Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов

Содержание

1. Индукционнаяповерхностнаязакалка

    1. Общие сведения об индукционном нагреве…………………………3

    2. Исходные данные и задача расчета………………………………….3

    3. Расчет параметров…………………………………………………….5

2. Упрочнениедеталей поверхностнымпластическимдеформированием

2.1 Общие сведения……………………………………………………..10

2.2 Исходныеданные и задачарасчета…………………………………10

2.3 Расчетпараметровдробеударногоупрочнениярезьбы……………11

2.4 Расчетпараметровалмазноговыглаживанияцилиндрической

поверхности…………………………………………………………..12

3. Списокиспользованныхисточников……………………………………….14

  1. Индукционная поверхностная закалка

    1. Общие сведения об индукционном нагреве

$В основеметода лежатдва физическихзакона: законэлектромагнитнойиндукции Фарадея(возникновениеиндукционныхтоков в проводнике,который находитсяв переменноммагнитномполе); и законДжоуля-Ленца(нагрев проводниковэлектрическомтоком).

Законаэлектромагнитнойиндукции:ЭДС индукциив замкнутомконтуре пропорциональнаскорости изменениямагнитногопотока черезповерхность,ограниченнуюконтуром.

Закон Джоуля–Ленца:Если на участкецепи под действиемэлектрическогополя не совершаетсямеханическаяработа и непроисходятхимическиепревращениявеществ, торабота электрическогополя приводиттолько к нагреваниюпроводника.При этом работаэлектрическоготока равнаколичествутеплоты, выделяемомупроводникомс током: Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов.

    1. Исходные данные и задача расчета

Диаметрзаготовки Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов=50мм.

Длиназаготовкиподвергаемойзакалке Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов=50мм.

Мат$ериалдетали: Углеродистаясталь 12Х2Н4А

Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов

Рис.1 Эскиздетали

Характеристикиматериалов:

Плотностьстали Обработка поверхностей деталей летательных аппаратовОбработка поверхностей деталей летательных аппаратов

УдельнаятеплоемкостьОбработка поверхностей деталей летательных аппаратовОбработка поверхностей деталей летательных аппаратов

Теплопро$водностьОбработка поверхностей деталей летательных аппаратовОбработка поверхностей деталей летательных аппаратов

ТемпературопроводностьОбработка поверхностей деталей летательных аппаратов=20Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов

УдельноеэлектрическоесопротивлениеОбработка поверхностей деталей летательных аппаратов=1.2Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов

Характеристикииндуктора:

Числовитков Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов

ПокрытиеАн.Окс.100 из.

Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов-сплав ($АМГ6)

Удельноеэлектрическоесопротивление(АМГ6)Обработка поверхностей деталей летательных аппаратовОбработка поверхностей деталей летательных аппаратов

Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов

Рис.2.Индуктора сдеталью

1- индуктор;2- канал для протокаводы; 3-деталь

Температурныйрежим:

ТемператураповерхностиОбработка поверхностей деталей летательных аппаратовОбработка поверхностей деталей летательных аппаратов

МинимальнаяОбработка поверхностей деталей летательных аппаратов$Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов

Скоростьнагрева Обработка поверхностей деталей летательных аппаратовОбработка поверхностей деталей летательных аппаратов

Задача расчета:

-Расчитатьглубину закаленногослоя на частотахОбработка поверхностей деталей летательных аппаратовОбработка поверхностей деталей летательных аппаратов

-Необходимуюплотностьмощности Обработка поверхностей деталей летательных аппаратовОбработка поверхностей деталей летательных аппаратов

-Амплитуду токав индуктореОбработка поверхностей деталей летательных аппаратовА.

-Мощностьтехнологическойустановки Обработка поверхностей деталей летательных аппаратовОбработка поверхностей деталей летательных аппаратов

— Выбратьсхему нагреваи охлаждениядетали

— Привестиэскиз индуктора

-Дать рекомендациипо выбору частотыОбработка поверхностей деталей летательных аппаратовв зависимостиот глубинызакалки.

