Автореферат (1143851), страница 3
Текст из файла (страница 3)
= Если : 1 < 2 ; 2 {1′ , 2′ , 2′ , ′ }; =рез ∙ рез⎨⎪ ≥ доп → 2 = 0.⎩,(7)где – параметр, отражающий механические свойства в исходномметалле и в зоне пластического воздействия; – стадия обработки заодин оборот заготовки; – стадия обработки в исходном металле; – стадия обработки в зоне с измененной структурой;0 … 1 – диапазон обработки в исходном металле; 1 … 2 – диапазонобработки в измененной структуре; – расчетные напряжения;доп – допустимые напряжения.Подставив экспериментально полученные параметры всозданный виртуальный стенд (Рисунок 6), на осциллограммевиброускорений зафиксировано положительное влияние заложеннойлокальной пластической деформации на подавление автоколебаний.Рисунок 6 – Лицевая панель вибродиагностического стенда13Исходя из полученных параметров расчетных амплитудвиброускорений, геометрических показателей режущего инструмента,а также режимов механической обработки, получены следующиеграфическиезависимостишероховатостиповерхностиобрабатываемого изделия.
При этом скорость обработки варьироваласьв диапазонах от 35 до 65 м/мин с шагом в 5 м/мин, глубина резаниявыбиралась постоянной рез = 0.05 мм (Рисунок 7).5Точение с ЛПД:S=0.042 мм/об;t=0.05 мм;V=35…80 м/мина)Ra, мкм432A, м/с21152025303540455055602,5Точение с ЛПД:S=0.021 мм/об;t=0.05 мм;V=35…80 м/минRa, мкм2б)1,510,5A, м/с200510152025303540Ra, мкм1,31,10,90,7A, м/с20,505101520253035Точение без ЛПД:S=0.021 мм/об;t=0.05 мм;V=35…80 м/мин451,5в)Точение без ЛПД:S=0.042 мм/об;t=0.05 мм;V=35…80 м/минТочение с ЛПД:S=0.015 мм/об;t=0.05 мм;V=35…80 м/минТочение без ЛПД:S=0.015 мм/об;t=0.05 мм;V=35…80 м/мин40Рисунок 7 – Зависимость шероховатости поверхности от амплитудыавтоколебательного процесса, где: а) – = 0.043 мм/об;б) – = 0.021 мм/об ; в) – = 0.015 мм/об14Вчетвертойглавепроведеныисследованиявиброустойчивости исходной системы и системы с внесеннымидополнительными параметрами, в результате которых полученадиаграммаобластиустойчивостипримеханической обработкеиспользуемого сплава вграницахпараметровскорости резания иглубины резания рез.
Надиаграмме (Рисунок 8)представленыкривыераспределения граничныхусловий,отражающиеобластиустойчивостиРисунок 8 – Граница областиустойчивости, где: 1 – традиционноесистемы при механическойточение; 2 – точение с ПЛПДобработкезаготовкислокально измененной структурой и при стандартном процессеизготовления. Результаты экспериментальных исследованийвиброактивности в выбранных точках графика устойчивостипредставлены на Рисунке 9.а)б)в)Рисунок 9 – Виброграммы в точках графика устойчивости, где:а) − К1 ; б) − К2 ; в) − К315Режимные параметры механической обработки в точках K1, K2,где: К1 – произвольная точка, принятая для традиционного процессаизготовления; K2 – точка для процесса изготовления с локальнонеоднородной структурой, которые обеспечивают устойчивостьсистемы по режимам скорости резания (Рисунок 9 а, б). В то времякак в точке K3, находящейся в поле за границей параметровустойчивости, система определяется как динамически не устойчивая(Рисунок 9, в).Результаты серии экспериментов показали, что при чистовоймеханической обработке с применением метода предварительноголокального пластического деформирования, где рез = 0.05 мм и = 0.022 мм, которые являются постоянными величинами,обеспечивается получение заданной шероховатости поверхности дляисследуемого титанового сплава.а)Ra, мкм2Точение сЛПД1,5Точениебез ЛПД10,530405060708090V, м/минб)Ra, мкм6,004,00Точение сЛПД2,00Точениебез ЛПДS, мм/об0,000 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08Рисунок 10 – Сравнительные исследования шероховатости поверхности попараметру Ra, где: а) – при изменяемой скорости обработки; б) – приизменяемой величине подачиПопутно установлен положительный эффект асинхронногодействия переменных составляющих локально измененнойструктуры на сегментацию сливной стружки.16ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫПроанализировав современное состояние проблемы обеспечениязаданныхпараметровточности формыи шероховатостиповерхностного слоя в технологическом процессе при изготовлениидеталей из титановых сплавов типа «опора», применяемых в морскомприборостроении, было установлено, что усовершенствование иразработка новых технологических решений и средств, направленныхна обеспечение заданных показателей точности формы ишероховатости поверхности детали, является актуальной научнотехнической задачей.
