметров термических циклов Тип структуры слоя Твердость Ну. ИПа
Vu , "С/с Тмах, "С Т'в, С Уохл, "С/с
500...4000 200...1500 ао 1550 200...1000 950 650...900 720...850 720...780 0,5 0,4...1,5 0.3...0,1 0.3... 0,5 600... laoi 250...400 Ч 60...100 500...700 Мартенсит Перехода структ. Перчит Феррит + мартенсит 9600...8000 6300...5100
работки требуемых, длч получения необходимого структурного комплекса значений параметров термических циклов.
Комплекс эксплуатационных свойств оценивался показателями конструктивной прочности, остаточных напряжений и изменений микротвердости в посорхностных слоях, износостойкости при сухом и граничном трении, контактной выносливостью. Установлено, что величина и значения остаточных напряжений определяется структурным состоянием и глубиной упрочненной зоны. Наиболее благоприятные с точки зрения конструктивной прочности величина (до 800 ИПа) сжимающих напряжений на поверхности наблюд^отся у пятого типа структуры характерной наличном "белого слоя". Снижение уровня сжимающих напряжений до 500 МГ1з и глубины их залогання присуще ч^тпертому типу структуры с наличием на поверхности троостита. Следует отметить, что распределение величины остаточных напряжений и их знака сю глубине образцов достаточно сложной и зависит от типа структуры в том или ином слое и параметров термических циклов.
Так у образцов имущих структуру второго типа на поверхности наблюдаются растягивающие напряжения величиной до 200 МПа. При перехода от фсрритно-мартенситного слоя к слою имеющему структуру иелкоигольчатого мартенсита остаточные» напряжения менипт свой знак с пляса на минус и по величине достигают значения 400 мЛл. Величина и' знак «статочных напряжс-ний для осыотшх типов структушмх комплексов приоедшы и таблице •"-•. На рис Л приведен грй4»;к распределении микротгмрдости по глубине уирочнелного слоя для различных типов структур. Пссыаыдки«-. го сравнение с обычной термичаскоЛ обработкой С ПОЛУЧСгКИ*:М ТОЙ ИЛИ ИНОЙ СТруК'ГУрЫ, значения MliKроткордооти объясняются вс»-кервих диспсрсностмо структуры из-за высоких скоростей ыагрова, a >so-вторых наличием высоких Г'пачепий сжимающих напряжений на поверхности образца. Как видно из рпсуька 7 наибольшими значениями микроте-'.удостн и глубины упрочненного слоя обладает структура пятого типа. ПозК'рхвостноо упрочиепиз по ро-химим, об»'.■■!-пинающим образование на гюьархцости "болого слой" или мнлкоигем»читгнч» млр-
- 19 -
Распределение микротвердооти по глубине упрочненного слоя
1-(М)+(ФМ) + (ПП>ЧФП) ; 2-(ФМ) + (ФП); 3-<ФМ)+(М) + (ФП); 4-(Тр)+(М)+(ФМ)+(ФП); 5-<БС)+(М)+(ФП). Рис.7.
Таблица 3
Взаимосвязь структурного состочния поверхностных слоев с эксплуатационными свойствами среднеуглеродистых статей
Типы струк- Глубина Контакт- Микро- Оста- Изнаши- Изнаши-
турных упрочне- ная вынос твер- точное вание вание
-¡омплексов !!ИЯ, ММ ливость дость напря- без со
(число на по- жение смазки смазко!"
циклов до верх- па по- мнЗ/см2 ммЗ/см2
разруше- ности , верх- за за
ния НУ ности , МПа 1000 м 1000 м
1 1 5. о г, 6- ю5 6050 -720 0. 25 '0.15
2 0 5. . .0. 7 - 4 200 0. 42 -
3 1 2. , . ¿L 0 3. 7 10* 9 101 - +250 0. 33 -
4 0 8. . .2 4 4 4900 -480 0. 35 0.23
5 1 8. . .3 0 5 6 10^ 9000 -Й00 0. 22 0.12
6ж - 4 2 10* 5200 -500 0. 40 0.21
5ж - Сталь У8. Объемная закалка с отпуском (ЮО^С).
тенсита существенно сиия-лот скорость изнашивания стали по сравнению с объемной закалкой и низким отпуском. На рис.8 показана кинетика изнашивания стали 45 при трении скольжения без смазки с различным типом структур, получ1';н!!их после упрочняющей поверхностной обработки. !!"1ич<-ч1ицая потеря к> са при изнашивании, независимо от длины пути трения наблюдается у пятого типа структуры. Внсокг<я сопротивляемость и-чшлиппник линией структуры объясняется самой гисоксй твердостью поо1:рх[10сТ1.'ого сж:-я. Укеяьдепие м!осротверяости поверхности при Гл\>-Гл>П~: ОТ п«1Ц-!ГО типа структуры к первому, где на поверхности насл1од:,'-тся сера- ог.-ои-.- Iюлкоигольчлого мартенсита приводит к уво-лччо»'н». потери всса. т'" ог.ть к емминию износостойкости материала. Получал ту или Ш1У» структуру К».(» ПСМОДИ рлЗЛИЧЧ!« МЧЮЛОП поверх-и.-сгног-"' уг)рс.ч,:..<«ин г, сп>|«,1 . *« /таиг-зом;' изменять еопр тшляе-
м:ь 1*,~1 ■ -м'.'н су.т^, чр-ьии ск ' ль'юпия.
- 21) -
Зависимость потери веса образцов из стали 45 посла поверхностного упрочнения от длины пути трения. Трение скольжение бел смазки.
А&-/0*
длина пути трения, Ь ,103 м.
1-(М)+(ФМ)+(ПП)+(ФП); 2-(ФМ)+(ФП); 3-(ФМ) + (М) + (ФП);
4-(Тр)+(М)+(ФМ)+(ФП); 5-(БС)+(М)+(ФП); 6-Зак+Н0(1000 С)
Рис.В.
Данные структуры можно применять для увеличения износостойкости трущихся деталей в машинах и аппаратах для текстильной и пищевой промышленности, где специфические условия работы не позволяет использовать смаэку. В работе также проводилась оценка влияния различных структур, пол/чаемых в процессе поверхностной термической обработки на износостойкость при трении скольжения в условиях граничной смазки (рис.9).
