Автореферат (Технологическое обеспечение качества прецизионных поверхностей деталей типа «тел вращения» из титановых сплавов)

На правах рукописиКОШЕЛЕВА Елена ВикторовнаТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КАЧЕСТВАПРЕЦИЗИОННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛЕЙ ТИПА«ТЕЛ ВРАЩЕНИЯ» ИЗ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВСпециальность: 05.02.08 – Технология машиностроенияАВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание ученой степеникандидата технических наукСанкт-Петербург – 2018Работа выполнена в федеральном государственном бюджетномобразовательном учреждении высшего образования «СанктПетербургский горный университет».Научный руководительМаксаров Вячеслав Викторович, д-р техн. наук, проф., деканЭлектромеханического факультета, зав.

кафедрой машиностроенияФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский горный университет»Официальные оппоненты:Чулкин Сергей Георгиевич, д-р техн. наук, проф. кафедры«Технология судового машиностроения» ФГБОУ ВО «СанктПетербургский государственный морской технический университет»Андреев Юрий Сергеевич, канд. техн. наук, доцентфакультета систем управления и робототехники ФГАОУ ВО«Санкт-Петербургскийнациональныйисследовательскийуниверситет информационных технологий, механики и оптики»Ведущая организация:ФГБОУ ВО «Балтийский государственный техническийуниверситет «ВОЕНМЕХ» им.

Д.Ф. Устинова»Защита диссертации состоится 18 декабря 2018 г. в 16-00 часовна заседании диссертационного совета Д 212.229.30 при ФГАОУ ВО«Санкт-Петербургский политехнический университет ПетраВеликого» по адресу 195251, Санкт-Петербург, Политехническая,29, лабораторно-аудиторный корпус, аудитория кафедры «ТКМ и М».Отзыв на автореферат в двух экземплярах (заверенныхпечатью) просим направлять по указанному адресу.С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГАОУ ВО«Санкт-Петербургский политехнический университет ПетраВеликого» и на сайте www.spbstu.ru.Телефон для справок 8(812) 552-95-30.Автореферат разослан « »________ 2018 г.Ученый секретарьдиссертационного советаканд. тех.

наук, доцентКУНКИНСергей Николаевич2ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность темы исследования. В настоящее времяматериалы на основе титана нашли широкое применение во многихотрасляхпромышленности:авиационнойихимической,приборостроении, горном машиностроении и других.Как известно, к технологическому процессу изготовлениядеталей из титановых сплавов предъявляются высокие требования сограничением использования металлорежущего оборудования.Увеличение температуры в зоне резания ведет к увеличению силрезания и ускоренному наростообразованию, создавая на поверхностиобрабатываемого изделия пассивирующую оксидную пленку. Этиявления повышают уровень виброактивности при изготовлении, а наэтапах финишной обработки абразивным инструментом приводят кобразованию поверхностных дефектов (шаржированию), что взначительной мере снижает качество и точность прецизионныхповерхностейизделия.Устранитьпроцессшаржированияповерхности при высокой производительности обработки такихсплавов возможно применением технологии обработки лезвийныминструментом.Степень разработанности.

