Аннотация
Поверхностное пластическое деформирование (ППД) является эффективным методом отделочно-упрочняющей обработки изделий машиностроения. При упрочнении маложестких цилиндрических деталей типа валов и осей традиционные способы обработки ППД исчерпали свои возможности. Для получения высококачественных заготовок из калиброванной стали разработан способ охватывающего ППД, использующий в качестве рабочего инструмента кольцевой индентор–матрицу. Упрочнение прутков охватывающим ППД обеспечивает стабильность напряженного состояния по длине заготовки при высокой скорости деформирования. На основе теории малых упругопластических деформаций и метода конечных элементов построена математическая модель процесса охватывающего деформирования, позволяющая определять текущие и остаточные напряжения в любой точке нагруженного тела. Для обеспечения стабильности относительного обжатия, не зависящего от величины поля допуска на обрабатываемый размер, разработан обкатник центробежного типа, формирующий стабильное рабочее давление в очаге деформации. При данной схеме обработки заготовка совершает осевое перемещение, а рабочий инструмент – вращательное. Небольшие по размерам маложесткие детали, а также короткие цилиндрические детали типа пальцев и роликов практически невозможно обработать традиционными методами упрочнения. Для обработки таких деталей предлагается использовать поперечную обкатку плоскими плитами, которая является не только высокопроизводительным технологическим процессом, но и позволяет получать высокое качество поверхностного слоя. Для повышения стойкости деформирующего инструмента и формирования регулярного микрорельефа на упрочненной поверхности разработан технологический процесс отделочно-упрочняющей обработки осциллирующим выглаживанием. Интенсификацию напряженного состояния, которая необходима для снижения радиальной нагрузки при упрочнении деталей малой жесткости, можно обеспечить за счет использования деформирующего инструмента с новой кинематикой рабочего движения. Поверхностное пластическое деформирование в стесненных условиях закрепления заготовки и (или) в стесненных условиях нагружения является новым технологическим процессом, обеспечивающим повышение интенсивности напряжений в очаге упругопластической деформации.
Ключевые слова
Поверхностное пластическое деформирование, осциллирующее выглаживание, центробежная обработка, охватывающее упрочнение, поперечная обкатка
1. Одинцов Л.Г. Упрочнение и отделка деталей поверхностным пластическим деформированием. М.: Машиностроение, 1987. 328 с.
2. Зайдес С.А., Забродин В.А., Мураткин В.Г. Поверхностное пластическое деформирование. Иркутск: Изд-во ИГТУ, 2002. 304 с.
3. Суслов А.Г. Качество поверхностного слоя деталей машин. Москва: Машиностроение, 2000. 320 с.
4. Блюменштейн В.Ю., Смелянский В.М. Механика технологического наследования на стадиях обработки и эксплуатации деталей машин. Москва: Машиностроение, 2007. 399 с.
5. Зайдес С.А. Прогрессивные методы обработки металлов давлением в технологии машиностроения // Вестник ИрГТУ. 1997. № 1. С. 80–85.
6. Зайдес С.А. Изготовление деталей машин холодным пластическим деформированием // Автоматизация и современные технологии. 1998. № 1. С. 9–11.
7. Зайдес С.А. Охватывающее поверхностное пластическое деформирование. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2001. 311 с.
8. Сегерлинд Л. Применение метода конечных элементов. М.: Мир, 1979. 392 с.
9. Галлагер Р. Метод конечных элементов. М.: Мир, 1984. 430 с.
10. Зайдес С.А. Оценка сходимости метода переменных параметров упругости при решении осесимметричных задач // Перспективные материалы, технологии, конструкции: сб. науч. тр. Красноярск, 1998. Вып. 4. С. 149–154.
11. Зайдес С.А. Остаточные напряжения и качество калиброванного металла. Иркутск: Изд-во Иркутск. гос. ун-та, 1992. 200 с.
12. Пшибыльский В. Технология поверхностной пластической обработки: пер. с польск. М.: Металлургия, 1991. 479 c.
13. Дальский А.М., Базаров Б.М., Васильев А.С. Технологическая наследственность в машиностроительном производстве. М.: Изд-во МАИ, 2003. 364 c.
14. Отений Я.Н. Технологическое обеспечение качества деталей машин поверхностным пластическим деформированием: монография. Волгоград: Политехник, 2005. 224 c.
