DisCollection.ru

Авторефераты и темы диссертаций

Поступления 23.08.2008

Материалы

загрузка...

Совершенствование технологии изготовления прецизионных деталей «тело вращения» на основе применения ультразвукового упрочнения и поверхностно-активных веществ

Кудашева Ирина Олеговна, 23.08.2008

 

в поверхностном слое образцов оцениваются на глубине 2(10–5 м и контролировали посредством метода измерения магнитоупругости материала прибором «Стресскан 500» (США – Финляндия).

в зависимости от показаний прибора

«Стрескан-500» на поверхностях

образцов: 1 – сталь 3; 2 – 20Х13;

3 – 40ХН2МА Рис. 5. Блок-схема стабилизации

технологических остаточных напряжений

в поверхностном слое детали:

1 – ультразвуковой генератор; 2 – ванна;

3 – прецизионная деталь; 4 – средство

анализа и обработки информации;

в поверхностном слое прецизионных деталей).

не является рациональным, правильно регламентированным в научно-технической литературе и технологически не обеспеченным, что не способствует наиболее полному использованию эксплуатационных свойств материала заготовки.

На рис. 5 представлена блок-схема способа технологической стабилизации технологических остаточных напряжений в поверхностном слое прецизионной детали. Способ осуществляется следующим образом:

1. Устанавливают прецизионную деталь 3 на плиту магнитострикционного преобразователя 2 марки ПМС-6-22 (потребителя).

2. Включают в электросеть питание и управление схемой.

3. Устанавливают резонансную частоту работы магнитострикционного преобразователя 2 и ультразвукового генератора 1 марки УЗГ-2-4М в 19-21 кГц с амплитудой колебаний в 50-80 мкм путём увеличения мощности потребителя до 3-3,5 кВт.

4. Производят обработку прецизионной детали ультразвуковыми колебаниями в течение 10-12 мин.

5. Степень стабилизации начальных технологических остаточных напряжений в деталях оценивают по прибору «ИОН-4М» или «Стрескан-500». При этом контроль качества стабилизации напряжений осуществляют по истечении 24 часов после УЗО прецизионной детали.

Изложенное позволяет сделать вывод, что предложенный способ стабилизации технологических остаточных напряжений в поверхностном слое прецизионной детали «тело вращения» повышает работоспособность конструкции путём снижения технологических остаточных напряжений с 200-250 МПа до 5-15 МПа и их стабилизации во времени, повышается эксплуатационная надёжность конструкций.

Рис. 6. Рабочая поверхность

прецизионной детали (поршня регулятора)

с кавитационной эрозией Рис. 7. Рабочая поверхность прецизионной

детали (золотника регулятора)

Рис. 8. Рабочая поверхность прецизионной

детали (поршня регулятора)

с эмульгатором 6СФК-180-0,5 Рис. 9. Рабочая поверхность прецизионной

детали (золотника регулятора)

с эмульгатором 6СФК-180-0,5

В масляном слое прецизионных деталей за счет ударно-циклического нагружения параллельно с кавитационной эрозией возникают гидродина-мические колебания, определяемые коэффициентом динамичности КД. Расчетно-экспериментальными исследованиями доказано, что на примере прецизионных деталей регуляторов скорости величина КД в масляном слое составляет 1,20. Для экспериментальной проверки теоретических положений и с целью снижения коэффициента КД с 1,2 до 1,0 изменением условий смазки разработана конструкция поршня, золотника и направляющей втулки, выполненные с нанесенными с рабочей стороны ПАВ, представляющими композиционную смазку – эпиламирующий раствор высокомолекулярных поверхностно-активных веществ во фторсодержащих растворителях хладонах 112, 113, 114В2 или их смесях. В качестве ПАВ использованы отечественные эмульгаторы 6СФК-180-0,5. Как пример, внешний вид рабочей поверхности прецизионных деталей (поршня и золотника регулятора) с кавитационной эрозией без покрытия ПАВ представлен на рис. 6, 7, с покрытием ПАВ – на рис. 8, 9.

Из сравнения рис. 6, 7 и 8, 9 видно, что при покрытии рабочей поверхности прецизионной детали эмульгатором образуется защитная антифрикционная пленка в сопряжении «поршень – втулка регулятора», «золотник – втулка регулятора».

Технологический процесс покрытия рабочих поверхностей прецизионной детали и направляющей втулки ПАВ включает:

1. Обезжиривание поверхностей в спирте, бензине, ацетоне или других растворителях.

2. Детали погружают в емкость с растворителем, механические примеси удаляют с поверхностей до обезжиривания.

3. Просушку на воздухе при комнатной температуре в течение 300-400 с.

4. Погружение прецизионной детали, направляющей втулки в эпиламирующий раствор на 360-480 с при температуре окружающей среды с периодическим перемешиванием состава. Ёмкость эпилама составляет 1кг на 6 м2 поверхностей прецизионной детали.

5. Сушка эпиламированных прецизионных деталей на воздухе в течение 1200-1800 с является заключительной стадией технологии их обработки эмульгатором.

В масляном слое без ПАВ прецизионных деталей (золотников, поршней регуляторов скорости) имеют место гидродинамические колебания, вызванные воздействием ударной возмущающей силы, и коэффициент динамичности КД=1,2. В этом же слое с эмульгатором КД снижается 1,2 до 1,0, т.е. коэффициент трения приближается к нулю из-за формирования тонких износостойких пленок из эмульгатора на поверхностях контакта прецизионной детали (поршня, золотника) и направляющей втулки. При этом колебательный процесс в масляном слое полностью демпфируется.

В масляном слое с ПАВ колебательный процесс полностью демпфируется, подтверждая правильность выводов о возможности повышения эксплуатационной надёжности прецизионных деталей за счёт изменения условий смазки.

В четвертой главе рассматривается практическое применение полученных результатов и методики экспериментальных исследований напряженного состояния прецизионных деталей на примере золотника и поршня регулятора скорости в условиях технологического ППД при совершенствовании технологии машиностроения.

конструкции при технологическом ППД проведено экспериментальное исследование напряженного состояния прецизионной детали на примере золотника и поршня регулятора скорости.