Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Технология и оборудование механической и физико-технической обработки

Диссертационная работа:

Татаринов Игорь Владимирович. Механоэлектрохимическая обработка упрочненных зубчатых колес : диссертация ... кандидата технических наук : 05.02.07 / Татаринов Игорь Владимирович; [Место защиты: Тул. гос. ун-т].- Тула, 2010.- 132 с.: ил. РГБ ОД, 61 10-5/2787

смотреть введение
Введение к работе:

Актуальность темы

Работоспособность зубчатых передач, их надежность определяются механическими свойствами материала зубьев, способом окончательной, финишной обработки, обеспечивающим достижение необходимой точности геометрической формы зубьев и качества обрабатываемой поверхности.

Наиболее сложной задачей является изготовление зубчатых колес с упрочненной поверхностью зубьев, работающих в условиях высоких нагрузок. Нагрузка, допускаемая контактной прочностью зубьев, зависит, главным образом, от твердости их материала.

В зависимости от твердости (или термообработки) стальные зубчатые колеса разделяют на две основные группы: твердостью < 350 НВ – зубчатые колеса, нормализованные или улучшенные; твердостью > 350 НВ – с объемной закалкой, закалкой ТВЧ, цементацией, азотированием и др. Эти группы различны по технологии, нагрузочной способности и способности к приработке.

Твердость материала до 350 НВ позволяет производить чистое нарезание зубьев после термообработки. При этом возможно получение высокой точности без применения трудоемких отделочных операций (шлифовки, притирки и т.п.). Зубчатые колеса этой группы хорошо прирабатываются и не подвержены хрупкому разрушению при динамических нагрузках.

После термообработки или химико-термической обработки твердость зубьев может составлять более HRC 50…60, при этом допускаемые контактные напряжения увеличиваются в 2-2,5 раза, а нагрузочная способность зубчатой передачи возрастает до 4 раз по сравнению с нормализованными сталями.

Применение колес с повышенной твердостью зубьев существенно увеличивает нагрузочную способность зубчатых передач, однако это обуславливает необходимость решения ряда задач:

– формообразование зубьев затруднено, поэтому термообработку выполняют после нарезания зубьев, что сопровождается значительным короблением профиля зубьев. Для исправления формы зубьев требуются дополнительные операции: шлифование, притирка, обкатка и т.п.;

– высокотвердые материалы плохо прирабатываются, поэтому они требуют повышенной точности изготовления.

Наиболее эффективными способами повышения контактной прочности зубьев зубчатых колес являются способ цементации с последующей закалкой, способ нитроцементации (насыщение поверхностного слоя углеродом в газовой среде), а также азотирование зубьев. Однако после цементации возникает задача обработки и уточнения ухудшенных параметров зубчатого колеса. Известен ряд методов, обеспечивающих решение задачи. Однако производительность этих методов невелика, износ инструмента при этом существенен.

Поэтому актуальна разработка эффективного метода обработки зубчатых колес с упрочненными зубьями. Наиболее эффективны комбинированные методы обработки, сочетающие механическое воздействие и электрофизико-химические процессы разрушения материала заготовки. Предварительный анализ показывает, что наиболее эффективно применение резания алмазными зернами с обеспечением разрушения и анодного съема материала за счет электрохимического процесса.

Целью данной работы является повышение эффективности обработки упрочненных зубчатых колес. Данная цель может быть достигнута путем разработки эффективного комбинированного метода формообразования зубьев колес, предварительно полученных каким-либо методом зубообработки.

Цель работы: Повышение эффективности обработки упрочненных зубчатых колес.

Задачи:

  1. Разработка технологической обкатной схемы обработки зубчатых колес с высокой поверхностной твердостью зубьев в условиях ограниченной подачи электролита в зону обработки.

  2. Разработка модели анодного растворения материала заготовки при использовании катода-инструмента (прикатника) с алмазоносным слоем при учете толщины алмазоносного слоя и пленки раствора электролита, характера распределения припуска по зубу и погрешности по шагу зубьев.

  3. Создание экспериментальной установки и разработка конструкции катода-инструмента (прикатника) с алмазоносным слоем.

  4. Экспериментальные исследования точности, обработки, шероховатости поверхности зубьев колес, характера износа катода-инструмента.

  5. Разработка технологических режимов обработки зубчатых колес с применением разработанного метода обработки.

Методы исследования

Теоретические исследования процесса уточнения профиля зуба выполнены с применением метода выпуклых многогранников и секторов. Экспериментальные исследования точности обработки, шероховатости поверхностей заготовки инструмента осуществлялись с применением однофакторного эксперимента с последующим использованием методов математической статистики.

Основные научные результаты, выносимые на защиту:

результаты математического моделирования процесса электрохимического формообразования исправляемого колеса–заготовки после цементации и объёмной термообработки, учитывающего различные варианты распределения припуска;

результаты теоретических исследований, позволяющие оценить взаимодействие алмазного зерна катода–инструмента с обрабатываемым материалом анодом–заготовкой в условиях взаимного обкатывания;

результаты экспериментальных исследований точности обработки по радиальному биению, длине общей нормали, отклонению шага, колебанию измерительного расстояния за один оборот и колебанию измерительного межосевого расстояния на одном зубе, отличающиеся от результатов до проведения обработки;

результаты экспериментальных исследований износа алмазоносного слоя катода–инструмента.

Научная новизна

Научная новизна заключается в обосновании условий механоэлектрохимической обработки зубьев упрочненных зубчатых колес катодом-инструментом (прикатником) с алмазоносным слоем в условиях ограниченного (пленочного) обеспечения электролитом, заключающихся в локализации процесса анодного растворения в зоне контакта анода-колеса и катода-инструмента (прикатника).

Практическая ценность работы

Разработана технологическая схема обработки цементированных зубчатых колес с существенным искажением профиля зубьев после цементации в условиях ограниченного ввода электролита в зону обработки (создания пленки электролита).

Практическая реализация работы

Практическая реализация работы заключается в создании экспериментальной установки, обосновании режимов обработки цементированных зубчатых колес, внедрении обработанных зубчатых колес.

Апробация работы

Обработана опытная партия колес количеством 50 шт. для предприятия ООО «Центрнасоссервис» (г. Ясногорск). Установлено существенное повышение точности обработки по пяти параметрам увеличения точности основных параметров зубчатого венца (в 1,22 – 1,84 раза).

Результаты исследований докладывались и обсуждались на региональных конференциях «Современная электротехнология в промышленности центра России» (Тула, 2003 - 2009 гг.), Всероссийской научно-технической конференции «Современная электротехнология в промышленности России» (Тула, 2007г.).

Публикации

Результаты исследований опубликованы в 10 печатных работах, в том числе 4 работы опубликовано в изданиях, входящих в перечень рецензируемых научных журналов ВАК 2002-2006 гг, один патент №2212318 на изобретение. Общий объем публикаций 2,4 п.л.

Структура и объем работы

Диссертационная работа состоит из введения, 4 разделов, списка используемых источников из 84 наименований, и включает 132 страницы машинописного текста, содержит 69 рисунков и 14 таблиц. Общий объем 132 страницы.


© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net