Как и при сухом трении скольжения наименьвая интенсивность изнашивания независимо от удельной нагрузки на пару трения, наблюдается для образцов первого и пятого типов. Интенсивность изнашивания у них остается постоянной на зависимо от удельной нагрузки на пару трения. Упрочняющая поверхностная обргчботка, приводящая к образованию на поверхности троосгита (чотьертий тип структура) обладает меньшей износостойкостью вследствие своей низкой твердости по сравнению с первыми двумя Образцами. Резкое /впличенне интенсивности 'изнашивания в данном случае наблюдается при удельной нагрузке на пару трения свышэ 4 НПа. Оценка контактной выносливости упрочненных слоев производилась по определению диаметра потна контакта в зависимости От количества циклов нагруженич до момента интенсивного питтингобразопания. Как показали проведенные исследоьнкия, н-шлуч-В«1Й контактной 1<инослиьостьч> обладают образцы со структурой первого Типа. Увеличение контактной выносливости в 1,6 р^зз по сравнению со сталью Ув подвергнутой зак&лцо осуьяснкется высоким уровпом сжимающих напряжений в по/^рхнсстьон слое.
Данные о свойствах поверхностного слоя для всех типов структурных комплексов приведены в таблиц«? 3.
В-ДСШйДТЧУЙ..ГЛПШ-.1>асснотрены вопросы, отнэсаш>чся к практика КОНбинирав-зниой (плмфованио с управляемым термическим воздействием) обработки.
- 21 -
Влияние типа структуры поверхностного слоя после упрочняющего шлифования на интенсивность изнашивания (I ) при трении скольжения со смазкой.
Т
нн? га fDOOH CHt
ОЪ
V
V
i.
S
i
Удельная нагрузка на пару трения, Р. НПл. 1-(ИЖФМ')+( ЛП) + 1'3'П): 4-(Тр) + |М) + |а«) + С1П): 5-(ЕС)+(М) + (4>П).
Рис.9.
Основной объем этих исследований выполнен на специализированных лабораторных и промышленных установках, ■созданных на базе серийных шлифовальных станков моделей ХШЗ-20Н, .3M15IB. 312Н и др. н подкреплен применением разработанной' математической модели промесса упрочняющего шлифования с использованием тезрни планирования эксперимента . Это позволило определить и-исследовать количестгенные связи режимов резания с основными: технологическими' параметрами oftpa-ботки: точностью, производительностью,, шероховатостью обработанной поверхности, глубиной упрочнения-, износом'абразивного круга и зф-фективной мощностью, и определить режимы-чистовой-обработки, исключающие возможность изменения исходного состояния' упрочненной поверхности и ик влияния на точности деталей И' шероховатость поверхности.
Последнее существенно расширяет область применения разработанных технологических процессов для- изготовление'деталей- с повышенными требованиями к точности и- шероховатости'.
Теплофизическими и технологическими- исследованиями' установлена область режимов резания, гарантирующая-- осуществление упрочняющего эффекта. Так, значения скорости резания-, оказывающие заметное влияние на температуру и динамику ее распространения-- по■ глубине детали, могут быть ограничены только из условий' безопасных- режимов-работы (для применяемых абразивных кругов - до 35 м/с)". Значения- глубины' резания, которые увеличивают теплонапряженноств процесса-,, могут ограничиваться жесткостью технологической- системы'. Ее величина' в Зависимости от этого может колебаться от 0',2.10;í м-до 1>,2.10' м-.
Величины скорости вращения детали в условиях- круглого наружного глубинного шлифования необходимо изменять в пределах
(l...(i).iO м/с . £3 качестве абразивного инструмента следует использовать, обладающие оптимальной стойкостью, шлифовальные круги из злчктрокорунда белого зернистостью 16...25, твердостью СТ2...СТЗ. В олучгш применения автономного источника нагрева (нагрев ТВЧ) в качество инструмента использовались шлифовальные круги с характеристиками, [>j командуемыми для чистовой механической ос-работки. Из условии, оееспичньаллдих требуемый качество поверхности деталей, стойкость круга, оптимальную теплонапряжешюсть и условия охлаждения в качестве Cùi выбран водный раствор, содержащий 1% - !)a£COj и 2х - IUJOj.
При итол ьзопании теории планирования зксперимента ь качестве входных факторов принимались: глубина резания, скорость вращения д.ггали и ширина шлифования. Выходными же являлись: эффективная мощность шлифования, упругие отжатия технологической системы, износ круга и глубина упрочненного слоя. Установлено, что точность линейных размеров летали опрод« л йоте я, в основном, износом круга и упругими отжатиями. Анализ заплсимости износа инструмента (рис.10} по-к.'иихиют. что ширила шлифуемой поверхности на износ круга практически не влияет, ii то ьгхзмя как износ увеличивается пропорционально глубине резания. Гост с);срости вращения детали приводит к повышению износа только лги достижении ее величины O.OÛ3 м/с, что связывается с измененном иихаикла износа.
Исследования показали, что при скоростях вращения детали до О.ОиЗ м/с «аиболилее влияние на точность обработки оказывают упругий ожатия. При дальнейшем увеличении скорости вклад упругих отжа-тии и износа i'.pyrii становится сопоставимым (рис. 11). йто дало возможность установить ььличину погрешности диаметра детали, которая и-.'няотся в прс-ж-лах (3,0. .. 15,5). 10" м и фактически определяет этим основную часть припуска ni- д чистовую обработку. Дополнительными экспериментами установлено. что величина погрешности диаметра детали при использовании одно- и двухоеоротного ьихаживгщия уменьшается в сродт-м болс-е. чс;М в 2 раза, и составляет (2...6). 10 м. определяясь в основном износом инструмента.
Зависимость шероховатости поверхности по критерию Ra свиде-TOJiii-TuyiiT об ав увеличении с ростом глубины резания и скорости ь&зчения детали, до величины 0,003 м'с с последующей стабилизацией, что Фбьлсниетой осое^ошюстью процесса стружкообразования, который Характеризуется превалированием процесса резания или пластического тйяЕашя. Значения шероховатости в исследуемой области режимов изменяется, по критерию Йа, от 1,25...6,3 мкм до 0.0...0,63 мкм после однеоборотного выхаживания (рис.12).
