Отделочно-упрочняющая обработка нежестких цилиндрических деталей орбитальным выглаживанием тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Фам Ван Ань

• Фам Ван Ань
• кандидат наук
• 2021

Оглавление диссертации кандидат наук Фам Ван Ань

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 ОБРАБОТКА НЕЖЕСТКИХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ ПОВЕРХНОСТНЫМ ПЛАСТИЧЕСКИМ ДЕФОРМИРОВАНИЕМ. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР. ПОСТАНОВКА ЦЕЛИ И ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Нежесткие цилиндрические детали. Виды изделий, проблемы повышения качества

1.2 Влияние поверхностной пластической обработки на качество деталей машин

1.2.1 Снижение шероховатости поверхности

1.2.2 Формирование в поверхностном слое необходимых физико-механических свойств поверхностного слоя

1.2.3 Повышение эксплуатационных характеристик упрочненных деталей

1.3 Анализ кинематических схем рабочего инструмента при поверхностной пластической обработке

1.4 Интенсификация напряженного состояния в очаге деформации при поверхностной пластической обработке

1.5 Основные направления дальнейшего развития методов ППД

1.6 Выводы, постановка цели и задач исследования

ГЛАВА 2 КОНЕЧНО-ЭЛЕМЕНТНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ДЕТАЛЕЙ, УПРОЧНЕННЫХ ОРБИТАЛЬНЫМ ВЫГЛАЖИВАНИЕМ

2.1 Обоснование нового способа поверхностного пластического деформирования орбитальным выглаживанием

2.2 Анализ напряженного состояния при упрочнении плоских поверхностей локальными инденторами с разной кинематикой

2.2.1 Влияние кинематической схемы рабочего инструмента

2.2.2 Влияние направления и величины подачи рабочего инструмента

2.3 Анализ напряженного состояния при упрочнении цилиндрических поверхностей орбитальным выглаживанием

2.4 Влияние основных параметров орбитального выглаживания на напряженное состояние цилиндрических деталей

2.5 Формирование упругой волны при орбитальном выглаживании

2.6 Исследование геометрии пластической лунки при обработке цилиндрических

деталей орбитальным выглаживанием

Выводы по главе

ГЛАВА 3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ КАЧЕСТВА ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ ДЕТАЛЕЙ, УПРОЧНЕННЫХ ОРБИТАЛЬНЫМ ВЫГЛАЖИВАНИЕМ

3.1 Конструкция устройства для проведения орбитального выглаживания цилиндрических деталей

3.2 Определение шероховатости упрочненной поверхности

3.3 Определение отклонения от круглости цилиндрических деталей

3.4 Определение твердости и микротвердости упроченного слоя

3.5 Определение микроструктуры упрочненного слоя

Выводы по главе

ГЛАВА 4 ОЦЕНКА ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК УПРОЧНЕННЫХ ДЕТАЛЕЙ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕКОМЕНДАЦИЙ ДЛЯ ОРБИТАЛЬНОГО ВЫГЛАЖИВАНИЯ

4.1 Оценка износостойкости упрочненных деталей при орбитальном выглаживании

4.2 Оценка изгибной жесткости цилиндрических деталей, упрочненных орбитальным выглаживанием

4.3. Обработка результатов исследования для выбора рациональных режимов упрочнения

4.4. Разработка технологических рекомендацией для орбитального выглаживания

цилиндрических деталей

Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

ПРИЛОЖЕНИЕ А

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

ПРИЛОЖЕНИЕ В

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Отделочно-упрочняющая обработка нежестких цилиндрических деталей орбитальным выглаживанием»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. В связи с созданием новых прочных и высокопрочных материалов снижается металлоемкость ряда деталей машин. Вследствие этого сформировался большой класс нежестких деталей, которые широко применяются в различных отраслях машиностроения и особенно в точном приборостроении. При эксплуатации под действием переменных нагрузок, температуры и силы трения нежесткие детали подвержены деформации, различным видам изнашивания и разрушениям. Как правило, от таких деталей требуются высокие эксплуатационные характеристики.

В настоящее время, существенного повышения эксплуатационных свойств машиностроительных продукций можно достигнуть, применив различные прогрессивные методы отделочно-упрочняющей обработки, осуществляемой методами поверхностного пластического деформирования (ППД), которые позволяют увеличить долговечность машины и оборудования за счет повышения сопротивления усталости, контактной выносливости, коррозионной стойкости и износостойкости деталей. Эффект поверхностного деформирования обусловлен главным образом, снижением шероховатости поверхности, измельчением микроструктуры, повышением физико-механических свойств поверхностного слоя металла и формированием благоприятных остаточных напряжений сжатия.