Анализ научно-технической литературы поданному вопросу позволил сделать вывод о недостаточнойизученности особенностей технологического процесса изготовленияпрецизионных поверхностей деталей типа «тел вращения» изтитановых сплавов. Постановка задачи такого рода приобретаетособуюактуальностьприизготовленииизделийнавысокоавтоматизированных линиях механической обработки сиспользованием обрабатывающих центров с ЧПУ.1. Выявлены основополагающие закономерности измененияпараметров качества и точности формы при изготовлении изделий типа«тел вращения» из титановых сплавов.2. Определеновлияниеинтенсивностивозникающихавтоколебаний в подсистемах «инструмент» и «заготовка» натехнологическое обеспечение показателей качества прецизионныхповерхностей типовых изделий на примере детали «опора»,изготавливаемых из титановых сплавов.3.
Разработан и предложен способ технологического обеспечениягеометрических и механических параметров формы прецизионныхповерхностей при изготовлении типовых изделий на примере детали«опора», позволяющий на этапе чистовой операции снижать амплитудуавтоколебательного процесса вследствие создания локальноизмененной структуры в зоне резания по сравнению с исходнымматериалом (Патент №2643022).4. Разработано и предложено устройство для создания в зонесрезаемого припуска структуры с измененными механическимисвойствами, отличными от основного материала, на основе17предварительноголокальногопластическогодеформирования(Патент №177001).5. Предложен и обоснован выбор эквивалентной математическоймодели технологической системы механической обработки детали типа«тел вращения» с учетом параметров создаваемой на поверхностиизмененной структуры посредством локального пластическогодеформирования срезаемого слоя.6.
Предложены практические рекомендации по выборупараметров создаваемой измененной структуры, позволяющиединамически стабилизировать подсистему «инструмент-заготовка» нафинишном этапе изготовления, обеспечивая заданные параметрыповерхности типовых изделий на примере детали «опора».7. Проведенныеэкспериментальныеисследованияпообеспечению заданных геометрических параметров прецизионнойповерхности детали «опора» при изготовлении с применением методалокального пластического деформирования показали надежноесегментирование на витки с дроблением высокоактивной стружки, чтоявляется актуальной задачей при изготовлении изделий из титановыхсплавов в высокоавтоматизированных производствах.8.
На основании параметров, полученных в результатеэкспериментальных и теоретических исследований, предложенусовершенствованный технологический процесс изготовления деталейтипа «тел вращения» в опытном и мелкосерийном производстве собеспечением заданных показателей шероховатости поверхностногослоя, геометрических параметров точности формы, с сокращениемтехнологического процесса вследствие отказа от операциишлифования, что положительно сказывается на себестоимости выпускапродукции и увеличении производительности.9. Разработанный и предложенный усовершенствованныйтехнологический процесс изготовления детали «опора» из титановыхсплавов с условием применения метода предварительного локальногодеформирования поверхности, позволяющего периодически изменятьмеханические свойства в определенной зоне, обеспечивающегостабильность колебательного процесса в ТСМО.