Исходя из этого были сформулированы требования по формированию оптимального цикла обработки.
Глубина упрочненного слоя изменяется в пределах (0,25...1,3).1С"1 м, с ростом глубины резания, она увеличивается, а С у'Бг.л<т-1е«И(в-1 ширины шлифования и скорости вращения детали, снижаете/) ■
Зависимость износа инструмента от глубины резания и скорости вращения детали.
23 -
Зависимость упругих отжатий технологической системы от режимов шлифования.
л
1
г
ч
б
г
й
V
О! д} сч 05 V?
С! ЩЗ 04 СЗ "6 07
I____
1
1~\'а -3,5. 10"5 м/с; 2--Ь-0,3.10"л м.
3~6.10~л м; 1-Уе =2.10"3 м/с;
2-Ь=0,3.10"4 м;
3-Ъ-0,6. 10"3 м; Чв = 1.10*3 м/с
Рис.10.
Рис.11.
Исследования производительности комбинированных процессов обработки показывают, что она заметно превосходит производительность обычного >олифования.
Проведенным анализом технологических возможностей новых методов обработки, с учетом технических требований на деталь, сформулированы подходы к решению задачи оптимизации режимов обработки. Суть их заключается в определении типа структуры, которую надо сформировать в поверхностных слоях детали, чтобы обеспечить заданный уровень ее эксплуатационных свойств. Далее с учетом результатов, приведенных п главах 2 и 3 от оделяются режимы и условия термического воздействия, и с учетом требований по точности и шероховатости обработки, уточняются режимы и условия обработки, способные обеспечить решения этой задачи. Дли реализации указанного подхода сформированы бмн и банки данных, порядок использования которых рассматривается в гл^ве 5.
При исследовании э',ч1«=-ктнпной мощности и силы резания, с помощью ПК "ТЕ?" были определены численные значения параметров термических циклов и установлена их взаимосвязь с технологическими параметрами. По результатг-м "_>того сформированы базы данных "Режимы обработки" .
Цатда-гаааа__работы посвящена разработке и практической реализации концытни сиотс-мн ¿нугсм-дтизировлииого проектирования технологических пргщг-лсап ксмоиннроваиной обработки и рассматривает вопросы практического оп »««юльпонзяня при разработке новых способов а'-рзсотки
Рлсг-.Сотплнш ь г-ясло 2 математически»:1 модели расчета температуры»: ггог-й, а т-!):.»-"' попсистгми ' П.-ф^м^тры термических циклов", "••«•хноп.'гмн" , "птгукту! л" , "О'.чйсгкч" елгммкчэтчиа которых рассмотрено в Г, и 'I г.'--: .,■: >ти -тсс? аил пот функци-налъпсэ ядро соз-
- 24 -
Зависимость шероховатости поверхности от режимов шлифования
5
у
3
2
1-Ув =2.10м/с; 2-Ъ-0,4. Ю"3 м; - после упрочняющего
шлифования. --- - после однооборотного выхаживания.
Рис.12.
«"Л
данной системы автоматизированного проектирования совмещенных технологических процессов (СТО). Помимо использования в задачах проектирования новых технологических процессов, система представляет собой мощный инструмент для исследований высокаско1>оетных термических воздействий на поверхностный слой обрабатываемого материала. Структура системы традиционна и включает мониторную систему, подсистемы прикладного программного обеспечения, базу данных с соответствующей системой управления (СУБД). Функции и задачи, решаемые системой, отрадены в наиболее важном - прикладном компоненте, содержащем нее основные проектирующие и обслуживающие процесс проектирования технологических процессов подсистемы прикладного программного обеспечения (рис.13).
Из других основных функциональных подсистем следует выделить роль подсистемы "Свойства", которая дает возможность комплексного сопоставления уровня эксплуатационных свойств конструкционных сталей по показателям контактной выносливости и изнашивания в различных условиях с,результатами работы деталей в реальных условиях, что позволяет правильно сформулировать стратеги») всех этапов проектирования технологического процесса. Подсистема "Опыт эксплуатации" разработана для сбора и анализа данных о характере работы деталей ткацких станков. Результаты этого анализа были использованы в 1лнг.е 3 при разработке методик исследования эксплуатационных ое-олств. Проведение оперативного анализа денных об условиях эксплуатации означает практическую реализацию в системе принципа 'обратной связи" разработчика, позволяющего повысить качество проектирования.
Важная роль в поддержке всего процесса проектирования принадлежит обслуживающим подсистемам, таким как "Деталь" по подготохче необходимой информации о конкретных деталях ткацкого станка, "Графика" - подсистеме графического отобр.а*ынил результате г. расчетов и объектов проектирования. Подсистема "Деталь" вклю 1а>эт ссп лиыа типоразмеры элементов д&талей и их характеристики, и дополни-
1. Программная оистйил ил-тиматическиго моделирования По "ТЕР
2. Г!ол'-нСТ«-и«
циклов*
3. Подсистем^ "Структура"
Подсистем* "СаоПстьл"
5. Подсистема "Режимы"
б» Подсистема "Грпсика"
7 . ПЛДСИС-IVM.I "Tf кст" 8. Падг-истонч "Нормативы"
У Под.-мстома "Л-.'Тап»»"
10. Подсистема "Опыт эксплуптяциц"
ос игорной аппарат расчета
TXiXlUK полей
Рпечатные МОТСДН ОЦРНКИ ЧИСЛЕННЫХ
:1илчоний naw.t-wrpoo термических иик-
- гкемс'сч и нагуорл, #С/с;
- м.чкеинАяьяоч ^^Hti'jf^iyi»w цикла,*С;
- ллитлм.лости цикла при тсмп«>ра-TV4V щмтмч^скич» с, СКПр^ТИ ¿'ХЛЯЯ/к^НИ ! . • С/с
Программные» сродства исследования стгукгух« «юси-^кностии* cnt^a, СД ТИГ< >П!Л.Х структу! ИНГ комплексов
С1>-ЛСТГхЛ СИвИКИ УрОЬ •
ни ■"»<^плувг«цис>»нм>; соойсто, Г.Д
ill ».'Г[>ЛМЧ1!ЫО Ср>-»Д«~Т0Л,
уелгмии ff рэСОТКИ
ЕД дагимо» м
Рнлли «лцин г раЦччоског-о интерфейса ЛГ1Л»,чс>»'ЛТ»;»ЛЯ /VIЯ ПОДГОТОВКИ Гр<ири-чсской и текс.тоиой информации
И. ПЛ1] "Статистика"
Гист' <»а cfopft и онапизя данных о ра-<V»fp ДСТС1ЛУЙ и узлол
Программ-,i для оераг*чтки результатов экспериментов и их хранения
12. ППО "Оптимизация"
Пакеты орогромм регистрационного «ШИНА и оптимизации
13. ИНТОГрЧрОГ'ЛИНТЯ СИСТЧ»'. "СЛрЛВиЧИиК"
Ият«-'Г{>итч-л-аьнаи '•аза данных ю фиэи-'м-;ким характеристика и другие БД
Рис.13. Основные компоненты прикладного программного обеспечения системна автоматизированного проектирования "СТП" тольные стандартные программные средства (AutoCAD) для формирования машинного архива чертежей или эскизов деталей и их элементов.
