|
|
Виды и основные характеристики концентрированных потоков энергии, их применение в технологии обработки материалов.Стр 1 из 6Следующая ⇒ Основные понятия аналитической теории теплопроводности, основной закон теплопроводности, понятия температурного поля, градиента и напряжённости температурного поля, виды температурных полей и способы их описания. Модели обрабатываемых тел. Для практических целей большое значение имеет теоретическая оценка положения границ фазовых переходов в зависимости от характера и интенсивности воздействия на обрабатываемый материал концентрированных потоков энергии (КПЭ), так как цели обработки достигаются именно путём осуществление этих фазовых переходов. Для получения таких оценок необходимо знание распределения температуры внутри обрабатываемого тела. Подробный и детальный анализ процессов распространения тепла даёт аналитическая теория теплопроводности. Передачу тепла от одной части тела к другой или от одного тела к другому, находящемуся в соприкосновении с первым, обычно называют теплопроводностью. Процесс теплопередачи, происходит в пространстве и времени. Поэтому аналитическое исследование теплопроводности сводится к изучению пространственно временного изменения основной физической величины, характерной для данного явления — температуры, как функции пространственных координат и времени: Совокупность мгновенных значений температуры во всех точках изучаемого пространства называется температурным полем. Так как температура есть величина скалярная, то и температурное поле является скалярным полем. Различают стационарное температурное поле и нестационарное температурное поле. Нестационарным температурным полем называется такое поле, температура которого изменяется не только в пространстве, но и во времени. Уравнение (1) есть математическая запись нестационарного температурного поля. Стационарным температурным полем называется такое поле, температура которого в любой его точке не изменяется во времени, т. е является функцией только координат. Температурное поле, соответствующее уравнению (1) является пространственным – трехмерным. Если температура есть функция двух координат, то поле называется двухмерным. Если же температура есть функция одной координаты, то поле называется одномерным. Поверхность, в каждой точке которой, температура одинакова, называется изотермической. Пересечение изотермических поверхностей плоскостью, дает семейство изотерм, - линий одинаковой температуры. Изотермические поверхности и изотермические линии не пересекаются между собой и при непрерывном поле не обрываются внутри него. Наибольший перепад температуры на единицу длины происходит в направлении нормали к изотермической поверхности. Возрастание температуры в направлении нормали к изотермической поверхности характеризуется градиентом температуры. Градиент температуры есть вектор, направленный по нормали к изотермической поверхности в сторону возрастания температуры: Где Составляющие градиента по осям декартовых координат равны соответствующим частным производным: Это соотношение обусловлено тем обстоятельством, что любой вектор можно представить как векторную сумму трех векторов, направленных по координатным осям. Понятие напряженности температурного поля по определению: Количество тепла, проходящее в единицу времени и отнесенное к единице площади изотермической поверхности, называется плотностью теплового потока; соответствующий вектор определяется соотношением Основной закон теплопроводности может быть сформулирован так: плотность теплового потока прямо пропорциональна напряженности температурного поля, или плотность теплового потока прямо пропорциональна градиенту температуры. В случае КПЭ размеры областей, в которых происходят фазовые переходы, много меньше размеров деталей, при этом можно считать тела бесконечными. Различают следующие варианты идеализированных тел: - бесконечное тело – тело, все размеры которого устремлены в бесконечность, - бесконечная пластина – тело - бесконечное в двух направлениях (например - бесконечный стержень – тело - бесконечное в одном направлении (например Так как источник КПЭ обычно действует на поверхность детали, идеализированное тело должно иметь хотя бы одну открытую поверхность. Для этого рассматривают полубесконечное тело – тело, ограниченное одной адиабатической поверхностью и бесконечное во всех остальных направлениях. Оказывается, что температурное поле в таком теле совпадает с температурным полем бесконечного тела под действием источника удвоенной интенсивности.
Сущность процессов лазеpного легиpования и наплавки, их особенности и назначение. Коэффициент перемешивания и его значения при легировании и наплавке.Две схемы порошковой лазерной наплавки. Коэффициент использования порошка. Проблемы, возникающие при лазерной наплавке и пути их решения. Поверхстное упрочнение детали при котором улучшаются ее характеристики. Достигается не только за счет изменения структыры и фазового превращения но и за счет создания на ее поверхности нового сплава отличного от основы хим составом. Может быть как импульсно так и непрерыв. Напляв слой может совершенно отличатся от основы. Основная проблема это микротрещины и поры. Тщательное просушивание порошка. Подбор дисперсионного порошка. Очистка поверхности. Подбирать режимы при которых коэффициенты расширения материала деали и покрытия близки
Показатели точности и качества деталей, полученных плазменной резкой (От чего зависит общий допуск на точность плазменной резки? Неплоскостность и неперпендикулярность боковой поверхности реза и влияние на них различных факторов. Понятия «качество поверхности реза» и «зона термического влияния). Показатели-соответствие размеров,шераховатость, неперпендикулярность, величина ЗТВ.Чем больше скорость тем выше пятно. Особенности технологии плазменной резки (Этапы процесса плазменной резки. Особенности и структура начального этапа плазменной резки. Требования к выбору начальной точки при резке отверстий. Определение нормы машинного времени. Начало реза(возбуждение, врезание, переход), устойчивая резка, конец реза. Наклёп Наклеп – это упрочнение материала в результате деформации. Пластические деформации, возникающие в результате воздействия инструмента вызывают упрочнение обработанной поверхности – наклеп. Наклеп характеризуется глубиной залегания, степенью и градиентом.