Известные процессы ППД, базирующиеся на использовании локальных методов упрочнения позволяют выполнить обработку разнообразных по форме деталей. Однако при упрочнении нежестких цилиндрических деталей эти методы исчерпали свои технологические возможности. Это связано с наличием радиальных сил от действия рабочего инструмента и центробежных сил от вращения заготовки, которые вызывают ее искривление, что не позволяет получить желаемые результаты по качеству продукции.

Борьба с радиальными и центробежными силами при упрочнении нежестких цилиндрических деталей на практике стала одной из острых проблем в технологии машиностроении. Для снижения величины искривления нежестких деталей можно уменьшить частоту их вращения или величину натяга, но это отрицательно отражается на производительности процесса и качестве поверхностного слоя (включая форму детали, шероховатость, твердость и величину остаточных напряжений).

Одним из основных направлений дальнейшего развития методов ППД является создание новых кинематических схем движения инструмента. В отличие от традиционных схем обработки в последние годы разработаны новые процессы ППД для повышения интенсивности напряженного состояния в очаге деформации, основанные на более сложной кинематике деформирующего инструмента. Эффективность упрочнения реализуется путем сложных деформационных процессов в поверхностных слоях с накоплением большого числа искажений и формирования дополнительных сдвиговых деформаций по поверхности лунки. В результате этого повышаются физико-механические свойства поверхностного слоя упрочненных деталей.

В связи с вышеизложенным, актуальность темы исследования заключается в необходимости интенсификации напряженного состояния в зоне деформации без увеличения силы внешнего воздействия, и повышении качества поверхностного слоя упрочненных деталей.

Научная гипотеза. При обработке нежестких цилиндрических деталей напряженное состояние в очаге деформации можно повысить, не изменяя величину радиальной силы, если сместить направление ее действия от центральной точки контакта индентора.

Целью диссертационной работы является разработка и исследование нового отделочно-упрочняющего процесса ППД для обработки нежестких цилиндрических деталей, который должен повысить напряженное состояние в зоне

6

деформации без увеличения радиальной нагрузки при обеспечении необходимого качества поверхностного слоя упрочненных деталей.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Разработать способ орбитального выглаживания, позволяющий повысить интенсивность напряженного состояния в очаге упругопластической деформации и качество поверхностного слоя упрочненных деталей при постоянной величине натяга.

2. На основе теории малых упругопластических деформаций и метода конечных элементов (МКЭ) создать конечно-элементную модель локального нагружения с учетом реальной кинематики деформирующего инструмента и режимов обработки, позволяющую определить напряженное состояние в очаге деформации и остаточные напряжения в упрочненных деталях.

3. На основе принципа орбитального движения разработать конструкцию устройства с деформирующим инструментом для выполнения орбитального выглаживания цилиндрических деталей.

4. По результатам экспериментальных исследований определить влияние основных параметров процесса орбитального выглаживания на геометрические характеристики поверхности и физико-механические свойства поверхностного слоя упрочненных деталей.

5. Оценить износостойкость и изгибную жесткость деталей после упрочнения орбитальным выглаживанием. Разработать технологические рекомендации для получения необходимых характеристик качества поверхностного слоя упрочненных деталей.

Теоретическая значимость: Разработаны новая схема локального нагружения и конечно-элементная модель процесса орбитального выглаживания. Результаты диссертационной работы вносят вклад в развитие представлений о влиянии новой кинематики отделочно-упрочняющей обработки орбитальным выглаживанием на напряженно-деформированное состояние в очаге деформации и

7

остаточные напряжения в упрочненных деталях.

Практическая значимость:

¡.Разработана технология поверхностного пластического деформирования орбнтальньш выглаживанием, обеспечивающая повышение качества нежестких цилиндрических деталей типа валов и осей. Определены оптимальные режимы обработки для получения качественных упрочненных деталей.

2. Спроектировано и изготовлено устройство для орбитального выглаживания цилиндрических деталей типа валов и осей.

3. Разработаны технологические рекомендации для внедрения орбитального выглаживания на производстве.

4. Результаты диссертационного исследования могут быть использованы в учебном процессе при проведении занятий по дисциплинам «Технология машиностроения» и «Отделочно-упрочняющая обработка ППД», а также аспирантами и научными работниками, которые занимаются вопросами отделочно-упрочняющей обработки ППД.

Основные положения, выносимые на защиту:

- Новый процесс отделочно-упрочняющей обработки, обеспечивающий повышение интенсивности напряженного состояния в очаге упругопластической деформации и качество нежестких цилиндрических деталей.