На основе разработанних компонентов, сформирована новая автоматизированная технология проектировании, существенно изменившая содержание основних этапов разработки технологических процессов изготовления деталей ткацких станков с необходимым уровнем эксплуатационных. сьойста.
Например, предварительный этап проектирования по новой технологии с использованием подсистемы "Опит эксплуатации1' и подсистемы "Свойства" позволяет более обоснованно сформулировать стратегию проектирования, ос»у\цестрить оценку предполагаемого уровня производительности и энергоемкости технологического процесса.
Использование на [»а»ним этапе проектирования подсистемы "Опыт эксплуатации" представляет, по-существу» практическую реализацию принципа обратной сбя^и "эксплуатация-проектировщик" з разрабатываемой системе.
Применение основных расчетных подсистем ПС "ТЕР", "Параметры термических циклов", "Технология" и других, позволяет выполнить численные эксиериненты с использованием оптимизационных подходов» оП! 1'чдслить необходимую схему , [ "л'-кимы и условия обработки, о бос печи-ь-О-лиие тробусмый экс плуатациенп.^ свойств, повышение прсиэ-
темпера-
4
водитвльности и возможность снижения энергоемкости спроектированного технологического процесса.
Разработанная система и ее компоненты нашли широкое применение при разработка и исследовании новых технологических процессов.
Так, по результатам исследований, приведенных в главе 3, определены условия создания в поверхностных слоях пяти основных структурных комплексов, имеющих различный уровень эксплуатационных свойств. Для обеспечения необходимых, в каждом конкретном случае, условий их создания на участке врезания разработаны новые способы шлифования, устанавливающие алгоритмы изменения поперечной, подачи шлифовального круга при врезании в неподвижную и подвижную деталь. Это обеспечивает получение требуемых свойств по всему профилю детали и расширяет технологические возможности процессов шлифования с одновременным упрочнением поверхностного слоя за счет тепла, выделяемого при резании. С целью повышения эффективности упрочняющего шлифования, уменьшения износа инструмента, увеличение глубины упрочнения на базе использования основных элементов разработанной системы предложен новый способ шлифования абразивным инструментом с винтовыми канавкамн, значения угла лолтьема и размеры которых определяются по предложенной в работе зависимости.
Важной задачей, решение которой с помощью высказанных выше подходов удалось найти, являлась разработка нового способа и устройства для изготовления одной из самых ответственных деталей ткацкого станка - пружины прокладчика утка. Она предназначена для захвата и надежного удержания утка (нити) в процессе производства ткани на современных бесчелночных ткацких станках СТБ, определяя возможность бесперебойной работы оборудования.
По предложенному способу шлифования, вззмон немеханических или слесарных, возможно образование любого профиля разжимных губок пружины С требуемым качеством поверхностного слоя, обеспечивающего долговременную и надежную работу станка.
Предложенный способ поверхностной термической обработки с использованием, нагрева 'ГВЧ позволил решить щхэблему упрочнения пазовых и торцеиаэоьых кулачков ткацких автоматов. Это достигнуто путем оптимизации теплового воздействия на рабочих по:«пряностях криволинейного контура, воспринимающих различные нагрузки в процессе эксплуатации, что дало возможность погасить производительность обработки и снизить энергоемкость.
Приведенные результаты не исчерпывают всех возможностей, которые были реализоьоны с использованием раз работай! 1-й системы или отдельных ее компонентов и положены в основу ряда изобретений и патента, по которым получены авторские свидетельств.:!.
Шестая тлдг.п пг>гт>ятг-нд разработке .1 практическому испольг-.'жп-ни» новых технологических процессов и оборудования ллй ссжиедотя механической и поверхностной термической обработок, о учетом вопросов экология и охраны хнзвед^лтелыюсти. Проодц*н ып-.шэ экыким-ческой зффоктикыости разработок, а также состоите и р -.¡эьитна л раторной бази и учебно-методических разработок.
Из результатов исследований, приведенных в главах 4, 5 по формированию в поверхностных слоях конструкционных сталей требуемого типа структурных комплексов, определена область рациональных режимов шлифования: I = (0,3. . .0,6) ,Х0'1 м, = (2. . .5). 10"3 м/с, Чр =. = 35 м/с, а также основныо технологические параметры процесса -производительность (0,6.. .2,0) ЛО'5 мл /с.м, износ круга (1,6. . . 3,2). 10 м .погрешность диаметра образцов-(6,9.. .9,5). 10-гм, толщина упрочненного слоя - (0, 4... 0,8). 10* м, шероховатость поверхности - (1,25...6,3).10"#м.