15. Зайдес С.А., Забродин В.А., Мураткин Г.В. Поверхностное пластическое деформирование. Иркутск: Изд-во Иркутск. гос. техн. ун-та, 2002. 304 с.
16. Дрозд М.С., Матлин М.М., Сидякин Ю.И. Инженерные расчеты упругопластической контактной деформации. М.: Машиностроение, 1986. 224 c.
17. Зайдес C.A., Скороходов K.A., Кургузов A.C. Устройство для упрочнения поверхности цилиндрических деталей: а.с. 1719191 СССР, МКИ 3 кл. 24 В 39/04. 4806904/27; заявл. 28.03.96; опубл. 15.03.92. Бюл. №10.
18. Зайдес С.А., Горбунов А.В. Определение механических свойств поверхностного слоя маложестких валов, упрочненных поверхностным пластическим деформированием // Упрочняющие технологии и покрытия. 2015. №3, (123). С. 15–19.
19. Зайдес С.А., Горбунов А.В. Повышение эффективности упрочнения маложестких валов центробежным обкатыванием // Упрочняющие технологии и покрытия. 2015. №4 (124). С. 6–13.
20. Поперечно-клиновая прокатка / Андреев Г.В., Клушкин В.А., Макушок Е.М., Сегал В.М., Щукин В.Я. Минск: Наука и техника, 1974. 160 с.
21. Щукин В.Я. Основы поперечно-клиновой прокатки/ под ред. А.В. Степаненко. Мн.: Наука и техника, 1986. 223 с.
22. Фам Дак Фыонг, Зайдес С.А., Нгуен Ван Хуан. Определение условий поперечной обкатки при поверхностном пластическом деформировании // Вестник ИрГТУ. 2015. №4. С. 48–52.
23. Зайдес С.А., Фам Дак Фыонг. Аналитический расчет остаточных напряжений при упрочнении цилиндрических деталей поперечной обкаткой // Вестник ИрГТУ. 2015. № 12. C. 40–46.
24. Зайдес С.А., Фам Дак Фыонг. Оценка напряженно-деформированного состояния цилиндрических деталей после поперечной обкатки плоскими плитами // Наукоемкие технологии в машиностроении. 2017. №5 (71). С. 38–43.
25. Зайдес С.А., Фам Дак Фыонг. Оценка качества цилиндрических деталей после поперечной обкаткой плоскими плитами // Упрочняющие технологии и покрытия. 2016. №7 (139). С. 14–18.
26. Зайдес С.А., Фам Дак Фыонг. Устройство для обкатывания цилиндрических изделий плоскими инструментами: пат. 2600302 РФ. Опубл. 20.10.2016. Бюл. № 29.
27. Зайдес С.А., Нгуен Ван Хинь. Оценка качества поверхностного слоя при реверсивном поверхностном пластическом деформировании // Вестник ИрГТУ. 2016. № 6. С. 34–40.
28. Зайдес С.А., Нгуен Ван Хинь. Влияние параметров осциллирующего выглаживания на шероховатость упрочненных поверхностей // Вестник ИрГТУ. 2017. Т. 21. №4. С. 22–29.
29. Обработка деталей поверхностным пластическим деформированием: монография / под ред. С.А. Зайдеса. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2014. 559 с.
30. Шнейдер Ю.Г. Технология финишной обработки давлением: справочник. СПб: Политехника, 1988. 414 с.
31. Фридман. Я.Б. Механические свойства материалов: в 2 ч. М.: Машиностроение, 1974. Ч. 1: Деформация и разрушение. 472 с.
32. Рыжов Э.В., Суслов А.Г., Федоров В.П. Технологическое обеспечение эксплуатационных свойств деталей машин. М.: Машиностроение, 1979. 176 c.
33. Смелянский В.М. Механика упрочнения деталей поверхностным пластическим деформированием. М.: Машиностроение. 2002. 299 с.
34. Жасимов М. М. Управление качеством деталей при поверхностном пластическом деформировании. Алма-Ата: Наука, 1986. 205 с.
35. Зайдес С.А., Нгуен Ван Хинь. Влияние параметров осциллирующего выглаживания на шероховатость упрочненных поверхностей // Вестник ИрГТУ. 2017. № 4. С. 22–29.