Влияние кинематики рабочего инструмента на качество деталей машин при поверхностном пластическом деформировании

Проведены исследования по определению влияния кинематики рабочего инструмента на качество деталей машин при поверхностном пластическом деформировании. Установлено, что по сравнению с тороидальным роликом, вращающимся относительно центральной оси, и с роликом, совершающим круговое вращение относительно центральной оси, которая проходит через плоскость, соединяющую однорадиусные элементы, тороидальный ролик с реверсивным круговым движением при поверхностном пластическом деформировании имеет преимущества. Это уменьшение параметров шероховатости поверхности упрочненной детали Ra на 77,3 и 33,3 % и Rz на 33,7 и 14,5 %; снижение размера зерен на 89,0 и 83,3 %; повышение микротвердости поверхностного слоя на 40,4 и 25,5 %; возрастание глубины наклепа на 18,2 и 6,1 %; повышение максимальных остаточных напряжений сжатия в поверхностном слое на 34,4 и 15,5 %; рост плотности дислокаций в 11,4 и 3,2 раза соответственно.
EDN: USICCA, https://elibrary/usicca

Литература

[1] Смелянский В.М. Механика упрочнения деталей поверхностным пластическим деформированием. Москва, Машиностроение, 2002. 300 с.

[2] Одинцов Л.Г. Упрочнение и отделка деталей поверхностным пластическим деформированием. Москва, Машиностроение, 1987. 328 с.

[3] Суслов А.Г. Качество поверхностного слоя деталей машин. Москва, Машиностроение, 2000. 320 с.

[4] Ляшев Д.Н., Грушев В.В. Возможности повышения эксплуатационных характеристик восстанавливаемых деталей машин при финишной ультразвуковой обработке. Механики XXI Веку, 2010, № 9, с. 63–66.

[5] Курицын В.Н., Панкратова Н.А., Кравченко И.Б. и др. Исследование влияния поверхностного пластического деформирования микрошариками на эксплуатационные характеристики деталей машин, работающих при высоких температурах. Альманах современной науки и образования, 2011, № 6, с. 76–79.

[6] Саблин П.А., Щетинин В.С. Влияние микропрофиля обработанной поверхности на прочностные и эксплуатационные характеристики деталей машин. Упрочняющие технологии и покрытия, 2021, т. 17, № 8, с. 368–370.

[7] 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, doi: https://doi.org/10.17212/1994-6309-2018-20.4-6-20

[8] Бутаков Б.И., Шебанин В.С., Марченко Д.Д. и др. Поверхностное пластическое деформирование как метод повышения качества деталей машин. Труды Госнити, 2011, т. 107, № 2, с. 85–87.

[9] Суслов А.Г., ред. Технология и инструменты отделочно-упрочняющей обработки деталей поверхностным пластическим деформированием. Т. 1. Москва, Машиностроение, 2014. 478 с.

[10] Отений Я.Н., Ольштынский Н.В., Ольштынский С.Н. и др. Особенности работы жесткого и упругого инструмента при обработке поверхностным пластическим деформированием роликами. Известия Волгоградского государственного технического университета, 2004, № 9, с. 34–35.

[11] Зайдес С.А. От кинематики рабочего инструмента к новым процессам отделочно-упрочняющей обработки. Вестник ИрГТУ, 2019, № 5, с. 863–873, doi: https://doi.org/10.21285/1814-3520-2019-5-863-873

[12] 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, с. 4–12, doi: https://dx.doi.org/10.26730/1999-4125-2022-3-4-12

[13] Блюменштейн В.Ю., Митрофанова К.С. Рентгеноструктурные исследования поверхностного слоя армко-железа после обкатывания мультирадиусным роликом. Упрочняющие технологии и покрытия, 2022, т. 18, № 3, с. 110–115, doi: https://doi.org/10.36652/1813-1336-2022-18-3-110-115

[14] Довгалев А.М. Комбинированное магнитно-вибродинамическое накатывание поверхности отверстий нежестких деталей машин. Вестник Белорусско-Российского университета, 2015, № 4, с. 14–21, doi: https://doi.org/10.53078/20778481_2015_4_14

[15] Кропоткина Е.Ю. Управление качеством нежестких деталей методами поверхностного пластического деформирования. Вестник МГТУ Станкин, 2011, № 2, с. 25–28.

[16] Зайдес С.А., ред. Справочник по процессам поверхностного пластического деформирования. Т. 2. Иркутск, Изд-во ИРНИТУ, 2022. 584 с.

[17] Алехин В.П. Физика прочности и пластичности поверхностных слоев материалов. Москва, Наука, 1983. 280 с.

[18] Зайдес С.А., Нгуен Х.Х. Способ поверхностного пластического деформирования наружных поверхностей тел вращения. Патент РФ 2758713. Заявл.14.01.2021, опубл. 01.11.2021.

[19] Зайдес С.А., Нгуен Х.Х. Влияние параметров реверсивного поверхностного пластического деформирования на шероховатость упрочненных деталей. Вестник Воронежского государственного технического университета, 2023, т. 19, № 1, с. 120–130, doi: https://doi.org/10.36622/VSTU.2023.19.1.018

[20] Хоанг Н.А., Нгуен Х.Х., Нгуен В.Х. Влияние параметров реверсивного поверхностного пластического деформирования на механические свойства упрочненного слоя цилиндрических деталей. Межд. науч.-тех. конф. Технологии и техника: Пути инновационного развития. Воронеж, ВГТУ, 2023, с. 535–540.

[21] Зайдес С.А., Нгуен Х.Х. Влияние реверсивного поверхностного пластического деформирования на изменение зеренной структуры углеродистой стали. Черные металлы, 2023, № 6, с. 61–70, doi: https://doi.org/10.17580/chm.2023.06.09

[22] Никитина Е.Н. Преимущества метода акустоупругости для неразрушающего контроля механических напряжений в деталях машин. Вестник научно-технического развития, 2010, № 4, с. 18–28.

[23] Зайдес С.А., Нгуен Х.Х. 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.

[24] Приходько В.М., Петрова Л.Г., Чудина О.В. Металлофизические основы разработки упрочняющих технологий. Москва, Машиностроение, 2003. 380 с.

[25] Драпкин Б.М., Кононенко В.К., Безъязычный В.Ф. Свойства сплавов в экстремальном состоянии. Москва, Машиностроение, 2004. 256 с.