Формирование качества поверхностного слоя при отделочно-упрочняющей обработке деталей эксцентриковым упрочнителем

Автор: Тамаркин М.А., Тищенко Э.Э., Хашаш О.С.А.

Журнал: Вестник Донского государственного технического университета @vestnik-donstu

Рубрика: Механика

Статья в выпуске: 2 т.23, 2023 года.

Бесплатный доступ

Введение. Формирование параметров качества поверхностного слоя и эксплуатационных свойств деталей происходит на протяжении всех этапов их изготовления. Однако решающее влияние чаще всего оказывают этапы финишной обработки. Поэтому в современном цифровом машиностроении задача технологического обеспечения высокого качества поверхностного слоя детали является одной из важнейших при решении проблемы повышения качества, надежности и увеличения жизненного цикла производимых машин. Ведущую роль в повышении эксплуатационных характеристик деталей машин играет обработка поверхностным пластическим деформированием, сущность которой заключается в том, что требуемые параметры качества деталей достигаются не удалением слоя материала, а его пластическим деформированием. В процессе обработки производится изменение как размеров деталей, так и физико-механических характеристик поверхностных слоев, управляя которыми технолог имеет возможность значительно увеличивать жизненный цикл производимой продукции. Целью настоящих исследований является обеспечение необходимых параметров качества поверхностного слоя при обработке эксцентриковым упрочнителем.Материалы и методы. В статье представлены результаты исследований нового метода обработки поверхностным пластическим деформированием - осциллирующим эксцентриковым упрочнителем. Рассматриваемый метод обработки позволяет получать высокое качество обработанной поверхности, осуществлять обработку крупногабаритных деталей в местах, являющихся концентраторами напряжений, обрабатывать сварные швы, небольшие участки поверхностей, упрочнение которых необходимо для выполнения деталью своего служебного назначения. Выполнен комплекс теоретических исследований, по результатам которых определены параметры единичного взаимодействия индентора с поверхностью детали, диаметр пластического отпечатка и его глубина.Результаты исследования. Получены зависимости для определения шероховатости поверхности, глубины упрочненного слоя и степени деформации. Полученные формулы прошли проверку адекватности экспериментальными исследованиями.Обсуждение и заключение. Полученные результаты исследований могут быть использованы при технологическом проектировании процессов обработки поверхностным пластическим деформированием. Определены дальнейшие задачи по исследованию рассматриваемого метода обработки.

Еще

Осциллирующий инструмент, эксцентриковый упрочнитель, шероховатость поверхности, глубина упрочненного слоя, степень деформации

Короткий адрес: https://sciup.org/142238862

IDR: 142238862   |   DOI: 10.23947/2687-1653-2023-23-2-130-139

Список литературы Формирование качества поверхностного слоя при отделочно-упрочняющей обработке деталей эксцентриковым упрочнителем

