Материал: Методические указания к выполнению практических работ по дисциплинам «Технология изготовления деталей и сборка жидкостных ракетных двигателей» и «Технология производства авиационных и ракетных двигателей». Беслик Н.Д., Копылов Ю.Р

магнита катушки под действием измерительной иглы, наводилась электродвижущая сила. Преимущественное распространение получили индуктивные преобразователи: приборы моделей 201, 202, 240 и 252 в России, приборы серии «Телисерф-10» Англии, «Пертометр-34В» ФРГ, «Профикордер» США.

Принцип действия индуктивного преобразователя рассмотрим на примере профилографа-профилометра модели 201. Электрическая часть прибора (рис. 5) включает в себя электронный блок 7, показывающий 8 и записывающий 9 приборы. Магнитная система датчика представляет сердечник 2 с двумя катушками 1. Катушка датчика и две половины первичной обмотки дифференциального входного трансформатора 6 образуют балансный мост, который питается от генератора звуковой частоты 5. При перемещении датчика относительно исследуемой поверхности алмазная игла 4, ощупывая неровности поверхности, приводит в колебательное движение коромысло 3. При этом меняются воздушные зазоры между якорем и сердечником, а следовательно, и напряжение на выходе дифференциального трансформатора. Оно усиливается электронным блоком 7, на выходе которого подключены показывающий прибор 8 и записывающий прибор 9.

Электронный механотронный преобразователь представляет собой электронную лампу с подвижным электродом (обычно анодом), на выведенном из баллона конце которого укреплена ощупывающая исследуемую поверхность игла.

В ряде конструкций щуповых приборов применяются пьезоэлектрические преобразователи. Пьезопреобразователь выполняют в виде элемента, склеенного из двух пластин пьезоэлектрика (титанат бария или титанат циркония и др.), имеющего на конце алмазную иглу. Нормальные к исследуемой поверхности смещения иглы вызывают

пропорциональное этой деформации напряжение на выходе преобразователя.

Профилограф-профилометр модели 201 имеет блочную конструкцию. Прибор имеет малое измерительное усилие (не более 1 мН при градиенте усилия до 5 мкН/мкм), это позволяет измерять параметры шероховатости деталей с покрытиями без их повреждения, деталей из цветных металлов и пластмасс. Прибор оценивает параметр шероховатости Ra в пределах от 0,04 до 8 мкм на базовых длинах от 0,08 до 2,5 мм и записывает профиль с высотой неровностей от 0,05 до 20 мкм на прямолинейных трассах поверхностей (плоскостей, цилиндров, конусов). Погрешность показаний прибора не превышает ±10%, а погрешность записи

– ±4%. Он позволяет записывать профиля плоской и цилиндрической поверхностей вдоль образующей на длине до 40 мм; в отверстиях диаметром 8-20 мм – на глубине до 10 мм, а в отверстиях диаметром 20-45 мм – до 100 мм. Прибор снабжается приспособлением для записи волнистости поверхности. По профилограммам определяются все нормируемые по ГОСТ 2789-73 параметры шероховатости.

Профилограф-профилометр модели 202 более универсален. Этот прибор укомплектован специальными устройствами, позволяющими записывать профиль и измерять параметр Ra и на криволинейных поверхностях с радиусом не менее 50 мм, шариках и роликах диаметром от 1 до 25 мм, зубьях зубчатых колес, в малых отверстиях диаметром не менее 3 мм на глубине до 5 мм.

Профилограф-профилометр модели 252 с цифровой индикацией результатов предназначен для измерения параметров шероховатости Ra (от 0,02 до 100 мкм), Нmax и

Нmin (от 0,1 до 100 мкм), tp (90 - 100%), числа шагов Кр (до 1000) и для записи профиля на прямолинейных трассах

поверхностей. Наименьший диаметр проверяемого отверстия составляет 3 мм при глубине до 5 мм.

Профилометр модели 240 – переносной прибор для оценки шероховатости поверхностей по параметру Ra (2,5–

15

0,025 мкм) в цеховых условиях.