Для определения толщины наклепного слоя hн необходимо найти то значение х0, которое соответствует ненаклепанному материалу с постоянной микротвердостью Н. Тогда hн=xo sina. Степень наклепа Uн определяется по наибольшей микротвердости исследуемой поверхности. Таким образом, степень наклепа Градиент наклепа определяется соотношением Микротвердость измеряется вдавливанием алмазной четырехгранной пирамиды с квадратным основаниемПо данным измерений строят график, после обработки которого получают значения x; hH; UH; Uгр.
Погрешности Систематическая погрешность измерения - составляющая погрешности измерения, остающаяся постоянной или закономерно изменяющаяся при повторных измерениях одной и той же физической величины. Систематические погрешности являются в общем случае функцией измеряемой величины, влияющих величин (температуры, влажности, напряжения питания и пр.) и времени. В функции измеряемой величины систематические погрешности входят при поверке и аттестации образцовых приборов. Случайными называют составляющие погрешности измерений, изменяющиеся случайным образом при повторных измерениях одной и той же величины. Случайные погрешности определяются совместным действием ряда причин: внутренними шумами элементов электронных схем, наводками на входные цепи средств измерений, пульсацией постоянного питающего напряжения, дискретностью счета Сумма. лучше всего сначала сравнить ∆xсист и ∆xсл. Ес- ли одна из них хотя бы в 2 раза меньше другой, то меньшую погрешность можно просто не учитывать.
Хонинование
Особенностями процесса хонингования являются: большая поверхность контакта режущего инструмента с обрабатываемой поверхностью; малая величина давления брусков и низкие скорости резания; значительное количество одновременно работающих зерен; низкая температура в зоне резания. В результате совмещения при хонинговании вращательного и возвратно-поступательного движений режущие зерна хонинговальных брусков описывают траектории, показанные на рис. 2.2. Кроме двух основных движений бруски или заготовки могут совершать дополнительные высокочастотные колебания. При наложении дополнительных колебаний кинематика движений несколько изменяется. Так, при микрохонинговании на основное возвратно-поступательное движение головки накладывается колебательное движение с малым размахом и большой частотой колебаний. В результате режущие зерна бруска осуществляют сложную траекторию движения, вид которой зависит от соотношения скоростей вращения и окр, возвратно-поступательного (вдоль оси заготовки) vBn и колебательного движений. При этом повышается производительность обработки Бруски (0,5—0,8). Погрешности Постоянными погрешностями называются такие, которые при обработке партии заготовок не изменяются от заготовки к заготовке. К ним можно отнести погрешности, возникающие за счет использования неточных станков, неточного мерного (калиброванного) инструмента (сверла, развертки, метчики), неточность настройки станков на заданный размер. Переменные – погрешности меняются от заготовки к заготовке при обработке партии. К ним следует отнести погрешности из-за износа режущего инструмента и тепловые деформации системы деталь - инструмент - приспособление - станок (ДИПС или устаревшее, читай наоборот - СПИД). Случайные погрешности не подчиняются видимой закономерности. Для каждой заготовки из партии они имеют свое значение. Можно предполагать и даже знать причину появления случайной погрешности. Однако, корни этой причины, как правило, находятся в малоисследованной области, что не позволяет придать этой погрешности детерминированный характер. Например, причиной погрешности могут быть колебания механических свойств, связанные с металлургическими факторами и. т. д. При механической обработке в силу разнообразных причин возникают все виды погрешностей. Поэтому погрешность механической обработки состоит из трех составляющих: постоянной, переменной и случайной.