Исходя иэ этого, с помощью основных компонентов автоматизированной системы проектирования были определены режимы и условия обработки , обеспечивающей повышенный уровень эксплуатационных свойств и производительности более 40 видов дисковых кулачков ткацких станков СТБ. В разработанном технологическом процессе реализованы, защищенные авторскими свидетельства, способы шлифования, устанавливающие; алгоритмы изменения поперечной подачи круга при врезании. Для обеспечения равномерности упрочнения криволинейной поверхности кулачков, проведена разработка и исследование 2-х вариантов технологических процессов: с САУ и без нее. Для этого осуществлена модернизация копировально-шлифовалыюго станка ХД13-20Н и установлена эффективная область применения САУ. По результатам практического использования установлено, что эксплуатационные свойства кулачков с упрочненным профилем увеличиваются в 1,7-2,3 раза, при снижении трудоемкости на одну деталь, в среднем, на 0,6 минуты.
Разработка промышленной технологии фасонного шлифования самой массовой и ответственной детали ткацкого станка СТБ - пружины прокладчика утка основывалась на способе, защищенном авторским свидетельством, устройстве и инструменте для его реализации. Способ обработки, предложенный на б>аэо использования основных компонентов системы, обеспечивает требуемое термичесхое воздействие на поверхности губок пружины любой формы с максимально возможной в этом случав производительностью. Ото обеспечивается установленной зависимостью изменения подачи губок пружины на шлифовальный круг в устройстве, которое размещено на рабочий стол заточного станка мод. ЗД642Е и работает в полуавтоматическом режиме. За счет этого повышена надежность захвата нити на 5!£, а производительность процесса увеличена в 18 раз. Данный технологический процесс используется на Новосибирском заводе "Сибтекстильмаш", Чебоксарском заводе текстильного машиностроения, на многих технических центрах ткацких фабрик государств СНГ.
Разработанные на основа предложенных способов обработки техйо-логичоекио процессы упрочняющего шлифования доталей автомобилей и тракторов металлорежущих инструментов внедрены на ряда предприятий России и государств СНГ.
В р<=!1ультато проведенного анализа возможностей интеграции операций механической и погорхностной термической обработок спроекти-
рован и изготовлен типовой технологический модуль, состоящий из автономного закалочного контура, полуавтоматического устройства, выполненного в виде манипулятора, для базирования, зажима и транспортировки в зону обработки инструмента (индуктора). Модуль имеет автономную систему подвода энергии и охлаждения индуктора и закалочного контура. Эта разработка защищена патентом СССР. На базе этого созданы ряд станочных комплексов на базе шлифовальных станков мод. 312М, ЗМ151В, ХШЗ-20Н, 0А151 и др., что позволяет боз лероустанова получить окончательные размеры детали (шлифованием) и требуемые уровни эксплуатационных свойств (нагрев ТВЧ). Это обеспечивается путем установления и поддержания в процессе обработки назначенных режимов и условий термического воздействия. Причем поверхностная термическая обработка, в этом случае, может осуществляться с использованием всех формообразующих движений станка со значениями удельных мощностей (2...8)-ю' Вт/м1, обеспечивающих режимы высокоэнергетического нагрева ТВЧ и величинами зазоров в системе деталь-индуктор в пределах 0,1..О,8 мм.
Указанное оборудование реализует новый технологический процесс поверхностной термической обработки, защищенный авторским свидетельством . Данное оборудование используется на целом ряде заводов России и стран СНГ. На базовом предприятии текстильного машиностроения (завод "Сибтекстильмаш") создан специализированный участок в одном из цехов механической обработки, на который переведена вся номенклатура деталей ткацких станков СТБ и СТР евшие 60 наименований, изготовляемых из конструкционных сталей (сталь 50, 45, 40Х, 40ХН и др.). Это позволило уменьшить припуск и исключить одну из операций шлифования, увеличить производительность на 20%, уменьшить энергозатраты до 30%, повысить уровень эксплуатационных свойств.
Успешно реализованы технологические процессы обработки криволинейных пазов на основе предложенного способа поверхностной термической обработки, защищенного авторским свидетельством. Большая группа пазовых и торцепаэовых кулачков и кулачковых валов основных модификаций ткацких станков СТБ и рапирних СТР обрабатывается по разработанной технологии с високой эффективностью.
С учетом особенностей рассматриваемых в работе новых технологических процессов и оборудования для его реализации проработаны вопроси экологии и обеспечения безопасности жизнедеятельности. Газ-работанные технические и практические решения обеспечивают соблюдение необходимых требований указанных аспектов проектирования и эксплуатации оборудования.
Суммарный экономический -эффект от использования разработанных технологических процессов, оборудоьанил и системы автоматизированного проектирования составляет 1,5 млн.рублей (в ценьх 1901 года).
- 29 -ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
1. Разработаны актуальные проблемы теории и практики комбинированных (шлифование с управляемым термическим воздействием) методов обработки и предложены новые технологические процессы, обоспе-чивак>щмэ повышенный уровень эксплуатационных свойств деталей машин. Найдены и обоснованы способы управления этими свойствами, за счет формирования в поверхностных слоях среднеуглеродистых сталей требуемого структурно-напряженного состояния, обеспечиваемого поддержанием в тепловых процессах комбинированной обработки установленных значений комплекса параметров термических циклов.
2. Разработан и реализован на практике эффективный инструмент оценки и анализа системы наиболее информативных параметров термических циклов от теплового воздействия в технологических процессах комбинированной обработки. Таким инструментом является программная система ПС "ТЕР", базирующаяся на рассмотренных в работа математических моделях, учитывающих динамику теплофизических процессов, особенности реальных схем и условий обработки. ПС "ТЕР" включает модули для расчета и анализа температурных полей, параметров термических циклов, банки данных и многофункциональную сервисную систему.
3. Впервые получены численные значения параметров термических циклов (скоростей нагрева и охлаждения, максимальной температуры и длительность выдержки при температурах выше критических), определена область режимов комбинированной обработки, в том числе с использованием нагрева ТВЧ, обеспечивающих получение эффекта упрочнения. Установлен диапазон значений параметров термических циклоп для конструкционных сталой; Ун - 200-4000°С/с; Тмах до 1750 °С;Тв -0,2-3 с; Уохл 300-2500°С/с, который зависит от вида источника нагрева, глубины упрочненного слоя, режимных параметров технологических процьссов, и характеристик материала. Сформированы базы данных, используемых в автоматизированной системе проектирования.