Портативный профилометр модели 253 предназначен для измерения параметра Ra в цеховых условиях. Диапазон измерения Ra от 0,04...2,5 мкм на базовой длине 0,25; 0,8; 2,5 мм. В приборе использован механотронный преобразователь.

Разработана модель портативного переносного щупового прибора с индуктивным преобразователем. Прибор используется для измерения стандартных параметров шероховатости и записи профиля поверхности. Диапазон измерения высоты микронеровностей – 0,5–400 мкм, базовые длины - 0,08...25 мм, длины трасс ощупывания – от 3 до 100 мм, скорости трассирования – 3, 10, 30, 50, 100 мм/мин.

Промышленностью выпускаются щуповые приборы специального назначения, в частности для измерения параметров шероховатости поверхностей колец подшипников (модель 261 и др.).

К наиболее распространенным зарубежным профилографам-профилометрам принадлежат приборы «Телисерф» (Англия), «Пертометр», «Пертограф» (ФРГ), «Профикордер», профилометр фирмы Бендикс (США) и

3.Методические указания по выполнению работы

1.Получить у преподавателя задание, в комплект которого входят три профилограммы снятые соответственно с поверхностей, обработанных точением, шлифованием и виброударной обработкой.

2.Изучить теоретический материала с выявлением информации относящейся к заданию.

3.Рассчитать по профилограмме параметры шероховатости Ra, Rz, Sm, tp (значение р задается преподавателем).

4.Рассчитать координаты и построить относительные опорные кривые профилей после обработки точением,

16

шлифованием и виброударной обработки (или другого метода упрочнения). Для этих кривых рассчитать параметры шероховатости и наклепа.

5. Сравнить полученные параметры и формы опорных кривых. По этим параметрам дать сравнительную вероятностную оценку эксплуатационных свойств поверхностного слоя (износостойкости, коррозионной стойкости, усталостной прочности, поверхностной контактной жесткости и др.) поверхностей обработанных различными методами.

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №2 «ВЛИЯНИЕ ЛЕЗВИЙНОЙ, АБРАЗИВНОЙ И УПРОЧНЯЮЩЕЙ ОБРАБОТКИ НА ФОРМИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ

ИНАКЛЕП»

1.ХАРАКТЕРИСТИКА ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ В ПОВЕРХНОСТНОМ СЛОЕ

Целью работы является анализ влияния лезвийной, абразивной и упрочняющей обработки на формирование технологических растягивающих и сжимающих остаточных напряжений. Поверхностный слой детали в процессе механической обработки упруго и пластически деформируется. Физическое состояние поверхностного слоя после механической обработки характеризуется деформационными изменениями, вследствие чего формируются технологические остаточные напряжения. При упрочнении повышаются предел прочности, твердость, снижается пластичность. Наклеп способствует повышению износостойкости, усталостной прочности, контактной усталости. Существует оптимальное значение микротвёрдости

17

обработки в поверхностном пластически деформированном слое могут различаться три зоны (рис. 1). Зона выраженной деформации – дефектный слой с измельченным зерном, значительными искажениями кристаллической решетки, деформированной структурой, наличием механических повреждений с повышенной твёрдость. Зона деформации с характерной текстурой вытянутых в направлении движения инструмента зернами; наволакиванием одних зерен на другие. Твердость материала в этой зоне снижается по сравнению с прилегающей к поверхности. Зона перехода от наклепа к исходному материалу. Поверхностный слой по своим физикохимическим свойствам отличается от свойств основного материала детали. Он формируется при изготовлении и эксплуатации, по глубине может составлять от нескольких микрон до нескольких миллиметров. Поверхностный слой характеризуется геометрическими характеристиками и физико-химическими свойствами. Схема структуры поверхностного слоя представлена на рис. 1.

Рис. 1. Схематическое представление структуры поверхностного слоя детали: 1 – слой адсорбированных из

окружающей среды молекул и атомов органических и неорганических веществ (толщиной 0,001–1 мкм); 2 – продукты химического взаимодействия металла с

18