- Результаты моделирования и численного расчета напряженно -деформированного состояния образцов при разных схемах локального нагружения цилиндрических поверхностей деформирующим инструментом.

- Конструкцию и принцип работы устройства с деформирующим инструментом для проведения орбитального выглаживания.

- Методику экспериментальных исследований и результаты определения показателей качества и эксплуатационных характеристик деталей, упрочненных

- Рекомендации по внедрению на производстве режимов технологического процесса орбитального выглаживания нежесткнх цилиндрических детален и

Научная новизна:

1. Для интенсификации напряженного состояния в очаге деформации предложена новая локальная схема упрочнения, основанная на усложнении кинематики деформирующего инструмента, которая позволяет снизить радиальную нагрузку и повысить качество упрочненных деталей (п. 4 паспорта специальности 2.5.6).

2.Предложен новый способ обработки нежестких цилиндрических деталей, позволяющий повысить интенсивность напряженного состояния в очаге упругопластической деформации и качество поверхностного слоя упрочненных деталей при постоянной величине натяга. Способ отличается тем, что деформирующему инструменту дополнительно сообщают орбитальное движение относительно оси, перпендикулярной оси заготовки (п. 7 паспорта специальности 2.5.6).

3. Разработана конечно-элементная модель локального нагружения с учетом реального воздействия деформирующего элемента на поверхностный слой детали. Определено напряженное состояние поверхностного слоя упрочненных деталей в зависимости от технологических параметров орбитального выглаживания (п. 3 паспорта специальности 2.5.6).

4. На основании экспериментальных исследований и численных расчетов установлено влияние технологических параметров орбитального выглаживания на качество упрочненных деталей (п. 7 паспорта специальности 2.5.6).

Методы исследования и достоверность результатов:

Теоретические исследования выполнены на базе научных основ технологии машиностроения, физики сплошных сред, теории прочности и упругопластпческоп деформации, механики поверхностного пластического деформирования.

9

Экспериментальные исследования проведены в лабораторных условиях на опытной установке с применением методов математической статистики и с использованием современных средств измерения:

- для измерения параметров шероховатости поверхности использован профилометр Form Talysurf производства фирмы Taylor Hobson (Англия) с компьютерным управлением;

- измерение отклонения от круглости поперечного сечения образцов проводили электроконтактным способом с помощью портальной координатно-измерительной машины (КИМ) Carl Zeiss Contura G2 Aktiv;

- для измерения поверхностной твердости упрочненных деталей использован стационарный универсальный твердомер HBRV-187.5;

- микротвердость упрочненного слоя определена на микротвердомерах марки HMV-G21;

- для проведения исследования микроструктуры металла использован металлографический микроскоп марки МЕТ-2.

При разработке конечно-элементного моделирования использована компьютерная программа ANSYS Workbench. Для проведения расчетов, создания графиков и чертежей был задействован программный пакет Microsoft Excel 2010, AutoCAD 2019, SolidWorks 2013 и Statistika 6.1.478.

Достоверность результатов обеспечена обоснованным изучением достаточного объема научной литературы, использованием современных средств и методик проведения исследований, и подтверждается согласованностью теоретических выводов с результатами их реальной экспериментальной проверки.

Личный вклад автора. Предложен новый способ обработки ППД,

разработана конечно-элементная модель локального нагружения для определения

напряженного состояния в очаге деформации и остаточных напряжений в

упрочненных деталях, спроектировано и изготовлено устройство для орбитального

выглаживания цилиндрических деталей типа валов и осей, выполнены

10

экспериментальные исследования и разработаны технологические рекомендации для внедрения орбитального выглаживания на производстве, проведен анализ и обобщение полученных результатов, сформулированы выводы и положения, выносимые на защиту.

Апробация результатов работы. Основные материалы диссертационной работы доложены и обсуждены на: XI Международной научно-практической конференции «Инновации в машиностроении» (г. Бийск, 22-23 октября 2020 г.), IX Международной научно-практической конференции «Современные материалы, техника и технология» (г. Курск, 30 декабря 2020г.), IV Международной научно-практической конференции «Машины, агрегаты и процессы. Проектирование, создание и модернизация» (г. Санкт-Петербург, 26 января 2021г.), Научный семинар технологов-машиностроителей «Перспективные направления развития финишных и виброволновых технологий» (г. Ростов-на-Дону, 26 февраля 2021г.), Ежегодной всероссийской научно-технической конференции с международным участием «Жизненный цикл конструкционных материалов» (г. Иркутск, 2019-2020 гг.), а также на объединенном заседании кафедр института Авиамашиностроения и транспорта (ИРНИТУ).

