Обгрунтування доцільності зміцнення деталей поверхневим пластичним деформуванням та принципова схема ультразвукової установки

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИ

Запорізький національний технічний університет

МЕТОДИЧНІ РЕКОМЕНДАЦІЇ

до лабораторної роботи "Формування якості поверхні при зміцненні сталевими кульками у силовому ультразвуковому полі "

(з напряму підготовки 6.050502 „Інженерна механіка”(спеціальність „Технології машинобудування”)

для усіх форм навчання

Запоріжжя 2014

Методичні рекомендації до лабораторної роботи "Формування якості поверхні при зміцненні сталевими кульками у силовому ультразвуковому полі ".з напряму підготовки 6.050502 „Інженерна механіка” (спеціальність „Технології машинобудування”) для усіх форм навчання / Укл. Богуслаєв В.О., Коренєвський Є.Я., Г.В. Пухальська, Каліуш В.І..–Запоріжжя: ЗНТУ, 2014. – 34 с.

Укладачі: Богуслаєв В.О., д.т.н., проф.

Коренєвський Є.Я., к.т.н., проф.

Пухальська Г.В., к.т.н, доц.

Каліуш В.І., ст. викл.

Рецензент: Дядя С.І., к.т.н., доц.

Відповідальний за Внуков Ю.М., д.т.н., проф.

випуск:

Затверджено на засіданні кафедри "Технологія машинобудування" Протокол № 9 від "26" березня 2014 р.

Мета роботи

1. Вивчити технологічний процес зміцнення навантажених деталей Г.Т.Д. поверхневим пластичним деформуванням (П.П.Д) сталевими кульками у потужному ультразвуковому полі.

2. Ознайомитись з конструкцією та принципом роботи технологічного обладнання і технологічної оснастки.

3. Виконати налагодження установки, провести зміцнення зразків і обробку експериментальних даних, зробити аналіз впливу режимів зміцнення на формування якості поверхні.

Обладнання, прилади і технологічне оснащення

1. Ультразвукова установка - У.З.У.

1.1. Ультразвуковий генератор - УЗГ2 - 4М.

1.2. Магнітострікційний перетворювач з концентратором - ПМСІ5А-18.

2. Пристрій для закріплення експериментальних зразків при зміцненні.

3. Пристрій для вимірювання протну зразків після зміцнення.

4. Частотомір елекгронно-розрахунковий типу Ч3 - 36.

5. Прилад для вимірювання шорсткості - МІС -II.

6. Мікротвердовимірювач ПМТ - 3.

7. Індикаторні прилади з ціною поділки 0,01 та 0,002 мм.

8. Стояк для закріплення індикаторних приладів.

9. Мікрометр 0..25 мм.

10. Лінійка 250 мм.

11. Сталеві кульки ∅ 0,8... 1,6 мм.

12. Експериментальні зразки - 10... 12 шт.

13. Розрахункові калькулятори.

Обгрунтування доцільності зміцнення деталей поверхневим пластичним деформуванням та принципова схема ультразвукової установки

Несуча здатність деталей авіаційних двигунів у значній мірі залежить від стану поверхневого шару, який формується під впливом різних операцій як попередньої, так і остаточної обробки.

При виконанні окремих із них не виключається утворення несприятливих структурних і фазових з’єднань, приладів, залишкової напруги розтяжіння, глибоких рисок - різьких концентраторів напруги, що окремо і в сукупності негативно впливає на опір матеріалу зовнішньому навантаженню, підвищення якого конструктивними методами ускладнюється обмеженням маси та розмірів деталей літальних апаратів. Тому, у виробництві авіаційних Г.Т.Д широко впроваджуються різні технологій засоби забезпечення їх надійності за рахунок резервів міцності матеріалу, серед яких домінуюче місце займає поверхневе пластичне деформування: накатування роликом і кулькою, вигладжування алмазом, вібро- і гідро- галтування, дробинноструменевий наклеп та зміцнення сталевими кульками на ультразвукових установках.

Використання кожного метода визначається конструктивними особливостями деталі, умовами їх роботи в експлуатації, технологічними можливостями процессу, наявністю та вартістю обладнання, умовами і складністю його обслуговування.

Як свідкує досвід, найбільш доцільним методом підвищення надійності деталей Г.ТД, що працюють в умовах знакозмінного навантаження є зміцнення П.П.Д. сталевими кульками на ультразвукових установках, принципова схема яких показана на рис. 4.1.

Установка складається із ультразвукового генератора 1, магнітострікційного перетворювача 2, хвилепровода концентратора 3, внутрішня порожнина якого утворює робочу камеру, куди завантажуються сталеві кульки 4 і рідина - наповнювач для виключення «сухого» удару їх при зустрічі з поверхнею деталі.

Зміцнюючі деталі 7 закріплюються на пристрої 5 за допомогою якого опускаються у робочу камеру - концентратор 3. Для зменшення рівня шуму, концентратор закривається кожухом 6.

Завдяки простоті конструкції ультразвукової установки нескладності її обслуговування, операції зміцнення легко вписуються у технологічні процеси виготовлення різних деталей; піддаюсться автоматизації, в тому числі і у складі робототехнічних комплексів (Р.Т.К); не викликають негативного впливу на навколишнє середовише.