Изучению технологии механическойобработки труднообрабатываемых высокопластичных материаловлезвийным инструментом посвящен ряд фундаментальныхисследований отечественных ученых: С.А. Добрынина, И.Г. Жаркова,В.Л. Заковоротного, А.В. Кудинова, В.Л. Вейца, Б.К. Вульфа,А.М. Каратыгина, В.А. Кривоухова,П.Г. Петрухи,а такжезарубежных ученых L.V. Colwell и научных коллективов I.J. Armaregoи R.H. Brown и др.Тем не менее, вопросами обработки материалов на основе титанас обеспечением динамической стабильности процесса и высокогокачества поверхности на станках с ЧПУ не уделялось достаточноговнимания.В связи с этим, необходимо проведение дополнительныхтеоретических и экспериментальных исследований, основывающихсяна комплексном подходе к обеспечению динамической устойчивоститехнологической системы механической обработки (ТСМО) наоснове применения новых методов, позволяющих обеспечивать3снижение автоколебательного процесса механической обработкивследствие удаления наростообразования с режущей кромкиинструмента и оптимизации трудоемкого технологического процессамеханической обработки, что является актуальной технологическойзадачей, требующей своего решения.Цель работы заключается в разработке технологииизготовления прецизионных поверхностей деталей типа «телвращения» из титановых сплавов, обеспечивающей заданныепоказатели шероховатости поверхности и параметров формысозданием локальных неоднородных структур предварительнымдеформированием на обрабатываемой поверхности.Для достижения цели определены задачи исследования:- провестианализиобобщениетеоретическихиэкспериментальных данных, приведенных в литературныхисточниках по теме исследования;- разработатьспособтехнологическогообеспечениягеометрических параметров формы прецизионных поверхностей приизготовлении деталей типа «тел вращения» посредством подготовкиповерхностипредварительнымлокальнымпластическимдеформированием (ПЛПД) в зоне снимаемого припуска по заданнойтраектории с последующими этапами механической обработки;- разработатьустройствопредварительноголокальногопластического воздействия для создания в зоне срезаемого припускаструктуры с измененными механическими свойствами, отличными отосновного материала;- определить влияние параметров создаваемой измененнойструктуры на технологическое обеспечение качественных иточностных характеристик поверхности типовых деталей на примередетали «опора»;- определить влияние вибрационной активности подсистемы«инструмент-заготовка» на геометрические и механическиепараметры обрабатываемой поверхности детали «опора» изтитановых сплавов;- разработать математическую модель технологической системы,учитывающую параметры созданной измененной структурыпосредствомпредварительноголокальногопластического4деформирования в процессе изготовления прецизионной поверхностидеталей типа «тел вращения» из труднообрабатываемыхвысокопластичных титановых сплавов;- предложить практические рекомендации по выбору параметровсоздаваемой измененной структуры, позволяющих динамическистабилизировать процесс механической обработки на чистовом этапеобработки лезвийным инструментом, обеспечивая требуемыегеометрические показатели и шероховатость поверхности детали«опора».Научная новизна заключается в выявлении взаимосвязимежду параметрами качества поверхности изделия и динамическимихарактеристиками процесса механической обработки, позволяющейсовершенствоватьтехнологиюизготовленияпрецизионныхповерхностей детали типа «тел вращения» из титановых сплавов сприменением метода предварительного локального пластическогодеформирования поверхности детали с последующей лезвийнойобработкой, обеспечивающего кратковременное изменение процессарезаниядлярегулированияпроцессанаростообразования,обеспечивающих заданные параметры точности и шероховатостиповерхности.Объектом исследования является обеспечение шероховатости иточности формы прецизионных поверхностей в технологическомпроцессе изготовления деталей типа «тел вращения» из титановыхсплавов за счет применения метода предварительного локальногопластического деформирования.Предметомисследованияявляютсяпараметрическиехарактеристики шероховатости и точности формы прецизионныхповерхностей деталей типа «тел вращения» из титановых сплавов втехнологическом процессе механической обработки.Теоретическая и практическая значимость работы.Предложенные способ и устройство для создания локальноизмененной структуры посредством пластического деформированияна поверхностном слое заготовки позволяют обеспечивать изменениеамплитудных характеристик автоколебательного процесса исвоевременное удаление наростообразования с режущей кромки5инструмента, и получить требуемые параметры качества и точностипрецизионной поверхности детали «опора».Разработаннаяматематическаямодель,учитывающаяпереходные процессы в зоне стружкообразования, применяется дляоценки влияния режимов резания на обеспечение требуемыхпоказателей качества и точности обработки прецизионныхповерхностей деталей из титановых сплавов.Методология и методы исследования базировались насовременных положениях теории резания материалов, научныхосновах технологии машиностроения, статистических методахисследований и методиках математического моделирования.Положения, выносимые на защиту:1.