Данным способом обрабатываются на валах одновременно две сопряжённые поверхности относительно небольшой длины (цилиндр и торец, конус и торец). Ось шпинделя шлифовального круга располагается под углом к оси шлифуемой заготовки, и врезная поперечная подача круга осуществляется перпендикулярно его оси вращения. Активным называют контроль, управляющий процессом обработки в функции размеров обрабатываемой детали. При активном контроле размеров можно подать сигнал на переход от черновой к чистовой обработке, на отвод инструмента по окончании обработки, на смену инструмента и т. п. Обычно управление производится автоматически. При активном контроле возрастает точность обработки и повышается производительность труда. Активный контроль часто применяют для управления процессами шлифования (рис. 1), где требуется высокая точность обработки, а размерная стойкость абразивного инструмента невелика. Виды и основные характеристики концентрированных потоков энергии, их применение в технологии обработки материалов. Поток – это движение некоей субстанции в определённом направлении. Движение субстанции потока характеризуется скоростью и переносимой энергией. В технологии для обработки применяют потоки частиц и волновые потоки: - для размерной обработки; - сварки; - для модификации обрабатываемой поверхности Потоки излучения обычно создаются лазером в диапазоне длин волн от 200нм (ультрафиолетовое) до 10мкм (инфракрасное излучение). Полный поток характеризуется мощностью: – энергией частиц пересекших эту поверхность в единицу времени: Если поток мощностью Поверхностная плотность мощности является локальной характеристикой потока энергии, её величина зависит от координат поверхности и характеризуется некоторым распределением. Обычно ППМ распределена по нормальному закону: Где: Для того, что бы поток энергии произвёл заметное воздействие на деталь, его необходимо сконцентрировать на поверхность малой площади – создать концентрированный поток КПЭ. Поток может быть сконцентрирован в пространстве – сфокусирован на малой площади и во времени – энергия передаётся за малое время (импульсно), что увеличивает мощность – Для ощутимого воздействия на материал степень концентрации потока должна быть достаточно высока Кроме того, источник КПЭ характеризуют диаметром пятна фокусировки – эффективным диаметром. В пятно фокусировки с эффективным диаметром Потоки заряженных частиц и излучения могут быть сфокусированы на очень малой площади, поэтому под технологиями КПЭ обычно понимают: ЭЛО – обработка материалов сфокусированным потоком электронов. Обработка осуществляется в вакууме. Используется для плавления и испарения тугоплавких материалов, сварки, поверхностной обработки, размерной обработки. ЭЛО позволяет получить покрытия и материалы высокой чистоты, наиболее качественные сварные соединения. Достоинство ЭЛО – высокая управляемость луча. Недостаток – высокая стоимость установки. ЛО – обработка материалов световым лучом, создаваемым лазерами различных типов. Обычно используются твёрдотельные или газовые лазеры, работающие в диапазоне длин волн от 200нм (ультрафиолетовое) до 10мкм (инфракрасное излучение). Для реализации ЛО требуется высококачественная фокусирующая система и система перемещения луча. ЛО используется для резки, сварки, металлов и неметаллов, для поверхностного упрочнения и изготовления отверстий. Обработка обычно ведётся в среде защитного газа. Производительность резки металлов достигает 200(мм2/с). Электроэрозионная (ЭЭО) обработка токопроводящих материалов осуществляется последовательностью искровых разрядов в диэлектрической среде (вода, углеводороды). При разрядах, ППМ достигает (106-108) Ионные потоки используются для имплантации ионов в материал, распыления атомов поверхностного слоя, перемешивания атомов поверхностного слоя, стимулирования диффузии и осаждения атомов или молекул на поверхность. Резание плазменной струёй осуществляется на воздухе или в воде. Применяется для заготовительных операций. Плазменный поток создаётся в специальных плазмотронах с помощью мощного дугового разряда в потоке плазмообразующего газа. В результате достигается высокая температура газ в потоке (15000-200000С) и высокая скорость потока. Фокусировка осуществляется с помощью специального сопла. 2.   Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...  Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)...  Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...  Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор... Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|
(1)
(2)
— единичный вектор, направленный по нормали к изотермической поверхности в сторону возрастания температуры; 
- производная температуры по направлению нормали к изотермической поверхности.
), ограниченное двумя термоизолированными (адиабатическими) плоскостями, расстояние между которыми равно 
,
), ограниченное замкнутой адиабатической поверхностью в двух других.
Глубину проникновения наклепа можно определить путем измерения микротвердости на косых срезах образцов. Косые срезы выполняют в специальном приспособлении, обеспечивающем получение aв пределах (1…3)0на плоско-шлифовальном станке при обильном охлаждении и минимальных подачах, На образце с помощью притирки пастой ГОИ изготовляют срез под небольшим углом 
=0 
30'-2 
Хонингование представляет собой процесс окончательной обработки в основном внутренних поверхностей деталей абразивными или алмазными брусками, которые закреплены на хонинговальной головке, установленной на станке. Головка осуществляет вращательное и возвратно-поступательное движения. Бруски с заданным усилием (давлением) прижимаются в радиальном направлении к обрабатываемой поверхности.
Торцевое шлифование с врезной подачей
равномерно распределён по поверхности 
то: 
.
- поверхностная плотность мощности 
. Степень концентрации определяется величинами 
. Эти величины связаны между собой соотношением: 
.
попадает 80% мощности источника
. Удаление материала с поверхности осуществляется малыми порциями в режимах плавления и испарения. ЭЭО является одним из самых точных методов обработки токопроводящих материалов. Возможно ЭЭ резание электродом-проволокй, либо ЭЭ копирование формы электрода-инструмента. ЭЭО используется для размерной обработки всех видов и для упрочнения поверхностей деталей.