    1. Расчет параметров

Толщинаскин-слоя Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов$(1):

Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов (1)

Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов– удельноеэлектрическоесопротивлениематериалазаготовки

Обработка поверхностей деталей летательных аппаратовотносительнаямагнитнаяпроницаемость,= 1;

Обработка поверхностей деталей летательных аппаратовмагнитнаяпостоянная,Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов=1,257 Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов

Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов$–частота, Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов

Для одновитковогоиндуктора шагнамотки Sравен длинеиндуктора L.

Временинагрева Обработка поверхностей деталей летательных аппаратовнаходим поформуле (2):

Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов (2)

Обработка поверхностей деталей летательных аппаратовс.

Толщинаскин-слоя взависимостиот частоты токаОбработка поверхностей деталей летательных аппаратов,где Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов— частота в Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов:

Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов$

Обработка поверхностей деталей летательных аппаратовОбработка поверхностей деталей летательных аппаратовОбработка поверхностей деталей летательных аппаратовОбработка поверхностей деталей летательных аппаратов

Обработка поверхностей деталей летательных аппаратовОбработка поверхностей деталей летательных аппаратовОбработка поверхностей деталей летательных аппаратовОбработка поверхностей деталей летательных аппаратов

Запишемтолщинускин-слояв безразмерномвиде :

Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов

Обработка поверхностей деталей летательных аппаратовОбработка поверхностей деталей летательных аппаратов

Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов$Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов

Здесь Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов–безразмерныйпараметр.

По графикуна рис.3. определимОбработка поверхностей деталей летательных аппаратовпри Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов:

Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов

Рис.3. Решениезадачи нагреваодномерногополубесконечного

телавнутреннимиисточникамитеплоты

Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов$Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов

Обработка поверхностей деталей летательных аппаратовОбработка поверхностей деталей летательных аппаратов

Зная безразмернуюОбработка поверхностей деталей летательных аппаратов,определим :

Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов

Обработка поверхностей деталей летательных аппаратовОбработка поверхностей деталей летательных аппаратов

Обработка поверхностей деталей летательных аппаратовОбработка поверхностей деталей летательных аппаратов$

По графикуна рис.3 определим глубину закалкиОбработка поверхностей деталей летательных аппаратовв безразмерномвиде:

Обработка поверхностей деталей летательных аппаратовОбработка поверхностей деталей летательных аппаратов

Обработка поверхностей деталей летательных аппаратовОбработка поверхностей деталей летательных аппаратов

ПереведемОбработка поверхностей деталей летательных аппаратовв размерныйвид используявыражение Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов:

Обработка поверхностей деталей летательных аппаратовОбработка поверхностей деталей летательных аппаратовОбработка поверхностей деталей летательных аппаратовОбработка поверхностей деталей летательных аппаратов$

Обработка поверхностей деталей летательных аппаратовОбработка поверхностей деталей летательных аппаратовОбработка поверхностей деталей летательных аппаратовОбработка поверхностей деталей летательных аппаратов$

На основепроведенныхрасчетов можносделать выводо том, что приувеличениичастоты токаОбработка поверхностей деталей летательных аппаратовглубина закалкиуменьшается.Наилучшийрезультат былполучен приОбработка поверхностей деталей летательных аппаратовОбработка поверхностей деталей летательных аппаратовпри глубинезакалки Обработка поверхностей деталей летательных аппаратовОбработка поверхностей деталей летательных аппаратовили 2.55 мм.

Расчет плотностимощности.