4. Структурными и Физико-механическими исследованиями показано, что совокупность численных значений параметров термических циклов в каждом из слоев по глубине упрочнения закономерно определяет характер структуры формирующейся в результате термического воздействия на поверхностный слой. Так например, при Ун = = 500-4000
"С/с; Тм1х = 950*С; Тв'0,5 с: Уохл = 600-1600 °С/с структура слоя представляет мартенсит с твердостью 7400-6050 МПа, если Ун -200-1500"С/с; Тмах ~ 050- 900°С; Т"п = 0,4-1,5 с; Уохл = 250-400°С/с, то образуется структура с твердостью 63С0- 5100 МПа,а при Ун "1500Т:/с; Тмах = 720-050°С; '¿"в - 0,15-0,3 с; \loxn - 50-]00"С/с образуется пор- • лит и при Уц г 200-1000°С/с; Тмах - 720-780'с;7в = 0,3-0,5 с; Уохл = "¡>00-70;)°С/'е структура представляет собой емгась '(феррит + мартенсит) . ОК'рмхроьаны блэы данных по связи численных значений пара-митрой терчичесчих циклов со структурой упрочненной зоны.
5. Для исследованных среднеутлеродистых конструкционных сталей установлены 5 разновидностей структурных комплексов, отличающихся друг от друга количеством структур и распределением их по глубине упрочненной зоны. Показано, что все основные типы структурных комплексов имеют большие значения сжимающих остаточных напряжений на поверхности, достигающие величины до BOO MIJa у структуры содержащей на поверхности "белый слой". При этом износостойкость указанных материалов по сравнению с закаленной сталью У8 повышается на 10-45% при сухом трении скольжения и на 28-43% при трении со смазкой при одновременном увеличении контактной выносливости в 1,3-1,6 раз. Сочетание высокого уровня эксплуатационных свойств на поверхности с вязкой сердцевиной обеспечивает несомненное преимущество обрабаты-. ьаемих деталей по параметрам конструктивной прочности, гарантирующее повышение ресурса работы узлов и механизмов.
6. Доказана возможность управления уровнем эксплуатационных свойств деталей ткацких станков путем назначения и поддержания в процессе обработки требуемых значений параметров термических циклов. Первое предусматривает рассмотрение связи условий эксплуатации с базами данных автоматизированной системы проектирования "Свойства", "Структуры" и "Параметры термических циклов", "Режимы обработки", осуществляемое с помощью программных средств системы. Реализована возможность оптимизации на стадии проектирования задачи повышения уровня эксплуатационных свойств, которая зависит от технических возможностей выбранного технологического процесса по поддержанию рекомендованных режимов обработки в заданных пределах.
7. На основе комплексных экспериментально-теоретических исследований :
- разработана и реализована на практике система автоматизированного проектирования новых технологических процессов, совмещающих механические и поверхностные термические методы обработок - инструмент для разработки и оптимизации технических решений и повышению уровня эксплуатационных свойств деталей машин;
- предложены и широко апробированы в промышленности новые методы и оборудование, реализующие интеграцию процессов механической и поверхностной термической обработок с использованием в том числе высокоэнергетического нагрева ТВЧ, обеспечивающие требуемый уровень эксплуатационных свойств, о именно: способы круглого наружного глубинного шлифования, шлифование фасонных поверхностой, способы обработки и конструкции базового технологического модуля, встраиваемого d станочные системы механической обработки, для осуществления их совмещения с поверхностным термическим воздейстнием выссжозниргети-ческим нагревом ТВЧ. Эти методы и оборудован'-® позволяют наднжно реализовать на практике требуемое структурно-напряженное постоянно с соотвотствукяиич уровнем эксплуатационных свойств путем изменения ревкмов и условий комбинированной обработки.
В результате практического использования обеспечено повышении эксплуатационных характеристик деталей нгииии в 1,Ь-3,5 при.
значительном повышении производительности обработки в средцеы. в 1,6 раза с уменьшением энергоемкости (До 20-35%). Годовой экономический эффект составляет 1,5 млп.рублей по ценам 1991 года. Научные и программные разработки экспонировались на ВДНХ СССР (серебряная медаль Выставки ).
Основные результаты исследований по тема диссертации опубликованы в следующих работах:
1. Аксенов В.Д. Шсокоинтегрированныа станочные системы, совмещающие процессы механической и поверхностно-термической обработок //Приборы и сист.управления.-М.-Машиностроение,19D3.-N5,
2. Аксенов В.А. Математическое моделирование тепловых явлений в процессах механической и поверхностной термической обработок.//Математическое моделирование в машиностроении. Учебное пособие. Глава 2. Новосибирск: НГТУ, 1993.
3. Аксенов В.А. О возможностях совмещения механической и термической обработок в ГПС. //Тезисы докладов научно-технической конференции "Станки'" - 92. Киев, 1992.
4. Аксенов В.А. Математическое моделирование технологических процессов и оборудования для поверхностной термической обработки и упрочнения конструкционных материалов.//Автоматизированные элек-тротехнологичоские установки: межвузовский ей,научных трудов. Новосибирск: НЭТИ. 1991.
5. Аксонов П.А. Закономерности структурно-фазовых превращений в поверхностных слоях конструкционных материалов при высокоскоростном нагреве. // Объемное и поверхностное упрочнение конструкционных сталей: Межвузовский сборник научных трудов. Новосибирск: НЭТИ, 1991.
6. Аксенов В.А. Оценка параметров конструктивной прочности стали 45 после упрочняющего шлифования // Структура и свойства упрочненных конструкционных материалов: Межвуз.сборник научных трудов. Новосибирск: НЭТИ, 1990.
7. Аксенов В,А. Система математического моделирования температурных полей и напряженно-деформированного состояния материалов при механической и поверхностно-термической обработках. // Динамика и прочность элементов авиационных конструкций: Межвуз.сб.научных трудов. Новосибирск: НЭТИ, 1990.
