ISSN 1995-2732 (Print), 2412-9003 (Online)
УДК 621.787.4
DOI: 10.18503/1995-2732-2024-22-2-101-110
Аннотация
Актуальность работы. Разработка новых способов упрочнения, к которым относится, в частности, реверсивное выглаживание, требует научно обоснованного определения режимов обработки, обеспечивающих получение определенных характеристик качества поверхностного слоя. Результаты экспериментальных исследований показали, что закономерность изменения показателей качества поверхностного слоя деталей машин в зависимости от технологических параметров и режимов реверсивного выглаживания обладает неоднозначным характером. В этой связи особый интерес представляет задача по определению рациональных режимов поверхностного пластического деформирования при реверсивном выглаживании. Цель работы. Определение рациональных режимов поверхностного пластического деформирования при реверсивном выглаживании, которые бы позволили получить режимы обработки, обеспечивающие получение минимально возможных значений микрогеометрических характеристик поверхности и максимально возможных значений механических свойств упрочненного слоя. Используемые методы. В работе использованы экспериментальные методы определения показателей качества упрочненного слоя цилиндрических деталей и множественный регрессионный анализ для обработки полученных результатов. Новизна. Для определения рациональных режимов обработки получены эмпирические зависимости отдельных показателей качества от технологических параметров процесса реверсивного выглаживания. Результаты множественного регрессионного анализа обработаны в компьютерной программе Microsoft Visual Studio 2012. Результат. Установлено, что рациональные режимы реверсивного выглаживания обеспечивают наименьшие микрогеометрические параметры поверхности, высокие механические свойства и большие сжимающие остаточные напряжения в поверхностном слое цилиндрических деталей машин. Практическая значимость. Для получения наименьших микрогеометрических показателей поверхности упрочненных деталей (шероховатость, волнистость и отклонение от круглости) установлены следующие режимы упрочнения: Sпр = 0,07-0,10 мм/об; nр = 60-100 об/мин; t = 0,08-0,10 мм; nр = 115-120 дв. ход/мин; αн = 90° и αр = ±10-±20°. Для повышения сжимающих остаточных напряжений и механических свойств поверхностного слоя деталей рекомендуются следующие режимы упрочнения: Sпр = 0,07-0,10 мм/об; nр =280-300 об/мин; t = 0,28-0,30 мм; nр = 290-300 дв. ход/мин; αн = 90° и αр = ±55-±60°.
Ключевые слова
реверсивное выглаживание, микротвердость, шероховатость, сжимающие остаточные напряжения, рациональные режимы обработки
Для цитирования
Нгуен Хыу Хай, Зайдес С.А. Определение рациональных режимов реверсивного выглаживания цилиндрических деталей машин // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2024. Т. 22. №2. С. 101-110. https://doi.org/10.18503/1995-2732-2024-22-2-101-110
1. Смелянский В.М. Механика упрочнения деталей поверхностным пластическим деформированием. М.: Машиностроение, 2002. 300 с.
2. Одинцов Л.Г. Упрочнение и отделка деталей поверхностным пластическим деформированием. М.: Машиностроение, 1987. 328 с.
3. Суслов А.Г. Качество поверхностного слоя деталей машин. М.: Машиностроение, 2000. 320 с.
4. Особенности строения поверхностного слоя деталей машин / Мусохранов М.В., Калмыков В.В., Малышев Е.Н., Попков В.М. // Современные тенденции развития науки и технологий. 2016. №7-2. С. 51-54.
5. Иноземцев В.Е. Оценка воздействия управляемых входных критериев на качественные характеристики формируемой поверхности деталей // Наукоемкие технологии в машиностроении. 2019. №9 (99). С. 12-17.
6. Анализ взаимосвязи параметров поверхностного слоя и эксплуатационных характеристик внутренних поверхностей деталей в процессе их работы / Кожевникова А.А., Блинов В.С., Субочева Е.Ю., Никитин М.В. // Известия Волгоградского государственного технического университета. 2020. №1 (236). С. 21-24.
7. Черепанов А.П., Ляпустин П.К. Закономерности снижения ресурса уникальных машин // Современные Технологии. Системный Анализ. Моделирование. 2019. №3 (63). С. 37-45.
8. Федоров В.П., Нагоркин М.Н., Пыриков И.Л. Отделочно-упрочняющая обработка поверхностным пластическим деформированием деталей машин с закономерным изменением качества поверхностных слоев // Вестник Брянского государственного технического университета. 2011. №1 (29). С. 22-31.