Обычно прирасчетах плотностьмощностиОбработка поверхностей деталей летательных аппаратовопределяетсяиз условиязаданных Обработка поверхностей деталей летательных аппаратови времени нагреваОбработка поверхностей деталей летательных аппаратовпоформуле :

Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов$ (3)

Обработка поверхностей деталей летательных аппаратовОбработка поверхностей деталей летательных аппаратовОбработка поверхностей деталей летательных аппаратовОбработка поверхностей деталей летательных аппаратов

Обработка поверхностей деталей летательных аппаратовОбработка поверхностей деталей летательных аппаратовОбработка поверхностей деталей летательных аппаратовОбработка поверхностей деталей летательных аппаратов

Из полученныхплотностейтока выберемнаибольшуюОбработка поверхностей деталей летательных аппаратовОбработка поверхностей деталей летательных аппаратов,т.к. она обеспечиваетнеобходимуюмощностьэлектромагнитнойэнергии на всехчастотах.

Расчетамплитуды токав индукторе.

Амплитудатока Обработка поверхностей деталей летательных аппаратовв зависимостиот частоты Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов:

$

Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов (4)

Обработка поверхностей деталей летательных аппаратовОбработка поверхностей деталей летательных аппаратовОбработка поверхностей деталей летательных аппаратовОбработка поверхностей деталей летательных аппаратов

Обработка поверхностей деталей летательных аппаратовОбработка поверхностей деталей летательных аппаратовОбработка поверхностей деталей летательных аппаратовОбработка поверхностей деталей летательных аппаратов$

Наибольшаяамплитуду токав индукторе:Обработка поверхностей деталей летательных аппаратовОбработка поверхностей деталей летательных аппаратов

Расчет мощноститехнологическойустановки.

Обработка поверхностей деталей летательных аппаратовбудем выбиратьиз соотношения:

Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов,

где Обработка поверхностей деталей летательных аппаратовкпд блокапитания;

Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов$находитсяпо формуле:

Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов-длинаиндуктора,равная длинеобрабатываемогоучастка

Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов

Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов

Мощностьтехническойустановки Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов$Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов

ВыберемОбработка поверхностей деталей летательных аппаратовиз ряда мощностейтехническойустановки Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов16;25; 63; 100; 160 Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов

т.е. Обработка поверхностей деталей летательных аппаратовОбработка поверхностей деталей летательных аппаратов

Тогда необходимаяплотностьмощности:

Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов

или

Обработка поверхностей деталей летательных аппаратовОбработка поверхностей деталей летательных аппаратов

В связи свыбором мощностиустановкинеобходимакоррекциявремени и скоростинагрева, а такжеамплитуды тока:

Из выражения(3) получаем:

Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов$

Обработка поверхностей деталей летательных аппаратовс.

Из (2) выражениедля Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов:

Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов

Обработка поверхностей деталей летательных аппаратовОбработка поверхностей деталей летательных аппаратов

Из выражения(4) для амплитудытока получаем:

Обработка поверхностей деталей летательных аппаратовОбработка поверхностей деталей летательных аппаратов

Рекомендациипо выбору частотыи режимам нагреваи охлаждения:

Для получениямаксимальнойглубины закаленногослоя рекомендуетсяназначитьчастоту Обработка поверхностей деталей летательных аппаратовравной 10 Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов$

После закалкирекомендуетсяприменитьохлаждениев воде или маслеи отпуск дляснятия внутреннихнапряженийпри Т =200С.

2.Упрочнениедеталей поверхностнымпластическимдеформированием.

2.1 Общие положения.

Обработкадробью применяетсядля упрочненияразнообразныхдеталей планераи двигателейлетательныхаппаратов –лонжеронов,бимсов, монорельсов,деталей шасси,обшивок, панелей,лопаток турбиныи компрессора,подшипникови т.д.

Сущностьдробеударногоупрочнениязаключаетсяв бомбардировкеповерхностидетали потокомдроби, обладающейзначительнызапасом кинетическойэнергии. Источникомэнергии дробиявляется струягаза, жидкости,центробежнаясила или ускорениесилы тяжести.В зависимостиот типов иконструктивногоисполнениятехнологическихустановок(оборудования)скорость дробиможет изменятьсяот 10 до 100 Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов$.