8. Аксонов В.А. Технологический модуль для процессов комбинированной (шлифование+эакалка) обработки деталей машин.//Динамика механических систем:Межвуз.сб.н.трудов.Новосибирск,НГТУ,1994.
9. Аксенов В.Л. Математическое моделирование тепловых явлений в процессах механической и поверхностной термической обработок//Теэисы
докладов Сибирской конференции по прикладной и индустриальной математика, Новосибирск, ИМ СОРАН, 1994.
10. Ерин В.А., Дорохов С.А., Аксенов В.А., Птицын C.B. расширение технологических возможностей гибких производственных систем //Тезисы докладов конф. "Проблемы экономики материальных я трудовых ресурсов", Новосибирск, 1983.
11. Аксенов В.А., Чесов Ю.С., Иванцивский В.В. Исследование параметров точности и шероховатости поверхности деталей при абразивном упрочнении / Алмазная и абразивная обработка деталей машин и инструмента. Межвуэ.сб.н.тр., Пенза, ППИ.1991.
12. Аксенов В.А., Аксенов Вяч.А. Чесов 10.С., Стрижак A.M. Метод рас-, чета температурного поля в материалах при упрочняющей обработке. //Повышение эффективности и качества в механосборочном производстве. Тезисы докладов конференции. Пермь,1985.
13. Аксенов В.А., Птицын C.B., Иванцивский В.В. Оборудование и технологии для совмещения операций механической и термической обработок в ГПС. /Аезисы докладов научно-технической конференции "Станки-92", Киев, 1992.
14. Аксенов Б.А., Чесов яз.С. Моделирование тепловых явлений при механической обработке: Учеб.пособие. Новосибирск: НЭТИ,1990.
1Ь. Аксенов В.А., Чесов Ю.С. Математическое моделирование в машиностроении. Учеб.пособие. Раздел 3. Новосибирск: НЭТИ.1990.
16. Аксенов В.А., Чесов Ю.С. Автоматизированный расчет параметров термических циклоп при шлифовании. И., 1906. fien. в ВИНИТИ 20.11.06, N 467-мш.
17. Аксенов В.А., Чесов Ю.С., Иванцивский В.В. Связь режимов обработки с тепловыми явлениями при шлифовании. // Изв.вузов. Машиностроение. 1906, N 6.
18. Аксенов В.А., Чесов Ю.С. Расчет температурного поля в материалах при упрочняющем шлифовании.//Изв.вузов. Машиностроение,1986,N6.
19. Аксенов В,А., Чесов Ю.С. Определение глубины упрочнения деталей машин при шлифовании.//Вестник машиностроения, 19Ö5,N 12.
20. Аксенов В.А., Чесов Ю.С., Иванцивский В.В., Птицын C.B. Интеграция процессов механической и термической обработки в ГПН. //Металлорежущие станки: Респу&л . межвед. науч.-технич.сборник. Киев, 1991. Вып. 19.
21. Аксенов В.А., Чесов Ю.С., Иванцивский В.В. Упрочнение профиля дисковых кулачков абразивной обработкой. //Алмазная и абразивная обработка деталей мамин и инструментов: Межвуэ.сб.научных трудов. Пенза. ПЛИ. "1990. Вып.19.
22. Аксенов В.А., Чесов Ю.С., Иванцивский В.В. Структура и свойства поверхностного слоя п условиях высокоскоростного нагрева. // Структура и оптимальное упрочнение конструкционных материалов: Межъуз,сб.научн.тр. Новосибирск: НЗТИ, 1988.
23. Аксенов В.А., Чесов Ю.С., Иванцивский В.В. Управление качеством поверхностного слоя деталей машин шлифованием.//Интенсификация технологических процессов'механической обработки. Финишные методы обработки :Всесоюзн.н/тех.конф.Л.:ЛИЛ,1936.
24. Аксенов В.А., Чесов Ю.С., Иванцивскнй Б.В. Новые технологические процесса упрочнения деталей из конструкционных материалов. //Тез.докл. 1-го Всесоюзн. съезда технологов машиностроителей (секция 7). М.,: Внашторгиздат, 1939.
25. Аксенов в.А., Чесов Ю.С. Метод расчета температурного поля в материалах при движущемся источнике нагрева.//Новые нетоды повышения конструктивной прочности стали: Межвуэ.сб.научн.тр. Новосибирск, »ЭТИ, 1985.
26. Аксенов в.А., Чесов Ю.С., Иванцивский В.В., Птицын C.B. Упрочнение поверхностного слоя деталей ткацких станков при высокоэнергетическом нагреве ТВЧ. // Новые материалы и ресурсосберегающие технологии термической обработки деталей машин и инструментов: Всесоюо. н/тех.конф. Махачкала:МАДИ-ДагПИ,1989.
27. Аксенов ß.A., Чесов Ю.С., Патрушев С.Г. Особенности формирования поверхностного слоя при упрочняющем шлифовании. // Структуры объемно-поверхностно-упрочненной стали: Межвуэ.сб.нзучн.тр. Новосибирск: НЭТИ, 198<1.
28. Аксенов В.А., Чесов Ю.С., Патрушев С.Г. Влияние режимов упрочняющего шлифования на эксплуатационные свойства деталей машин. //Новые методы повышения конструктивной прочности стали: Межвуэ. сб.научн.тр. Новосибирск, НЭТИ, 1985.
29. Аксенов В.А., Чесов Ю.С., Нвзнцивскнй В.В., Птицын C.B. Управление качеством поверхностного слоя деталей машин: Инф.листок ВДНХ СССР. Новосибирск. НЭТИ, 1989.
30. Аксенов В.А. , Чесов 10.С., Аксенов Вяч.А. Исследование тепловых явлений при упрочнении материалов.//Новые мэтоды упрочнения и обработки металлов.Можиуэ.сб.н.тр.НЭТИ.Новосибирск,1983.
31. Аксенов В.А., Чесов Ю.С. Исследование процесса упрочняющего шлифования деталей машин.//Комбинированные электроэрозионно--электрохимические методы размерной обработки металлов. Все-союзн.научн.-техн.копф. -Уфа: УАИ, 1933.
