Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Курсовая работа. Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов - файл Kyrsovik.doc


Курсовая работа. Обработка поверхностей деталей летательных аппаратов
скачать (254 kb.)

Доступные файлы (2):

Kyrsovik.doc780kb.25.12.2002 14:32скачать
титульник.doc20kb.24.12.2002 04:34скачать

содержание
Загрузка...

Kyrsovik.doc

Реклама MarketGid:
Загрузка...
Содержание
1. Индукционная поверхностная закалка

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

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

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


2. Упрочнение деталей поверхностным пластическим деформированием

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

2.2 Исходные данные и задача расчета…………………………………10

2.3 Расчет параметров дробеударного упрочнения резьбы…………...11

2.4 Расчет параметров алмазного выглаживания цилиндрической

поверхности…………………………………………………………..12
3. Список использованных источников……………………………………….14


  1. Индукционная поверхностная закалка

    1. Общие сведения об индукционном нагреве


В основе метода лежат два физических закона: закон электромагнитной индукции Фарадея (возникновение индукционных токов в проводнике, который находится в переменном магнитном поле); и закон Джоуля-Ленца (нагрев проводников электрическом током).

^ Закона электромагнитной индукции: ЭДС индукции в замкнутом контуре пропорциональна скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром.

^ Закон Джоуля–Ленца: Если на участке цепи под действием электрического поля не совершается механическая работа и не происходят химические превращения веществ, то работа электрического поля приводит только к нагреванию проводника. При этом работа электрического тока равна количеству теплоты, выделяемому проводником с током: .


    1. Исходные данные и задача расчета


Диаметр заготовки =50 мм.

Длина заготовки подвергаемой закалке =50 мм.

Материал детали: Углеродистая сталь 12Х2Н4А




Рис.1 Эскиз детали


Характеристики материалов:

Плотность стали

Удельная теплоемкость

Теплопроводность

Температуропроводность =20

Удельное электрическое сопротивление =1.2
Характеристики индуктора:
Число витков

Покрытие Ан.Окс.100 из.

- сплав (АМГ6)

Удельное электрическое сопротивление (АМГ6)


Рис.2. Индуктора с деталью

1- индуктор; 2- канал для протока воды; 3-деталь

Температурный режим:
Температура поверхности

Минимальная

Скорость нагрева
Задача расчета:
- Расчитать глубину закаленного слоя на частотах

- Необходимую плотность мощности

- Амплитуду тока в индукторе А.

- Мощность технологической установки

- Выбрать схему нагрева и охлаждения детали

- Привести эскиз индуктора

- Дать рекомендации по выбору частоты в зависимости от глубины закалки.


    1. Расчет параметров


Толщина скин-слоя (1):
(1)

– удельное электрическое сопротивление материала заготовки

относительная магнитная проницаемость,  = 1;

магнитная постоянная, = 1,257

– частота,

Для одновиткового индуктора шаг намотки S равен длине индуктора L.

Времени нагрева находим по формуле (2):
(2)

с.

Толщина скин-слоя в зависимости от частоты тока , где - частота в :




Запишем толщину скин-слоя  в безразмерном виде :




Здесь – безразмерный параметр.

По графику на рис.3. определим при :


Рис.3. Решение задачи нагрева одномерного полубесконечного

тела внутренними источниками теплоты



Зная безразмерную , определим  :






По графику на рис.3 определим глубину закалки в безразмерном виде:



Переведем в размерный вид используя выражение :



На основе проведенных расчетов можно сделать вывод о том, что при увеличении частоты тока глубина закалки уменьшается. Наилучший результат был получен при при глубине закалки или 2.55 мм.
^

Расчет плотности мощности.



Обычно при расчетах плотность мощности определяется из условия заданных и времени нагрева по формуле :
(3)




Из полученных плотностей тока выберем наибольшую, т.к. она обеспечивает необходимую мощность электромагнитной энергии на всех частотах.
^

Расчет амплитуды тока в индукторе.




Амплитуда тока в зависимости от частоты :
(4)



Наибольшая амплитуду тока в индукторе:

^

Расчет мощности технологической установки.




будем выбирать из соотношения:

,

где кпд блока питания;

находится по формуле:

-длина индуктора, равная длине обрабатываемого участка




Мощность технической установки

Выберем из ряда мощностей технической установки 16; 25; 63; 100; 160

т.е.

Тогда необходимая плотность мощности:



или



В связи с выбором мощности установки необходима коррекция времени и скорости нагрева, а также амплитуды тока:

Из выражения (3) получаем:



с.

Из (2) выражение для :





Из выражения (4) для амплитуды тока получаем:


Рекомендации по выбору частоты и режимам нагрева и охлаждения:

Для получения максимальной глубины закаленного слоя рекомендуется назначить частоту равной 10

После закалки рекомендуется применить охлаждение в воде или масле и отпуск для снятия внутренних напряжений при Т =200С.

^

2.Упрочнение деталей поверхностным пластическим деформированием.




2.1 Общие положения.