Апробированиеданного технологического решения было проведено в учебномпроцессе при подготовке магистров по программе подготовки18«Технология автоматизированного машиностроения» ФГБОУ ВО«Санкт-Петербургский горный университет», и ряда предприятий, сподтверждением положительного результата.ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИПубликации в изданиях, рекомендованных перечнем ВАК РФ:1.
Кошелева, Е.В. Повышение точности и качества изготовлениядеталей из титана и титановых сплавов на основе предварительноголокального пластического деформирования / В.В. Максаров, Е.В.Кошелева // Качество и жизнь. – 2016.– №3(11). – С. 66–69.2. Кошелева, Е.В. Повышение качества изготовления деталей изтитановыхсплавовметодомлокальногопластическогодеформирования / В.В. Максаров, Е.В. Кошелева, А.Ю. Важенин //Вестник РГАТУ имени П.А. Соловьева. – 2017.– №1(20)209. –С. 278–281.3. Кошелева, Е.В. Технологическое обеспечение качествапрецизионных поверхностей деталей типа «тел вращения» изтитановых сплавов / В.В.
Максаров, Е.В. Кошелева, Важенин А.Ю. –Металлообработка. – 2018. – №4(106)/2018. – С. 52–60.Результаты интеллектуальной деятельности:4. Кошелева, Е.В. Патент №2643022 «Российская федерация».Способ механической обработки заготовки из титанового сплава /В.В. Максаров, Е.В. Кошелева, А.Ю. Важенин – №2643022; заявлено16.03.2017 г.; опубликовано 29.01.2018 г.5. Кошелева, Е.В. Патент №177001 «Российская федерация».Устройство для создания предварительного локального пластическогодеформирования / В.В. Максаров, Е.В. Кошелева, А.Ю. Важенин,Т.С.
Голиков – №2643022; заявлено 22.03.2017 г.; опубликовано06.02.2018 г.19Публикации в других отечественных изданиях:6. Кошелева, Е.В. Анализ методов повышения качества обработкититана и титановых сплавов // Инновации на транспорте и вмашиностроении: сборник трудов IV Международной научнопрактической конференции. Том III – СПб.: Национальныйминерально-сырьевой университет «Горный», 2016. – С.65–68.7. Кошелева, Е.В. Технологическое обеспечение точности икачества изготовления деталей из титановых сплавов для ГАК и ГАС /Е.В. Кошелева, А.Ю. Важенин // V научно-техническая конференциямолодых ученых и специалистов «Прикладные технологиигидроакустики и гидрофизики» МАГ-2017. Сборник докладов Vнаучно-технической конференции молодых ученых и специалистов«Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики» МАГ-2017 –СПб.: АО «Концерн «ОКЕАНПРИБОР», 2017. – С.107-110.8.
Кошелева, Е.В. Технология изготовления прецизионныхповерхностей деталей из титановых сплавов с применением методалокального пластического деформирования // Международная научнопрактическая конференция «Инновации и перспективы развитиягорного машиностроения и электромеханики: IPDME-2018»: сборниктезисов. – СПб.: «Горный университет», 2018. – С. 30.Публикации в иностранных изданиях, в т.ч. издании,индексирующемся в международной базе данных SСOPUS:9.
Kosheleva, E. Qualitätsverbesserung bei der Fertigung der Einzelteileaus Titanlegierungen auf Drehmaschinen durch locale plastischeVorverformung / A. Vazhenin, E. Kosheleva // «Scientific Reports onResource Issues 2017» Volume 1, 2017. – S. 347–352.10. Kosheleva, E.V. Improving the quality of manufacturing parts fromtitanium alloys using the method of preliminary local plastic deformation /D.U. Timofeev, E.V. Kosheleva // IOP Conference Series: Earth andEnvironmental Science.
– 2017.– №87, Р.64–67.20.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