32. Аксонов З.А., Чесов П.С. Повышение эксплуатационных свойств деталей маиин при упрочняющем шлифовании. // Совершенствование процессов абразивно- алмазной и упрочняющей обработки в машиностроении. Межвуэ.сб.научн.тр. Пермь, ППИ, 1936.
33. Аксенов В.А., Чесов И.С., Иванцивский В.В. Роль тепловых явлений при упрочении деталей машин. //Новые технологические процессы и оборудование для поверхностей пластической обработки материалов. Всесоюпн.н/тех.конф. Брянск, ВИТИ, 1986.
34. Аксенов В.А., Чесов Ю.С., Иванцивский В.В. Расчот и анализ параметров термических циклов при упрочняющем шлифовании. // Со-вери'с-нствеван.че процессов «бразивно-алмазной и упрочняющей обработки в машиностроении: Межвуз .с.б.н .тр. Пермь, ППИ, 1987.
35. Аксенов В.А. . Чесов Ю.С., Иванцивский В.В. Анализ термических циклов при упрочняющем шлифовании.//Объемное и поверхностное упрочит ниа деталей машин -.Межвуз.сб.научн .трудов.Новосибирск.НЭТЩ,, 1987.
3G. Аксенов в.А., Чесоь ПС., Иванцивский В.Б., Птицын C.B. Поверхностная термическая обработка и упрочнение с высокоэнергетичес-
кого нагрева в ГПС. //Структура и свойства материалов Всесоюэн. научн.-техн.конф. Новокузнецк, 1988.
37. Аксенов В.А., Чесов B.C., Иванцивский В.В. Возможности повышения эксплуатационных свойств деталей машин при шлифовании.//Структура и свойства материалов. Всесоюэн. н/тех. конференция. Новокузнецк, 1988.
38. Аксенов В.А., Чесов B.C., Иванцивский Б.В. Влияние условий формирования поверхностного слоя на эксплуатационные свойства деталей машин. // Поверхностный слой, точность, эксплуатационный свойства и надежность деталей машин и приборов. Научный семинар. - М. МДНТП, 1989.
39. Аксенов В.А., Чесов B.C., Иванцивский В.В. Поверхностная термическая обработка и свойства стали при високоэнерготическом нагреве. // Структура и конструктивная прочность стали: Межвуз. сб.научи.тр. Новосибирск, НЭТИ, 19Ü9.
40. Аксенов В.А., Чесов B.C., Иванцивский В.В. Управления уровнем эксплуатационных свойств деталей машин при шлифовании.//Совершенствование процессов абразивно-алмазной и упрочняющей обработки в машиностроении:Можвуз.сб.н.трудов,Пермь,ПГШ,1990.
41. Аксенов В.А., Чесов Ю.С., Иванцивский В.В. Технологические возможности создания оптимальных структур конструкционных сталей поверхностным упрочнением. //Структура и свойства упрочненных конструкционных материалов: Мажвуэ.сб.научн.трудов.Новосибирск, НЭТИ, 1990.
42. Бирюков Б.И., Левицкий J1.B. , Рубинович Б.Х., Аксенов В.А. Профессия - инженер-машиностроитель. Иркутск, ИГУ, 1985.
43. A.C. 116ЭЗЙ1 СССР, В24 В 1/00. способ шлифования деталей из конструкционной стали. (Аксенов В.А., Чесов B.C.).
44. A.C. 1199584. СССР, В24 B1/0Û. 'Способ глубинного шлифования цилиндрических деталей. (Аксенов В.А.,Чесов Ю.С..Патрушев С.Г., Бороздин В.H.).
45. A.C. 1348148 СССР, В24 В1/00. Способ шлифования губок прокладчика утка .ткацкого станка. (Аксенов В.Л., Попалюх И.Л., Чесов B.C., Соболева М.А., Косых Ю.Д., Макаричов В.А.).
46. A.C. 1510037 СССР П05 Вб/Зб. Высокочастотное устройство для нагрева поверхности детали. (Аксенов В.А..Птицин С.В.,Чесов Ю.С., Иванцивский В.В.).
47. A.c. 1652359 СССР С21 Д1/10. Способ закалки с нагревом ТВЧ. (Аксенов В.А., Иванцивский C.B., Птицын C.B., Чесов B.C.).
48. Патент M 1779265. Устройстьо для индукционного нагрева. (Аксенов В.А.).
49. Исследование, разработка и внедрение высокопроизводительны?: процассов обработки деталей ткацких станков // Отчет о HHP. рук. Аксонов В.А. Г.Р. N 01830014409 - Нонисибирск. КЭТИ, 10В5.
50. Основы управления качеством поверхности деталей оашин // Отчет РУК. Аксенов В. А. , Г.Р. N 01850015065, ИН. И 02890003-155 -- Новосибирск. НЭТИ, 1983.
-
Похожие работы
- Повышение качества изготовления деталей из алюминиевых сплавов путем разработки и исследования комбинированного способа электрохимического шлифования и полирования
- Технологическое обеспечение требуемых значений совокупности параметров качества поверхностного слоя деталей при шлифовании с наибольшей производительностью
- Повышение качества поверхностного слоя деталей за счет совершенствования процесса комбинированного электроалмазного шлифования
- Повышение эффективности бесцентрового шлифования сборными кругами прецизионных деталей на основе стабилизации функциональных характеристик процесса
- Теория и практика управления производительностью абразивной обработки с учетом затупления инструмента
-
- Материаловедение (по отраслям)
- Машиноведение, системы приводов и детали машин
- Системы приводов
- Трение и износ в машинах
- Роботы, мехатроника и робототехнические системы
- Автоматы в машиностроении
- Автоматизация в машиностроении
- Технология машиностроения
- Технологии и машины обработки давлением
- Сварка, родственные процессы и технологии
- Методы контроля и диагностика в машиностроении
- Машины, агрегаты и процессы (по отраслям)
- Машины и агрегаты пищевой промышленности
- Машины, агрегаты и процессы полиграфического производства
- Машины и агрегаты производства стройматериалов
- Теория механизмов и машин
- Экспериментальная механика машин
- Эргономика (по отраслям)
- Безопасность особосложных объектов (по отраслям)
- Организация производства (по отраслям)
- Стандартизация и управление качеством продукции