9. Торопынин С.И., Медведев М.С. Нанесение защитных покрытий по коррозированным поверхностям деталей машин // Вестник Красноярского государственного аграрного университета. 2004. №4. С. 138-141.
10. Федонин О.Н. Технологическое воздействие на коррозионную стойкость поверхностных слоев деталей // Наукоемкие технологии в машиностроении. 2012. №9 (15). С. 15-17.
11. Махалов М. С., Блюменштейн В. Ю. Механика процесса поверхностного пластического деформирования. Модель упрочняемого упругопластического тела // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). 2018. № 4. С. 6-20.
12. A review on plastic deformation induced surface/interface roughening of sheet metallic materials / Ning Nie, Lihong Su, Guanyu Deng, Huijun Li, Hailiang Yu, Anh Kiet Tieu // Journal of Materials Research and Technology. 2021, vol. 15, pp. 6574-6607.
13. Enhancing Surface Integrity of Additively Manufactured Inconel 718 by Roller Burnishing Process / Nihal Yaman, Nedim Sunay, Mert Kaya, Yusuf Kaynak // Science Direct. 2022, vol. 108, pp. 681-686.
14. Кропоткина Е.Ю. Управление качеством нежестких деталей методами поверхностного пластического деформирования // Вестник МГТУ «Станкин». 2011. №2 (14). С. 25-28.
15. Effect of microstructure on the mechanical properties of ultrafine-grained Cu-Al-Ni alloys processed by deformation and annealing / Shuaixin Zhang, Li Wu, Tao Gu, Yucong Shi, Xiaolin Tian, Huanqing Li, Hua Hou, Yuhong Zhao // Journal of Alloys and Compounds. 2022, vol. 923, 166413.
16. Studies on the surface characteristics of Ti60 alloy induced by turning combined with ball burnishing / Kunpeng Han, Liang Tan, Changfeng Yao, Dinghua Zhang, Zheng Zhou // Journal of Manufacturing Processes. 2022, vol. 76, pp. 349-364.
17. Митрофанова К.С. Влияние поверхностного пластического деформирования мультирадиусным роликом на структурно-фазовое состояние и микротвердость образцов из стали 45 // Вестник Кузбасского государственного технического университета. 2022. №3 (151). С. 4-12.
18. Modeling of strengthening mechanisms of surface layers in burnishing process / Reza Teimouri, Marcin Grabowski, Rafał Bogucki, Łukasz S´lusarczyk, Sebastian Skoczypiec // Materials & Design. 2022, vol. 223, 111114.
19. Пат. 2758713 РФ. Способ поверхностного пластического деформирования наружных поверхностей тел вращения / Зайдес С.А., Нгуен Хыу Хай, заявл. 14.01.2021; опубл. 01.11.2021. Бюл. № 31.
20. Буй Т.Д., Нгуен Х.Х., Нгуен В.Х. Влияние геометрии тороидального ролика на напряженно-деформированное состояние цилиндрических деталей при реверсивном поверхностном пластическом деформировании // Перспективы развития технологий обработки и оборудования в машиностроении: сб. науч. ст. Всерос. науч.-техн. конф. Воронеж: Изд-во ВГТУ, 2023. С. 98-102.
21. Зайдес С.А., Нгуен Хыу Хай. Влияние параметров реверсивного поверхностного пластического деформирования на шероховатость упроченных деталей // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2023. Т. 19. № 1. С. 120-130.
22. Зайдес С.А., Нгуен Хыу Хай. Влияние реверсивного поверхностного пластического деформирования на параметры волнистости цилиндрических деталей // Наукоемкие технологии в машиностроении. 2023. №4 (142). С. 37-48.
23. Хоанг Н.А., Нгуен Х.Х., Нгуен В.Х. Влияние параметров реверсивного поверхностного пластического деформирования на механические свойства упрочненного слоя цилиндрических деталей // Технологии и техника: пути инновационного развития: сб. науч. ст. Междунар. науч.-техн. конф. Воронеж: Изд-во ВГТУ, 2023. С. 535-540.
24. Зайдес С.А., Нгуен Хыу Хай. Определение остаточных напряжений с использованием шумов Баркгаузена при реверсивном поверхностном пластическом деформировании // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2023. Т. 21. №3. С. 51-61.