  • Tamarkin M., Tishchenko E., Astashkin A., et al. Module System Developing of Computer-Aided Engineering for Process Technologies with Ball-Shaft Hardener. In book: A. Guda (ed.) Lecture Notes in Networks and Systemfor Connected and Automated Vehicles. Cham: Springer; 2023. Vol. 509. P. 1605-1613. https://doi.org/10.1007/978-3 -03111058-0 163
  • Tamarkin M., Tishchenko E., Murugova E., et al. Surface Quality Assurance and Process Reliability in the Processing with a Ball-Rod Hardener. E3S Web of Conferences. 2020;175:05008. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202017505008
  • Beskopylny A., Meskhi B., Beskopylny N., et al. Strengthening of Welded Joints of Load-Bearing Structures of Robotic Systems with Ball-Rod Hardening. In book: Robotics, Machinery and Engineering Technology for Precision Agriculture. Proceedings of XIV International Scientific Conference "INTERAGROMASH 2021". Singapore: Springer; 2022. P. 1-12. https://doi.org/10.1007/978-981-16-3844-2 1
  • Beskopylny A., Meskhi B., Veremeenko A., et al. Influence of Boundary Conditions on the Strengthening Technology of a Welded Joint with a Ball-Rod Hardener. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020;1001:012047. https://doi.org/10.1088/1757-899X/1001/1/012047
  • Tamarkin M., Tishchenko E., Fedorov V. Theoretical Bases of the Surface Layer Formation in the Finishing and Hardening Treatment of Details by SPD in Flexible Granular Environment. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2016;124:012169. https://doi.org/10.1088/1757-899X/124/1/012169
  • Tamarkin M.A., Tishchenko E.E., Tishchenko R.G. Technological Support of Digital Production when Processing Parts Using a Ball-Rod Hardener. iPolytech Journal. 2022;26(2):184-196. https://doi.org/10.21285/1814-3520-2022-2-184-196
  • Lebedev V., Sokolov V., Davydova I. Prediction of Physical and Mechanical Characteristics of Quality of Surface Layer, Modified by Surface Plastic Deformation. Strengthening Technologies and Coatings. 2018;14(2):54-58.
  • Lebedev V., Kirichek A., Chunakhova L. Effectiveness of Application of Additional Strengthening Processing of Surface Plastic Deformation on Increase in Fatigue Life of Parts. In: Proc. 5th Int. Conf. on Industrial Engineering (ICIE 2019). Cham: Springer; 2019. Vol. 2. P. 17-25. https://doi.org/10.1007/978-3-030-22063-1 3
  • Blumenstein V., Makhalov M. The Metal Surface Layer Mechanical Condition Transformation in Machining Processes. MATEC Web of Conferences. 2019;297:05001. https://doi.org/10.1051/matecconf/201929705001
  • Smolentsev V., Kuzovkin A., Safonov S. Nano-Transformations in the Surface Layer of Materials under Combined Processing by Unbound Granules. Materials Today: Proceedings. 2019;11(1(26)):20-25. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2018.12.100
  • Smolentsev V., Safonov S. The Technological Methods of Surface Layer Modification in Construction Materials. MATEC Web of Conferences. 2017;129:01077. https://doi.org/10.1051/matecconf/201712901077
  • Makhalov M.S., Blumenstein V.Yu. The Residual Stress Modeling in Surface Plastic Deformation Machining Processes with the Metal Hardening Effect Consideration. Solid State Phenomena. 2022;328:27-37. https://doi.org/10.4028/p-z92o0e
  • Makhalov M.S., Blumenstein V.Yu. The Surface Layer Mechanical Condition and Residual Stress Forming Model in Surface Plastic Deformation Process with the Hardened Body Effect Consideration. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2017;253:012009. https://doi.org/10.1088/1757-899X/253/1/012009
  • Blumenstein V., Makhalov M. The Metal Surface Layer Mechanical Condition Transformation in Machining Processes. MATEC Web of Conferences. 2019;297:05001. https://doi.org/10.1051/matecconf/201929705001
  • Makhalov M.S., Blumenstein V.Yu. Finite Element Surface layer inheritable condition residual stresses model in surface plastic deformation processes. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2016;126:012004. http://dx.doi.org/10.1088/1757-899X/126/1/012004
  • Chigirinskii Yu.L. Surface Quality after Different Treatments. Russian Engineering Research. 2011;31(8):816-819. https://doi.org/10.3103/S1068798X11080065
  • Plotnikov A.L., Chigirinskii Yu.L., Frolov E.M., et al. Formulating CAD/CAM Modules for Calculating the § Cutting Conditions in Machining. Russian Engineering Research. 2009;29(5):512-517. https://doi.org/10.3103/S1068798X09050207 o
  • Chigirinskii Yu.L. Formalized Approaches in Technological Design. Russian Engineering Research. | 2010;30(3):305-307. https://doi.org/10.3103/S1068798X10030251 |
  • Chigirinskii Yu.L., Firsov I.V., Chigirinskaya N.V. Information System for the Design of Machining Processes. * Russian Engineering Research. 2014;34(1):49-51. https://doi.org/10.3103/S1068798X14010031 §
  • Tamarkin M.A., Tishchenko M.A., Tishchenko E.E., et al. Development of Design Methodology of Technological Process of Ball-Rod Hardening with Account for Formation of Compressive Residual Stresses. Advanced Engineering Research (Rostov-on-Don). 2020;20(2):143-149. https://doi.org/10.23947/1992-5980-2020-20-2-143-149
Еще
Статья научная