Основнымдостоинствомдробеударнойобработкиявляется возможностьэффективногоупрочнениядеталей различнойконфигурации,имеющих мелкиенадрезы, пазы,галтели и резьбовыеповерхности.

Усталостнаяпрочностьдетали послеупрочнениядробью повышаетсяна 15…50% в зависимостиот марки материалаи режимов упрочнения.Измененияразмеров деталейпосле дробеударногоупрочнениянезначительныи исчисляютсямикронами.Поэтому точностныехарактеристикидеталей определяютсяоперациями,предшествующимиупрочнению(шлифование,чистовое точениеи др.).

2.2 Исходныеданные и задачарасчета

Эскиз деталиприведен нарис.1.

Детальизготовленаиз стали 12Х2Н4А;

Пределпрочности Обработка поверхностей деталей летательных аппаратовОбработка поверхностей деталей летательных аппаратов

Плотностьстекла Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов$Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов

Предварительнаяобработкадетали: термоупрочнениеи чистовоеточение сшероховатостью:

Обработка поверхностей деталей летательных аппаратовОбработка поверхностей деталей летательных аппаратов

После обработкиППД исходнаяшероховатостьне должна ухудшиться.

Для обработкирезьбы (см. рис.4.)использоватьстекляннуюдробь. Диаметрстекляннойдроби из следующегоряда: 100; 160; 200; 250 Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов

Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов

Рис.4.фрагмент резьбыдетали

Задача расчета

Расчитатьпараметрыдробеударногоупрочнениярезьбы и алмазноговыглаживанияцилиндрическойповерхности.

2.3.Расчет параметровдробеударногоупрочнениярезьбы.

Назначимдиаметр стекляннойдроби согласноисходным требованиям(Обработка поверхностей деталей летательных аппаратовОбработка поверхностей деталей летательных аппаратов).Здесь Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов$-диаметрстекляннойдроби, Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов-диаметрлунки резьбы(рис.4) .

Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов

Обработка поверхностей деталей летательных аппаратовОбработка поверхностей деталей летательных аппаратов

Припластическомвнедрениишарика в поверхность(рис.5.) балансэнергии и работыимеет вид:

Обработка поверхностей деталей летательных аппаратовОбработка поверхностей деталей летательных аппаратов (1)

Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов

Рис.5.Пластическоевнедр$ениешарика

в поверхность

Здесь:

Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов – массашарика:

Обработка поверхностей деталей летательных аппаратовОбработка поверхностей деталей летательных аппаратовОбработка поверхностей деталей летательных аппаратовОбработка поверхностей деталей летательных аппаратов (2)

Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов–работасил сопротивления:

$

Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов (3)

Послеподстановки(2) и (3) в (1)получаем:

Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов

отсюдапри HB3Вимеемглубину отпечатка:

Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов

при Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов скорость вылеташарикаОбработка поверхностей деталей летательных аппаратов:

Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов

Обработка поверхностей деталей летательных аппаратовОбработка поверхностей деталей летательных аппаратов

Глубинаупрочненногослоя находитсяиз соотношения:

Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов

Если учесть,что Обработка поверхностей деталей летательных аппаратовd,то площадьповерхностиотпечаткашарика диаметромОбработка поверхностей деталей летательных аппаратовприблизительноравна площадикруга с диаметромd:

Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов$ (4)

Из (4) выражениедля Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов:

Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов

Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов$Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов

глубинанаклепанногослоя Обработка поверхностей деталей летательных аппаратовравна:

Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов

Обработка поверхностей деталей летательных аппаратовОбработка поверхностей деталей летательных аппаратовОбработка поверхностей деталей летательных аппаратов

2.4 Расчет параметровалмазноговыглаживанияцилиндрическойчасти.