Публикации. Основные научные результаты диссертационной работы отражены в 25 публикациях. Из них в журналах рекомендуемого перечня ВАК РФ и Scopus опубликовано 16 статьей, получено 2 патента РФ на изобретение.

Объем и структура работы. Диссертационное исследование представлено на 154 страницах текста, в том числе 74 рисунка и 13 таблиц. Работа включает введение, четыре главы, заключение, библиографический список, содержащий 108 источников и приложения.

ГЛАВА 1 ОБРАБОТКА НЕЖЕСТКИХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ ПОВЕРХНОСТНЫМ ПЛАСТИЧЕСКИМ ДЕФОРМИРОВАНИЕМ. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР. ПОСТАНОВКА

ЦЕЛИ И ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Нежесткие цилиндрические детали. Виды изделий, проблемы повышения качества

Развитие современной технологии машиностроения связано с созданием новых конструкционных материалов и способов механической обработки, что позволяет получить высокие эксплуатационные свойства рабочих поверхностей деталей машин [24]. В связи со снижением металлоемкости машин и аппаратов увеличивается количество нежестких деталей. Такие детали широко применяются в различных отраслях машиностроения и особенно в точном приборостроении.

Нежесткие детали можно разделить на две группы, В первую группу входят плоские детали, которые ограничиваются преимущественно плоскими поверхностями с заданным взаимным расположением, которые подлежат механической обработке с определенной степенью точности и чистоты. К плоским нежестким деталям относятся пары трения, направляющие механизмов технических систем, ползуны, планки, клинья, плиты, ножи дробильных машин,

Вторую группу составляют детали, образованные поверхностями вращения, которые также должны быть обработаны с определенной чистотой и точностью. По технологической терминологии эта группа деталей может быть названа нежесткими валами. К деталям этой группы относятся оси конвейера, трансмиссионные валы, оси транспортных систем и др. [46].

Для деталей типа валов критерием жесткости служит отношение длины заготовки Ь к ее наружному диаметру <1. В соответствии с этой оценкой жесткости

(к = Ь/ё) к очень жестким и валам повышенной жесткости относятся такие, у которых к = 3...5, средней жесткости - к = 5,.. 10. а если к>10, то такие валы

В большинстве случаев нежесткие цилиндрические детали испытывают значительные упругие деформации изгиба и кручения из-за действия больших

знакопеременных нагрузок. Как правило, эти детали ответственного назначения. Поэтому исходя из обеспечения максимальной надежности и долговечности, к ним предъявляются высокие требования к точности и состоянию поверхностного слоя

При обработке нежестких деталей перед специалистами стоит ряд серьезных проблем по обеспечению геометрической формы и качества поверхностного слоя. Среди конечных методов обработки таких деталей ведущее место занимают методы ППД, которые позволяют увеличить долговечность машины и оборудования за счет повышения сопротивления усталости, контактной выносливости, коррозионной стойкости и износостойкости деталей. Эффект поверхностного деформирования, главным образом, обусловлен снижением шероховатости поверхности, изменением микроструктуры и физико-механических свойств поверхностного слоя металла и формированием в нем благоприятных остаточных напряжений [77,78].

Известные процессы ППД (обкатка шариком и роликом, алмазное выглаживание...), базирующиеся на использовании локальных методов упрочнения позволяют выполнить отделочно-упрочняющую обработку разнообразных деталей сложных и простых форм. Однако при упрочнении нежестких цилиндрических деталей (тонкостенные, длинномерные) известные локальные методы не всегда эффективно использованы. Это связано с наличием радиальных сил от действия рабочего инструмента и центробежных сил от вращения заготовки, которые вызывают ее искривление, что не позволяет получить желаемые результаты по качеству деталей [68,102].

Борьба с радиальными и центробежными силами при упрочнении нежестких цилиндрических деталей на практике стала одной из острых проблем в технологии машиностроении. Для снижения величины искривления упрочняющих деталей можно уменьшить частоту их вращения, но это отражается на производительности процесса. Если снизить величину радиальной нагрузки, то есть уменьшить величину натяга, то сложно получить требуемые показатели по качеству деталей (форма детали, шероховатость, твердость и остаточные напряжения) [73]. В этой связи возникает технологическая задача по повышению напряженного состояния в очаге упругопластической деформации без увеличения величины натяга.

1.2 Влияние поверхностной пластической обработки на качество деталей машин

В большинстве случаев от поверхностного слоя требуются более высокие требования по качеству, чем к основному объему детали, так как в процессе работы на поверхностный слой непосредственно действует ряд факторов, ухудшающихся служебные свойства поверхности [50].

