Введение
Глава 1. Проблема технологического обеспечения усталостной прочности дисков ГТД 15
1.1. Анализ дефектов, возникающих при точении дисков ГТД из жаропрочных сплавов, и резервы повышения их усталостной прочности 15
1.1.1. Дефекты дисков турбины и причины их образования 15
1.1.2. Анализ причин образования трещин во фланце диска турбины 18
1.1.3. Анализ типового технологического процесса изготовления диска ТВД 22
1.2. Влияние параметров качества обработки поверхностей на эксплуатационные характеристики деталей ГТД из жаропрочных сплавов 24
1.3. Анализ особенностей конструкции канавочных резцов 28
1.3.1. Анализ конструкций напайных канавочных резцов, применяемых на ОАО «ПМЗ» 28
1.3.2. Преимущества высокопроизводительных конструкций сборных канавочных резцов 31
1.4. Технологические пути повышения усталостной прочности фланца диска ГТД 35
1.5. Выводы, постановка цели и задач исследования 41
Глава 2. Теоретическое исследование контактных явлений при чистовом точении поверхностей канавки 43
2.1. Определение геометрических параметров сечения среза при чистовом точении поверхностей канавки 44
2.1.1. Определение геометрических параметров сечения среза при точении переходного радиуса канавки 46
2.1.2. Определение геометрических параметров сечения среза при точении дна и торцев канавки 63
2.1.3. Сравнительная оценка параметров сечения среза при обработке поверхностей канавки 71
2.2. Постановка задачи и расчёт составляющих силы резания при точении 75
2.3. Постановка задачи и расчёт температуры резания при точении 85
2.3.1. Расчёт среднеконтактной температуры резания 85
2.3.2. Расчёт оптимальной температуры резания 93
2.4. Выводы 96
Глава 3. Прогнозирование и расчет шероховатости при чистовом точении поверхностей канавки фланца диска ГТД 97
3.1. Расчёт шероховатости при точении поверхностей канавки 97
3.1.1. Расчёт составляющей профиля шероховатости, обусловленной геометрией режущей части резца и кинематикой его рабочего движения 100
3.1.2. Расчёт вспомогательного угла в плане при точении дна канавки 108
3.1.3. Расчёт составляющей профиля шероховатости, обусловленной колебательными перемещениями резца относительно обрабатываемой поверхности 112
3.1.4. Расчёт составляющей профиля шероховатости, обусловленной пластическими деформациями материала в зоне контакта с инструментом 122
3.1.5. Расчёт составляющей профиля шероховатости, обусловленной шероховатостью рабочих поверхностей инструмента 124
3.1.6. Расчёт высотного параметра шероховатости Ra при точении поверхностей канавки 124
3.2. Определение рациональной подачи при точении поверхностей канавки 125
3.3. Выводы 127
Глава 4. Технологические возможности процесса чистового точения канавочными резцами 128
4.1. Методика проведения экспериментальных исследований 128
4.1.1. Оборудование и инструмент 128
4.1.2. Исследуемые материалы и образцы 134
4.1.3. Измерительная аппаратура 135
4.1.4. Исследуемые факторы и условия проведения экспериментов 136
4.1.5. Частные методики проведения экспериментов 137
4.1.5.1. Методика измерения составляющих силы резания 137
4.1.5.2. Методика измерения среднеконтактной температуры резания 141
4.1.5.3. Методика определения оптимальной температуры резания 144
4.1.5.4. Методика исследования износостойкости твердосплавных пластин 145
4.1.5.5. Методика исследования качества поверхностного слоя образцов 146
4.2. Математическая обработка результатов исследований 147
4.3. Экспериментальное исследование силовых и температурных характеристик процесса точения 155
4.3.1. Силовые характеристики процесса 155
4.3.2. Температурные характеристики процесса 159
4.4. Экспериментальное определение оптимальной температуры и оптимальной скорости резания 162
4.5. Зависимость стойкости режущего инструмента от технологических условий обработки 166
4.6. Зависимость параметров качества поверхностного слоя от технологических условий обработки 169
4.7. Выводы 180
Глава 5. Практическое применение результатов исследования 182
5.1. Построение математической модели технологического управления качеством поверхностного слоя при чистовом точении поверхностей канавки в дисках ГТД 182
5.2. Алгоритм программы для определения оптимальных режимов резания при чистовом точении поверхностей канавки 186
5.3. Технологические условия чистового точения поверхностей канавки, определённые с помощью оптимизационной модели 190
5.4. Выводы 192
Заключение 194
Список использованных источников 196
Приложение 207
