Дослідження розсіювання та поля допуску розмірів деталі при відновленні її поверхні напилюванням

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Дослідження розсіювання та поля допуску розмірів деталі при відновленні її поверхні напилюванням

Відновлення спрацьованих деталей є важливим не тільки для задоволення потреб сільськогосподарського машинобудування, але й відіграє значну роль у підвищенні якості ремонту, зниженні витрат матеріальних і трудових ресурсів. Існує велика кількість способів відновлення зношених поверхонь деталей. [1]. До найбільш прогресивних відноситься газотермічне напилювання.

Під газотермічним напилюванням розуміють процесс нанесення покриття розпиленням нагрітого до рідкого або в'язкотекучого стану диспергованого (порошкоподібного) матеріалу газовим струменем. Часточки розпилюємого матеріалу досягають поверхні у пластичному стані маючі високу швидкість польоту. При контакті з підготовленою поверхнею деталі, вони деформуються та занурюються у нерівності, утворючи покриття. Зчеплення покриття з поверхнею деталі носить в основному механічний характер і лише в окремих локальних точках можуть спостерігатися ділянки зварювання.

Газотермічні способи дозволяють надавати деталям, що відновлюються, не лише потрібну форму та розміри, але і змінювати у широких межах поверхневі властивості металопокрить.

Відновлення деталей газотермічними покриттями має ряд переваг[1]:

- незначне нагрівання (до 200^оС);

- висока продуктивність процесів;

- можливість регулювання в широкому діапазоні (0,1 - 10 мм) товщини покриття, що наноситься;

- простота технологічного процесу та обладнання

При проектуванні технологічного процесу механічної обробки деталі після напилювання виникає питання щодо кількості ступенів механічної обробки, яке може бути визначене за коефіцієнтом уточнення, що дорівнює співвідношенню поля допуску розміру деталі при нанесенні покриття напилюванням до поля допуску розміру оброблюваної деталі.

Тому актуальним є питання визначення точності одержуваних розмірів поверхні, для якої виконується напилювання, так як в літературних джерелах практично відсутня дана інформація.

Мета роботи: Дослідження розсіювання та поля допуску розмірів при нанесенні покриття плазмовим і газополуменевим напилюванням.

Задачі:

- виготовлення дослідних зразків;

- розробка та реалізація схеми вимірювання;

- вимірювання дослідних зразків;

- опрацьовування результатів вимірювання.

Для виконання досліджень були підготовлені експериментальні зразки у вигляді плоских поверхонь (торцевих поверхонь) циліндричних деталей, на які наносилося покриття плазмовим напиленням, зразки прямокутної форми та кільцевої форми з газополуменевим напилюванням (рисунок 1 а, б, в).

Рисунок 1. Дослідні зразки

деталь машинобудування напилювання

Під час статистичних досліджень результатів процесу відновлення поверхонь деталей для забезпечення репрезентативності вибірки виконувалися умови [2, 3]:

- всі деталі відновлювалися безпрервно на одному і тому ж обладнанні, однією напилюємою головкою з однаковими режимами;

- обладнання працювало з приблизно однаковими зупинками для установлення та знімання деталей, без тривалих перерв;

- всі деталі виготовлено з одного й того ж матеріалу;

- під час напилення непилювальне оснащення не знімається, не переналагоджується.

По кожному із варіантів напилювання готувалося три вибірки по 50 зразків в кожній.

Вимірювання виконувались за допомогою індикатора годинникового типу з ціною поділки 0,01 мм, який встановлювався на магнітній стійці (рис. 2) та фіксував зміну розміру відносно початкового положення, в якому стрілка індикатора була виставлена на нуль. Початковий розмір був виміряний за допомогою штангенциркуля з ціною поділки 0,01 мм.

Рисунок 2. Схема вимірювання

Для дослідження розсіювання розмірів відносно нульової точки вимірювалося максимальне значення відхилення. Одержані результати заносилися в послідовності виготовлення напилених зразків. Приклад результатів вимірювання для однієї вибірки приведено в таблиці 1.

Таблиця 1. Результати вимірювання розсіювання розмірів дослідних зразків при плазмовому напилюванні

Найбільше значення розміру вибірки 20,41 мм, найменше 20,2 мм.

Згідно одержаних даних, як приклад, побудована емпірична диференціальна крива розподілу - гістограма розподілу (рисунок 3) за даними, що приведені в таблиці 2 [3,4].

Визначені середній розмір вибірки = 20,307 мм, середнє квадратичне відхилення G = 0,0392, побудована крива нормального розподілу (крива Гаусса) [3]. Порівняння кривих дозволяє зробити висновок про те, що розсіювання розмірів деталей при відновленні їх напилюванням є близьким до кривої нормального розподілу (рисунок 3).

Таблиця 2. Аналіз сукупності дійсних розмірів відновлюваних деталей

В інтервалі ± 3G із серединою в точці (середина кривої нормального розподілу) знаходиться 99,7% усієї площі під кривою розподілу, тобто теоретичне поле розсіювання складає приблизно 6G.

Як що коефіцієнт точності виконання операцій (де Т - поле допуску розміру) відновлення дорівнює 1, то можна вважати, що поле розсіювання розмірів віднолюваних деталей дорівнює полю допуску.

Рисунок 3. Крива розподілу розмірів відновлюваної поверхні

Аналогічно були проведені дослідження для інших зразків та варіантів напилювання.

Висновки:

1. Форма розсіювання розмірів при нанесенні покриття напилюванням відповідає кривій нормального розподілу (закону Гаусса).

2. Встановлено, що поле розсіювання розмірів залежить від варіанту положення головки та форми плями напилення, способу напилення.

3. Максимальні значення розсіювання розмірів при плазмовому напилюванні в загальному знаходяться в межах 290-300 мкм. При газополуменевому напилюванні, форма напиленої поверхні прямокутник - 700-930 мкм, форма напилення кільцева - 970-1100 мкм.

4. Експериментально проведені дослідження розсіювання розмірів при різних способах напилювання можуть бути прийняті як поля допусків розмірів відновлювальних поверхонь деталей.

5. Одержані дані граничних значень полів допусків можуть бути рекомендовані для визначення кількості ступенів механічної обробки поверхонь після відновлення.

Література

деталь машинобудування напилювання

1. Корж В.М. Нанесення покриття: Навчальний посібник / В.М. Корж, В.Д. Кузнецов, Ю.С. Борисов, К.А. Ющенко // Під редакцією академіка НАН України К.А. Ющенка, - К.: Аристей, 2005, 204 с.

2. Дерібо О.В. Теоретичні основи технології виробництва деталей та складання машин. Частина 1. Практикум. / О.В. Дерібо, Ж.П. Дусанюк, С.В. Репінський // Вінниця. ВНТУ, 2010 - 113 с.

3. Солонин И.С. Математическая статистика в технологии машиностроения. - Москва: «Машиностроение», 1972. - 216 с.

4. Якимов А.В. Технология машиностроения. / А.В. Якимов, В.Н. Царюк, А.А. Якимов, Г.А. Оборский, В.П. Ларин, А.В. Самойленко // Под общ. Ред. Д.т.н., проф. А.В. Якимова. - Одесса. Астропринт, 2001 - 602 с.

Размещено на Allbest.ru