Качество машиностроительных продукций во многом зависит от вида конечной обработки и ее технологических параметров, во время которой формируются основные эксплуатационные свойства поверхностного слоя, оказывающие влияние на долговечность и надежность машин [84].

Среди конечных методов в промышленности широко применяется поверхностная пластическая обработка, при которой достигаются изменения ряда показателей свойств поверхностного слоя [7,20,22,23,51,55,79,96]:

- создаются новая поверхность со значительно меньшей шероховатостью;

- в поверхностном слое формируются благоприятные остаточные напряжения;

- искажается кристаллическая решетка материала поверхностного слоя в процессе упругопластпческого деформирования, что и приводит к возникновению

- в небольших пределах снижается удельная плотность деформированного

- повышаются глубина наклепа и мнкротвердость поверхностного слоя;

- при применении соответствующего обрабатывающего инструмента повышается размерно-геометрическая точность деталей;

- на поверхности можно образовывать регулярные микрорельефы с заданной площадью углублений для удержания смазочного материала.

Кроме этого, применение в технологии машиностроения поверхностной пластической обработки снижает стоимость производства по сравнению со шлифованием и полированием.

1.2.1 Снижение шероховатости поверхности.

Качество внешнего вида деталей оценивается геометрическими характеристиками поверхности. К ним относятся размерная точность, точность формы, шероховатость и волнистость поверхности [72].

Одним из высокопроизводительных и эффективных методов для снижения шероховатости поверхности среди технологических процессов является отделочно-упрочняющая обработка ППД [38,51].

При ППД выступы микронеровностей сминаются, и металл заполняет впадины между выступами. Гладкая поверхность после обработки ППД формируется за счет пластического течения металла и снижения шероховатости. Многочисленные исследования [23,49,51,60] показали, что методы ППД за счет снижения шероховатости и формирования благоприятного профиля микронеровностей обработанной поверхности позволяют повысить

износостойкость, коррозионную стойкость, сопротивление контактной усталости деталей и др.

На процесс формирования шероховатости обрабатываемой поверхности ППД значительно влияют следующие технологические факторы: форма и размеры рабочей части деформирующего инструмента; кинематическая схема упрочнения; искривление заготовки, связанное с наличием радиальных сил от действия рабочего инструмента и центробежных сил от ее вращения; силовое давления в зоне контакта; шероховатость исходной обрабатываемой поверхности и рабочей части деформирующего инструмента; марки сталей и сплавов; применение СОЖ в процессе упрочнения [60].

При упрочнении металлических деталей исходные выступы микронеровностей пластически деформируются, что приводит к формированию нового микрорельефа с меньшей шероховатостью. Установлено, что с увеличением твердости материала минимально достижимая высота неровностей уменьшается [36].

При поверхностной пластической обработке пластичных материалов шероховатость обрабатываемой поверхности снижается с исходной Ra = 5-12 мкм до Ra = 0,04-0,1 мкм [55].

При обработке ППД даже с относительно большими подачами (0,5 мм/об и более) достигаются высокие классы шероховатости (8-9-й и выше). Особенностью шероховатости поверхностей, обработанных ППД (в частности, обкатывание, раскатыванием), является большая величина шага неровностей по сравнению с их высотой. Такие высокие классы недостижимы при резцовой и абразивной обработке, когда уменьшение высоты неровностей связано с необходимостью уменьшения величины подачи или использования все более мелкого абразива.

Как видно из табл. 1.1, обработанные давлением поверхности отличаются от обработанных резанием значительно большей однородностью неровностей по высоте, что характеризуется средней квадратической величиной их отклонений а.

16

Таблица 1.1 - Форма и степень однородности микронеровностей в зависимости от вида обработки

Вид обработки Класс шероховатости Ыа, мкм г, мкм Г/'К^шах Р, град ст, мкм

Точение 8 0,32-0,63 120 40 - -

Круглое шлифование 8 0,32-0,63 22 7 9-10 0,60

Хонпнгованпе 8 0,32-0,63 4 1,2 - -

Обкатывание шаром 8 0,32-0,63 900 300 3-5 0,49

Впбро нак атыв ани е 8 0,32-0,63 7700 2500 1,2-2 0,38

Из приведенных данных видно, что форма шшронеровностей после ППД характеризуется несравнимо болышшн величинами радиуса закругления вершин неровностей г, и отношения г/ К^шах (Е^тж - наибольшая высота неровностей профиля) п меньшим! углами {3, что определяет пологую «обтекаемую» форму неровностей. Большие значения в этом случае имеет и отношение г/ Е^тах, характеризующее величину фактической несущей поверхности.

1.2.2 Формирование в поверхностном слое необходимых физико-механических свойств поверхностного слоя.

