ВВЕДЕНИЕ 6
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ И ПАТЕНТНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 7
1.1 Физические аспекты пластической деформации и упрочнения металлов 7
1.2 Виды поверхностной обработки 14
1.2.1 Виды поверхностной обработки 14
1.2.2 Методы поверхностной пластической деформации 15
1.3 Ультразвуковая дробеструйная обработка 20
Выводы по главе 22
ГЛАВА 2. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ 23
ГЛАВА 3. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА УДАРА ДРОБИ О ПОВЕРХНОСТЬ КАЛИБРОВОЧНОЙ ПЛАСТИНЫ 26
Выводы по главе 33
ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТОЛЩИНЫ УПРОЧНЁННОГО СЛОЯ КАЛИБРОВОЧНОЙ ПЛАСТИНЫ 34
Выводы по главе 43
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 44
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 45
Повышение прочности деталей и конструкций - является одной из важных и необходимых задач при производстве и конструировании деталей. Во многом качество деталей зависит от поверхностного слоя, который подвергается различным внешним воздействиям: коррозии, перепадам температур, возникновению неблагоприятных остаточных напряжений, что значительно снижает прочностные характеристики изделия и может привести к разрушению.
Для повышения качества поверхностного слоя применяют упрочняющее методы, например, поверхностное пластическое деформирование (ППД). Поверхностное пластическое деформирование - это такая обработка давлением, при котором пластически деформируется только поверхностный слой.
Методы поверхностного пластического деформирования позволяют значительно повысить прочность и долговечность детали при низких затратах на производство и оборудование, а простота методов позволяет реализовывать и применять их во многих существующих производственных отраслях.
Большинство способов ППД являются универсальными, они позволяют обрабатывать детали различной твердости и материала, детали различной геометрической формы и размеров.
Одним из наиболее эффективных способов обработки поверхностным пластическим деформированием является метод ультразвуковой дробеструйной обработки. Он позволяет упрочнить поверхностный слой детали, повысить твердость, износостойкость, коррозийную стойкость и сопротивление усталости.
При холодной пластической деформации, реализуемой в процессе дробеструйной обработки, происходит измельчение зерен кристаллической структуры обрабатываемого металла, что обеспечивает повышение усталостной долговечности, твёрдости, коррозионной стойкости, повышение изностойкости.
Повышение прочности и усталостной долговечности объясняется наличием мелкозернистой структуры в поверхностном слое деталей. Этим можно объяснить с позиции механики разрушения снижение опасности зарождения и роста трещин в деталях в процессе их последующей эксплуатации.
В работе для достижения этих целей были выполнены следующие задачи:
1. Определены условия формирования упрочнённого слоя на поверхности металлических деталей.
2. В программном комплексе QForm создана конечно-элементная модель процесса дробеструйной обработки
3. Проведено численное моделирование единичного удара дроби о поверхность калибровочной пластины.
4. С использованием гипотезы о влиянии градиента степени деформации по глубине на формирование мелкозернистого поверхностного слоя и анализа результатов численного моделирования процесса дробеструйной обработки, определена глубина упрочнённого слоя, которая составляет для сплава ВТ8 - 0.01-0.02 мм.
5. На основе результатов экспериментов по ультразвуковой дробеструйной обработки калибровочных образцов из стали 12Х18Н10Т разработана экспериментально-теоретическая методика определения толщины упрочнённого слоя. Результаты расчётов с использованием этой методики показали, что толщина упрочнённого слоя составляет 0,170-0,223 мм.
