Краткая характеристика технологии

Общие указания

1. Контрольная работа состоит из двух заданий, первое посвящено моделированию процесса ультразвукового пластического деформирования по схеме УЗО, а второе посвящено моделированию процесса лазерного поверхностного термоупрочнения. Перед выполнением заданий предполагается приобретение навыков работы с математическими моделями указанных процессов на лабораторно-практических занятиях по данной дисциплине [1].

2. Пояснительная записка объемом 12…14 листов должна быть оформлена аккуратно, грамотно и снабжена графиками, иллюстрирующими ее содержание. Формат бумаги А4 – 210 х 297 мм. На титульном листе должно быть указание дисциплины, наименование темы контрольной работы, фамилия, имя и группа студента. Вторым листом работы должно быть содержание, где перечисляются разделы с указанием страниц. Брошюровка работы должна быть книжной; поля: сверху - 2 см, слева - 2,4 см, внизу - 1,6 см, справа - 1,6 см. Шрифт набора текста должен быть 12-14 пунктов. Межстрочный интервал одинарный. К работе должен быть сделан список использованных источников.

2. Задание №1
«Моделирование процесса ультразвукового пластического деформирования по схеме УЗО»

Краткая характеристика технологии

Процесс ультразвукового пластического деформирования по схеме УЗО является эффективным способом увеличения долговечности деталей машин и инструментов за счет формирования поверхностей с небольшими значениями параметров шероховатости, со специфическим микрорельефом с относительно большой маслоемкостью; за счет значительного повышения микротвердости поверхности и создания остаточных сжимающих макронапряжений на уровне предела текучести материала.

Формирование поверхностного слоя в процессе ультразвукового пластического деформирования по схеме УЗО осуществляется инструментом с рабочей частью в виде сферы, совершающим продольные гармонические колебания с ультразвуковой частотой по нормали к обрабатываемой поверхности. Распространение обработки на всю поверхность осуществляется за счет сочетания движения детали со скоростью V_д и движения подачи, сообщаемого детали S_д (рис.1,а) или колеблющемуся инструменту S_и (рис.1,б). Толщина формируемого поверхностного слоя пропорциональна глубине внедрения инструмента в поверхность детали и зависит от уровня силового воздействия инструмента на деталь. Силовое воздействие на обрабатываемый материал определяется параметрами ударных импульсов, формируемых сочетанием статического усилия F _ст, поджимающего колебательную систему к детали, с колебательным движением инструмента со скоростью V _к (рис.1), которая пропорциональна частоте (f) и амплитуде ультразвуковых колебаний (А). При фиксированной частоте f увеличение амплитуды ультразвуковых колебаний А или статического усилия F _ст (по отдельности или одновременно) увеличивает силовое воздействие (максимальное действующее усилие F_max). Одно и тоже значение F_max может быть получено при различных сочетаниях значений А и F _ст, что позволяет получать заданное значение толщины упрочненного слоя на деталях разной жесткости.

Для формирования полностью нового микрорельефа поверхности при ультразвуковой обработке необходимо перекрытие отпечатков от отдельных ударов (рис.2). При этом наибольшая глубина внедрения деформатора в поверхностный слой детали (h_max) при формировании отпечатка должна превышать исходную высоту неровностей профиля (R_{z исх.}), достигнутую на этапе обработки, предшествующей ультразвуковому пластическому деформированию по схеме УЗО.