При упрочнении ППД деформирующие инструменты, находящиеся в соответствующем приспособлении, под определенным давлением контактируют с поверхностью упрочняемой детали и создают изменения в поверхностном слое металла. К ним относятся прежде всего структурные, обусловливающие повышения физико-механические свойства металла упрочненных деталей, поверхностной твердости и наведение сжимающих остаточных напряжений.

Формирование остаточных напряжений сжатия. Остаточные напряжения относятся к напряжениям, уравновешивающимся в пределах данного тела без приложения внешних нагрузок.

Формирование остаточных напряжений в некоторых машиностроительных изделиях приводит к значительному повышению их эксплуатационных характеристик. Однако в других изделиях остаточные напряжение могут быть бесполезными, даже приводят к неожиданному разрушению или искажению формы [76,89].

При отделочно-упрочняющей обработке ППД, в отличие от обработки металлов давлением, остаточные напряжения в поверхностных слоях достигают относительно небольших значений и распространяются на небольшую глубину. Причина этого заключается в том, что деформируется относительно небольшой объем материала, степень неравномерности деформаций при этом невысокая, а, следовательно, формируются и небольшие по величине остаточные напряжения [84].

Важнейшим параметром качества поверхностного слоя являются остаточные напряжения сжатия, которые обычно формируются при ППД [69]. В работах [41,50,83] установлено, что остаточные напряжения сжатия оказывают существенное влияние на повышение усталостной прочности и износостойкости металлов и сплавов. В зависимости от основных технологических параметров процесса ППД максимальные остаточные напряжения сжатия могут достигать 1100-1600 МПа [51].

При обработке цилиндрических деталей ППД в поверхностных слоях обработанных деталей формируются осевые и тангенциальные остаточные напряжения сжатия, а также незначительные радиальные напряжения растяжения.

Установлено, что между глубиной залегания остаточных сжимающих напряжений и их величиной существует определенная зависимость. Чем больше

18

абсолютное значение напряжений, тем меньше глубина их залегания, т. е. тем больше градиент напряжений.

Повышение твердости упрочненного слоя. Обработка деталей ППД, осуществляемая в холодном состоянии, сопровождается повышением сопротивления деформации и уменьшением пластичности металла. Это связано главным образом со структурными превращениями за счет увеличения числа дефектов кристаллического строения [40].

Упрочнение металла в ППД принято характеризовать степенью и глубиной наклепа [36]. Пластическая деформация распространяется на определенную глубину от поверхности детали, которая имеет повышенную твердость по сравнению с основным материалом [50,84].

Глубина упрочнения верхнего слоя зависит от обрабатываемого материала и условий обработки, тесно связанных с целью применения ППД. В случае чистовой обработки глубина упрочнения невелика - несколько десятых миллиметра. Для упрочняющей поверхностной пластической обработки она почти в 10 раз больше и достигает для углеродистых сталей нескольких или даже нескольких десятков миллиметров [38].

Под степенью наклепа (СН) понимают степень увеличения твердости поверхности после ППД, которая рассчитывается по формуле [69]:

НУХ - НУ0

СН

НУ0

100%,

(1.1)

где ИУ0 - микротвердость основного материала (исходного); ИУ1 - максимальная микротвердость поверхности после обработки ППД.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Фам Ван Ань, 2021 год

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Ар кулис Г.Э., Дорогобод В.Г. Теория пластичности. М.: Металлургия, 1987. 352 с.

2. Балтер М.А. Упрочнение деталей машин. М.: Машиностроение. 1978. 184 с.

3. Басов К.A. Ansys: справочник пользователя. М.: ДМК Пресс, 2005. -640 с.

4. Беляев, Г. С.. Табачников П. И. Технология производства валов. Л.: Машгнз, 1961. 252 с.

5. Бернштейн М.Л., Займовский В.А. Механические свойства металлов. М.: Металлургия, 1979. 495с.

6. Блюменштейн В.Ю., Зайдес С.А., Рахманове Х.М. Технологические процессы поверхностного пластического деформированпя-монография под ред. С.А Зайдеса. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2007. 404 с.

7. Блюменштейн В.Ю., Смелянский В.М. Механика технологического наследования на стадиях обработки и эксплуатации деталей машин. М.: Машиностроение, 2007. 399 с.

8. Бойко Н.И. Ресурсосберегающие технологии повышения качества поверхностных слоев деталей машин: Учебное пособие для вузов ж.д. транспорта. М.: Маршрут, 2006. -198 с.

9. Бруяка В.А., Фокин В.Г., Кураева Я.В. Инженерный анализ в ANSYS Workbench. Самара: Самар. гос. техн. ун-т. 2013. 149 с.

