Моделирование ультразвукового пластического деформирования стали 20ХН по схеме УЗО

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра ТМС

Лабораторная работа №3

Моделирование ультразвукового пластического деформирования по схеме УЗО

Факультет: МТ

Группа: ТМ-601

Студенты: Товт Ю.А.; Гофман Г.Е.

Преподаватель: Никитин Ю.В.

                                                                      Новосибирск   2010

1.  Схема УЗО плоскостей.

Рис.1. Схема УЗО плоскостей.

2.  Исходные данные.

a.  Q₀ = - 60; Q₀ = - 30; Q₀ = - 0; Q₀ = 30; Q₀ = 60 – начальный угол, соответствующий моменту касания инструментом детали.

b.  f = 30кГц – частота колебаний ультразвукового инструмента

c.  А = 0.0000112м – амплитуда колебаний ультразвукового инструмента

d.  HD = 3.39e+09 H/м² – динамическая твердость стали

e.  D = 0.0065м – диаметр деформирующего инструмента

f.  µ = 0.23 – коэффициент Пуасона обрабатываемого материала

g.  E = 2.135e+11 Н/м² – модуль упругости обрабатываемого материала

3.  Графики.

4.  Оценка характеристик качества обработки.

Предельные значения параметра шероховатости поверхности (Rz) при F_{ст min} и F_{ст max}; и предельные значения величины упрочненного слоя (h_s).

Fctmax=232.3Н

Rz=3.2-2.76=0.44 мкм

hs=1.250.56 = 0,7м

Fctmin=4.473Н

Rz=10.35-0.48=9.87 мкм

hs=1.250.15=0.19м

Вывод:

В ходе лабораторной работы смоделировали УЗО стали 20ХН ультразвуковым инструментом D=0.0065м. при Q=-60, -30, 0, 30, 60; частоте УЗО f=30кГц и амплитуде А=0.0000112м. Установили ,что при возрастании статического усилия от 4.473 до 232.3Н, происходит возрастание динамического усилия от 63,32 до 854,7Н; dотп.  от 0.15 до 0.56мм, максимальной глубины внедрения деформатора hmax от 1 до 20 мкм.

При максимальной статической силе, максимальная динамическая нагрузка достигается примерно при t=14мкс. Минимальная шероховатость Rz=0.44 мкм, величина упр.слоя hs=0,7м

При минимальной статческой силе достигается максимальная шероховатость Rz=9.87 мкм; величина упр.слоя hs=0.19м.