Алмазноевыглаживаниезаключаетсяв пластическомдеформированииобрабатываемойповерхностискользящимпо ней инструментом-выглаживателем,что позволяетполучить упрочненнуюповерхностьс низкой шероховатост$ьюи сжимающимиостаточныминапряжениями,распространяющимисяна значительнуюглубину. Приэтом в местеконтактаинструмент-деталь(в очаге деформирования)происходитлокальныйпереход металлав состояниетекучести, врезультатечего изменяютсяхарактеристикиповерхностногослоя, что в итогеповышаетсопротивлениеусталостидеталей приэксплуатации.

Назначениережимов обработкивыглаживаниясводятся копределениюоптимальныхзначений силывыглаживанияОбработка поверхностей деталей летательных аппаратов,радиуса Обработка поверхностей деталей летательных аппаратоврабочейчасти индентора,подачи Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов,скорости обработкиОбработка поверхностей деталей летательных аппаратов,числа рабочихходов Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов.

Критерийвыбора радиусасферы – твердостьматериала.

Для стали12Х2Н4А назначимОбработка поверхностей деталей летательных аппаратов=3.4 Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов[2, стр.62].

Оптимальноезначение силывыглаживанияОбработка поверхностей деталей летательных аппаратов$можно определитьпо формуле:

Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов

Обработка поверхностей деталей летательных аппаратовН

Здесь:

с = 0,008 –коэффициент,учитывающийусловия обработки,

Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов–диаметрдетали,

Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов

Рис. 6. Схемадеформированияповерхностногослоя

при алмазномвыглаживании( в направленииподачи)

1-микронеровностиисходной поверхности;2- наплыв;

3-выглаживатель;4- поверхностьпосле выглаживания$

Назначимвеличину продольнойподачи s= 0,08 Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов[2, стр.62], тогдаполученнаяшероховатостьОбработка поверхностей деталей летательных аппаратоввычислитсяпо следующейформуле:

Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов

Обработка поверхностей деталей летательных аппаратовОбработка поверхностей деталей летательных аппаратов

Параметрышероховатостизависят такжеот числа рабочихходов zвыглаживателя.С увеличениемzдо 2…3 параметршероховатостиуменьшаетсяв меньшей степени.При z4 возможен перенаклепПС.

Определимглубину наклепанногослоя по зависимостиСеренсена С.В.[2, стр.19]:

Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов,где d– диаметр детали;

Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов–прочностьпосле упрочнения;

Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов–прочностьсердцевины;

 – глубинанаклепанногослоя

Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов=750Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов

Обработка поверхностей деталей летательных аппаратовОбработка поверхностей деталей летательных аппаратов$– Увеличениепрочностиповерхностиповышаетсяна 17% по сравнениюс исходнойвеличинойпрочности [2,стр. 64] для стали12Х2Н4А.

Следовательнотолщина упрочненногослоя:

Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов

Списокиспользованныхисточников

$

1.Саливанов Д.С.конспект лекцийпо курсу БелоусоваВ.С. «Обработкаповерхностейдеталей ЛА»,2002.

2. А.К. Карпец,В.С. Белоусов,В.И. Мальцевупрочнениедеталей авиационныхконструкцийППД: Учеб. пособие.– Новосибирск:Изд-во НГТУ.1995. – 79 с.

НГТУ.1301.02.11

Изм Лист № докум. Подпись Дата
Разраб. Саливанов Д.С.

Обработка поверхностей деталей летательных аппар$атов

Лит Лист Листов
Пров. Белоусов В.С. 2 14

С-82

Н.конт
Утв.

МинистерствоОбразованияРоссийскойФедерации

НовосибирскийГосударственныйТехническийУниверситет

Кафедрасамолёто- ивертолётостроения

Курсоваяработа

Подисциплине:

Обработкаповерхностейдеталей летательныхаппаратов

Факультет ЛА

Группа: С-82

Студент: CаливановД.С.

Преподаватель: Белоусов В.С.

Новосибирск

2002

Post Comment