10. В. М. Торбило. Алмазное выглаживание технологические. М.: Машиностроение. 1972. 104 с.

11. ГОСТ 23207-78. Сопротивление усталости. Основные термины, определения и обозначения : Издательство стандартов, 1981. 30 с.

12. Дель Г.Д. Определение напряжений в пластической области по распределению твердости, М,: Машиностроение, 1971. 199 с.

13. Дель Г.Д. Технологическая механика. М: Машиностроение, 1978.

174 с.

14. Демкин Н.Б., Рыжов Э.В. Качество поверхности и контакт деталей машин. М.: Машиностроение. 1981. 244 с.

15. Деныцик Н.М. Некоторые вопросы пластического течения металлов при ротационном деформировании // Доклады ТСХА, 1961. Вып. 6. С. 219-231 с.

16. Драчев О.И. Технология изготовления маложестких осесимметричных деталей. М.: Политехника, 2012. 289 с,

17. Драчев О.И. Управление технологической наследственностью деталей малой жесткости. Ирбит: ОНИКС, 2011. 192 с

18. Дунин-Барковский II.В., Карташова А.Н. Измерение и анализ шероховатости, волнистости и некруглости поверхности. М.: Машиностроение, 1978. 232 с.

19. Ежелев A.B., Бобровский H.H., Лукьянов A.A. Анализ способов обработки поверхностно-пластическим деформированием // Фундаментальные исследования, 2012. №6. С. 642-646.

20. Емельянов В. Н. Правка деталей машин поверхностным пластическим деформированием: монография. Новгород: НовГУ, 1996. 127

21. Жасимов М. М. Управление качеством деталей при поверхностном пластическом деформировании. Алма-Ата: Наука, 1986. 208 с.

22. Зайдес С.А., Бобровский И.Н., Фам Ван Ань. Влияние кинематики локального деформирования на напряженное состояние поверхностного слоя/7 Наукоемкие технологии в машиностроении, 2019. Х°5 (95), С. 32-38,

23. Зайдес С.А.. Емельянов В.Н., Полов М.Е., Кропоткина Е.Ю., Бубнов A.C. Деформирующая обработка валов. Иркутск. Изд-во ИрГТУ, 2013. 449 с.

24. Зайдес С.А., Забродин Б.А., Мураткин В.Г. Поверхностное пластическое деформирование. Иркутск: Изд-во Иркутск, гос. техн. ун-та, 2002. 304 с.

25. Зайдес С.А.. Исаев А.И. Технологическая механика осесимметричного деформирования. Иркутск: Нзд-во ИрГТУ, 2007. 427 с.

26. Зайдес С.А., Нго Као Кыоиг Новые технологические возможности отделочно-упрочняющей обработки поверхностным пластическим деформированием // Наукоемкие технологии в машиностроении, 2017. №3 (69). С. 25-30.

27. Зайдес С.А., Нго Као Кыоиг. Бубнов A.C. Стесненное деформирование при обработке металлов. Монография. Изд-во LAP LAMBERT Academic Publishing-Германия, 2016. 231 с.

28. Зайдес С.А., Нго Као Кыоиг. Влияние кинематики процессов поверхностного пластического деформирования на качество упрочненного слоя // Упрочняющие технологии и покрытия, 2017. №5(149). С. 235-240.

29. Зайдес С.А., Нго Као Кыонг. Влияние поверхностного пластического деформирования в стесненных условиях на качество упрочненного слоя // Упрочняющие технологии и покрытия, 2017. № 11. С. 491-494.

30. Зайдес С.А., Нго Као Кын. Исследование внеконтакных деформаций при локальном нагружении // Вестник науки и образования Северо-Запада России. Калининград, 2015. Т1. №3. С. 6-13.

31. Зайдес С.А., Нго Као Кыонг. Поверхностное деформирование в стесненых условиях: монография. Иркутск: Нзд-во ИРННТУ, 2018. 236 с.

32. Зайдес С.А., Нго Као Кыонг. Современный подход к определению напряженного состояния в очаге деформации при локальном нагружении // Известие высших учебных заведений. Машиностроение, 2016. №7. С. 56-63.

33. Зайдес С.А., Фам Ван Ань. Влияние параметров деформирующего инструмента на шероховатость упрочненных поверхностей при орбитальном выглаживании II Упрочняющие технологии и покрытия, 2020. № 1.С. 3-7.

34. Зайдес С.А., Фам Ван Ань. Оценка отклонения от круглости цилиндрических деталей при орбитальном выглаживании /V Наукоемкие технологии в машиностроении, 2020. № 12. С. 7-12.