Обработка дробью применяется для упрочнения разнообразных деталей планера и двигателей летательных аппаратов – лонжеронов, бимсов, монорельсов, деталей шасси, обшивок, панелей, лопаток турбины и компрессора, подшипников и т.д.

Сущность дробеударного упрочнения заключается в бомбардировке поверхности детали потоком дроби, обладающей значительны запасом кинетической энергии. Источником энергии дроби является струя газа, жидкости, центробежная сила или ускорение силы тяжести. В зависимости от типов и конструктивного исполнения технологических установок (оборудования) скорость дроби может изменяться от 10 до 100 .

Основным достоинством дробеударной обработки является возможность эффективного упрочнения деталей различной конфигурации, имеющих мелкие надрезы, пазы, галтели и резьбовые поверхности.

Усталостная прочность детали после упрочнения дробью повышается на 15…50% в зависимости от марки материала и режимов упрочнения. Изменения размеров деталей после дробеударного упрочнения незначительны и исчисляются микронами. Поэтому точностные характеристики деталей определяются операциями, предшествующими упрочнению (шлифование, чистовое точение и др.).
^

2.2 Исходные данные и задача расчета




Эскиз детали приведен на рис.1.

Деталь изготовлена из стали 12Х2Н4А;

Предел прочности

Плотность стекла

Предварительная обработка детали: термоупрочнение и чистовое точение с шероховатостью:



После обработки ППД исходная шероховатость не должна ухудшиться.

Для обработки резьбы (см. рис.4.) использовать стеклянную дробь. Диаметр стеклянной дроби из следующего ряда: 100; 160; 200; 250


Рис.4. фрагмент резьбы детали

Задача расчета
Расчитать параметры дробеударного упрочнения резьбы и алмазного выглаживания цилиндрической поверхности.

^

2.3. Расчет параметров дробеударного упрочнения резьбы.



Назначим диаметр стеклянной дроби согласно исходным требованиям (<). Здесь -диаметр стеклянной дроби, -диаметр лунки резьбы (рис.4) .





При пластическом внедрении шарика в поверхность (рис.5.) баланс энергии и работы имеет вид:

(1)



Рис.5. Пластическое внедрение шарика

в поверхность
Здесь:

масса шарика:

(2)
работа сил сопротивления:
(3)
После подстановки (2) и (3) в (1)получаем:

отсюда при HB 3В имеем глубину отпечатка:

при скорость вылета шарика:





Глубина упрочненного слоя находится из соотношения:



Если учесть, что d, то площадь поверхности отпечатка шарика диаметром приблизительно равна площади круга с диаметром d :

(4)

Из (4) выражение для :




глубина наклепанного слоя равна:






^

2.4 Расчет параметров алмазного выглаживания цилиндрической части.



Алмазное выглаживание заключается в пластическом деформировании обрабатываемой поверхности скользящим по ней инструментом-выглаживателем, что позволяет получить упрочненную поверхность с низкой шероховатостью и сжимающими остаточными напряжениями, распространяющимися на значительную глубину. При этом в месте контакта инструмент-деталь (в очаге деформирования) происходит локальный переход металла в состояние текучести, в результате чего изменяются характеристики поверхностного слоя, что в итоге повышает сопротивление усталости деталей при эксплуатации.

Назначение режимов обработки выглаживания сводятся к определению оптимальных значений силы выглаживания , радиуса рабочей части индентора, подачи , скорости обработки , числа рабочих ходов .

Критерий выбора радиуса сферы – твердость материала.

Для стали 12Х2Н4А назначим = 3.4 [2, стр.62].

Оптимальное значение силы выглаживания можно определить по формуле:



Н

Здесь:

с = 0,008 – коэффициент, учитывающий условия обработки,

– диаметр детали,


Рис. 6. Схема деформирования поверхностного слоя

при алмазном выглаживании ( в направлении подачи)

1-микронеровности исходной поверхности; 2- наплыв;

3-выглаживатель; 4- поверхность после выглаживания

Назначим величину продольной подачи s = 0,08 [2, стр.62], тогда полученная шероховатостьвычислится по следующей формуле:





Параметры шероховатости зависят также от числа рабочих ходов z выглаживателя. С увеличением z до 2…3 параметр шероховатости уменьшается в меньшей степени. При z  4 возможен перенаклеп ПС.
Определим глубину наклепанного слоя по зависимости Серенсена С.В. [2, стр.19]:

, где d – диаметр детали;

– прочность после упрочнения;

– прочность сердцевины;

 – глубина наклепанного слоя

=750

– Увеличение прочности поверхности повышается на 17% по сравнению с исходной величиной прочности [2, стр. 64] для стали 12Х2Н4А.

Следовательно толщина упрочненного слоя:




Список использованных источников
^

1. Саливанов Д.С. конспект лекций по курсу Белоусова В.С. «Обработка поверхностей деталей ЛА», 2002.


2. А.К. Карпец, В.С. Белоусов, В.И. Мальцев упрочнение деталей авиационных конструкций ППД: 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 аппаратов

Лит

Лист

Листов

Пров.

Белоусов В.С.
















2

14













С-82

Н.конт










Утв.















Скачать файл (254 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации