Дослідження технології зміцнення циліндричних поверхонь деталей машин віброударним пластичним зміцненням

Abstract

Актуальність теми кваліфікаційної роботи. Одним з основних шляхів підвищення надійності машин є застосування технологічних методів обробки, що забезпечують високі експлуатаційні характеристики деталей. Зміцнення поверхневим пластичним деформуванням (ППД) є одним з найбільш простих і надійних способів, що дозволяють добитися підвищення ресурсу деталей машин, що працюють у різних умовах експлуатації. У цей час застосовуються наступні способи зміцнюючої обробки ППД: дробеструминна, обкатування або розкочування кульками або роликами, дорнування, центоробіжно-шариковий (ротаційний), карбування, і інші. Розглянуті методи відрізняються схемами силового впливу на деталь, продуктивністю, економічністю й іншими показниками. Вони забезпечують необхідну якість поверхневого шару, але є нераціональним через громіздкість устаткування, невисоку точності регулювання режимів зміцнюючої обробки й підвищеного витрати електроенергії. Одним зі шляхів вирішення розглянутої проблеми є технологія віброударного пластичного зміцнення (ВПЗ) основними перевагами якої є точність регулювання параметрів зміцнення й можливість виконання операції безпосередньо на місці виробництва основних робіт. 4 Мета кваліфікаційної роботи дослідження технологічного процесу віброударного пластичного зміцнення на основі керування поверхневою твердістю, глибиною зміцненого шару й несучою здатністю поверхні для забезпечення підвищеної зносостійкості деталей машин. Завдання: 1. Встановити залежність мікротвердості поверхневого шару, глибини зміцненого шару, діаметра й глибини відбитка від енергії одиничного удару; 2. Одержати інформацію про крок відбитків, висоту профілю, кількості виступів на одиниці площі, відносну опорну площу від параметрів технологічного процесу обробки; 3. Оцінити зносостійкість деталей по зміні енергії одиничного удару, частоти обертання оброблюваної деталі й подачі інструменту; 4. Обґрунтувати режими обробки й оцінити їхню економічну ефективність. Об’єкт дослідження технологічного процесу віброударного пластичного зміцнення. Предмет дослідження технології зміцнення циліндричних поверхонь деталей машин віброударним пластичним зміцненням. Теоретичне та практичне значення одержаних результатів. Запропоновано технологія зміцнення поверхні деталей з використанням малогабаритних віброударних машин із двухкатушковим електромагнітним приводом, що живиться від мережі промислової частоти 220В, 50Гц. Мінімальна з погляду енерговитрат і достатня для ефективного зміцнення енергія удару становить Т=4Дж. Запропоновані емпіричні залежності, що дозволяють розрахувати мікротвердість поверхневого шару, глибину зміцненого шару, діаметр і глибину відбитка, що утворюються в результаті ударного навантаження, залежно від енергії одиничного удару. Дослідженнями показано, що несуча здатність обробленої поверхні залежить від кроку відбитків, при зменшенні кроку відбитків зменшується період припрацювання, а несуча здатність зростає, це викликане збільшенням числа мікровиступів. Встановлено, що мінімальне зношування забезпечується відносною площею контакту 30-60% і глибиною відбитка 12-25мкм, що забезпечує оптимальну маслоємність. Розрахунковий економічний ефект від застосування в ремонтному виробництві однієї електромагнітної машини ударної дії становить 77 тис. грн /рік зі строком окупності 3 місяця.