Влияние остаточных напряжений на упругие деформации деталей малой жесткости при шлифовании

Определены упругие деформации деталей малой жесткости типа кольца малой кривизны и призматического стержня, возникающие под действием остаточных напряжений при плоском шлифовании. Приведены результаты экспериментального определения остаточных напряжений после шлифования и закалки. Аналитически по методике Биргера и методом конечных элементов (в среде APM FEM КОМПАС-3D) вычислены максимальные прогибы, формируемые под действием остаточных напряжений, для направляющей роликового подшипника ЛРХ 6/350 и наружного кольца роликового конического подшипника У-7866A.01. Упругие деформации (максимальные прогибы) деталей малой жесткости типа кольца малой кривизны и призматического стержня, возникающие под действием остаточных напряжений при плоском шлифовании, найдены для оценки целесообразности их учета при определении оптимальных режимов и условий закрепления заготовок. Показано, что полученные максимальные прогибы для направляющей (1,29 мкм) и кольца (2,44 мкм) соизмеримы с достижимой точностью формы обработанной поверхности (неплоскостности) при шлифовании (3 мкм), и их нужно учитывать при нахождении оптимальных режимов и условий закрепления заготовок малой жесткости при плоском шлифовании.
EDN: FOOVND, https://elibrary/foovnd

Литература

[1] Chen W., Sun Y. Design of precision linear drives. In: Precision machines. Springer, 2020, pp. 131–154, doi: http://doi.org/10.1007/978-981-13-0381-4_4

[2] Акулов П.А., Петрешин Д.И. Обоснование выбора направляющих для автоматизированного испытательного оборудования. Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика, 2019, № 3, с. 1–10.

[3] Лурье А.М. Рельсовые направляющие качения. Москва, Сервотехника, 2006. 50 с.

[4] Бушуев В.В., ред. Металлорежущие станки. Т. 1. Москва, Машиностроение, 2023. 608 с.

[5] Nosenko V.А., Tyshkevich V.N., Sarazov A.V. Optimization of conditions for non-rigid workpieces flat grinding by elastic deformations controlling. Procedia Eng., 2017, vol. 206, pp. 1173–1178, doi: https://doi.org/10.1016/j.proeng.2017.10.613

[6] Chigirinskiy J.L., Nesterenko P.S., Smirnova E.N. Inspecting the quality of a surface layer in non-rigid shafts turning by adaptive control over the process of cutting. Mater. Sci. Forum, 2019, vol. 973, pp. 212–218, doi: http://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.973.212

[7] Суслов А.Г., ред. Справочник технолога. Москва, Инновационное машиностроение, 2019. 800 с.

[8] Cai Y., Zhang Z., Xi X. et al. А deformation control method in thin-walled parts machining based on force and stiffness matching via cutter orientation optimization. J. Manuf. Sci. Eng., 2023, vol. 145, no. 3, pp. 1–22, doi: http://doi.org/10.1115/1.4056073

[9] Tyshkevich V.N., Sarazov A.V., Orlov S.V. Algorithm of determination of optimal conditions for low-rigidity prismatic workpieces flat grinding. Key Eng. Mater., 2022, vol. 910, pp. 138–143, doi: https://doi.org/10.4028/p-9542bg

[10] Андрюкова Е.А., Буркин С.П., Шимов Г.В. Остаточные напряжения в металлопродукции. Москва, Юрайт, 2025. 247 с.

[11] Носов Н.В., Сысолятин В.Ю., Сальников И.Н. Исследование остаточных напряжений при плоском шлифовании прерывистым абразивным кругом. Известия Самарского научного центра РАН, 2023, т. 25, № 4–2, с. 258–261, doi: https://doi.org/10.37313/1990-5378-2023-25-4(2)-258-261

[12] Валетов В.А. Аппаратура СИТОН неразрушающего контроля напряженно-деформированного состояния в металлах и сплавах и ее эффективное применение. Научно-технический вестник СПбГУ ИТМО, 2005, № 4, с. 265–269

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

[14] Биргер И.А., Шорр Б.Ф., Иосилевич Г.Б. Расчет на прочность деталей машин. Москва, Машиностроение, 1993. 639 с.

[15] Индикаторы ИЧЦ 10 — 25 ГОСТ. wikselen.ru: веб-сайт. URL: https://www.wikselen.ru/shop/indikatory-tsifrovyie-indikatori-electro-otechestvennie/?ysclid=maqhij8ii2959362802 (дата обращения: 20.05.2025).