35. Зайдес С.А. Новые способы поверхностного пластического деформирования при изготовлении деталей машин // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова, 2018. Т. 16. № 3. С. 129-139.

36. Зубарев Ю.М. Специальные методы обработки заготовок в машиностроении. Учебник. СПб.: Издательство «Лань», 2015. 400 с.

37. Зуев Л.Б., Данилов В.И Физические основы прочности материалов. Изд-во "Интеллект", 2013. 373 с.

38. Косилова А.Г., Мещерякова Р.К. Справочник технолога-машиностроителя. Том 2. М.: Машиностроение, 1986. 496.

39. Кропоткина Е.Ю. Аналитическое исследование влияния параметров обкатывания на шероховатость поверхности // Упрочняющие технологии и покрытия, 2012. № 1. С. 6-9.

40. Лахтпн Ю.М.. Леонтьева В.П. Материаловедение. М,: Машиностроение, 1990. 528 с.

41. Лебедев В.А. Эффективные технологии поверхностного пластического деформирования и комбинированной обработки / под ред. A.B. Киричек. М.: Издательский дом «Спектр», 2014. 403 с.

42. Мартыненко О.В. Исследование влияния напряженного состояния в зоне контакта на кинематику точек деформируемой поверхности при

поверхностном пластическом деформировании роликами // Успехи современного естествознания, 2013. №7. С, 63-65.

43.Маталин A.A., Ильяшенко A.A. Влияние направление выглаживания и раскатывания на шероховатость и износостойкость обработанных поверхностей. Вестник машиностроения, 1975. №3 С, 74-75.

44. Матяш В. И.. Максимов В.В., Анкин A.B. Математическое моделирование формообразования деталей класса нежестких валов // Вестник машиностроения, 1997. №3. С. 27-30.

45. Махалов М.С. Расчетные модели остаточных напряжений поверхностного слоя после упрочнения способами поверхностного пластического деформирования /V Обработка металлов, 2012. №3. С. 11046. Машиностроение. Энциклопедия. Т. III-3, Технология

изготовления деталей машин / А.М. Дальский, А.Г. Суслов, Ю,Ф. Назаров и др.; под общ. ред. А.Г. Суслова. М.: Машиностроение, 2000. 840 с.

47. Москвитпн В.В. Пластичность при переменных нагружениях. М.: Изд-во Моск. пн-та, 1965. 262 с.

48. Мяченков В.И.. Мальцев В.П., Майборода В.П. Расчеты машиностроительных конструкций методом конечных элементов. М.: Машиностроение, 1989. 520 с.

49. Овсеенко Е.С. Качество поверхностного слоя деталей, упрочненных методами поверхностного пластического деформирования / Овсеенко А.Н., Клауч Д.Н., Кущева М.Е., Овсеенко Е.С // Упрочняющие технологии и покрытия, 2010. № 8. С. 13-19.

50. Одинцов Л.Г. Упрочнение и отделка деталей поверхностным пластическим деформированием: Справочник. М.: Машиностроение, 1987. 328 с.

51.Папшев Д.Д. Отделочно-упрочняющая обработка поверхностным пластическим деформированием. М.: Машиностроение, 1987. 152 с.

52. Патент № 2705043, Российская Федерация, СПК-В24В 39/04. Устройство для поверхностного пластического деформирования / Зайдес С.А., Фам Ван Ань. Опубл. 01.11.2019. Бол. №31.

53.Патент № 2707844, Российская Федерация. СПК-В24В 39/04. Способ поверхностного пластического деформирования / Зайдес С.А., Фам Ван Ань. Опубл. 29.11.2019. Бюл. № 34.

54. Пашков А.Е. технологические связи в процессе изготовления длинномерных листовых деталей. Иркутск: Нзд-во НрГТУ, 2005. 138 с.

55. Поляк М.С. Технология упрочнения. В 2 т. Т. 2- М.: Машиностроение, 1995. 688 с.

56. Попова В.В. Поверхностное пластическое деформирование и физико-химическая обработка. Рубцовск: Рубцовский индустриальный институт, 2013. 98 с.

57. Пригоровский H.H. Методы и средства определения полей деформаций и напряження: Справочник. М.: Машиностроение, 1983. 248 с.

58. Приходько В.М.. Петрова Л.Г.. Чудина О.В. Металлофизические основы разработки упрочняющих технологий. М.: Машиностроение, 2003. 384 с.

59. Радченко В.П., Саушкин М.Н. Ползучесть и релаксация остаточных напряжений в упрочненных конструкциях. М.: Машиностроение-1, 2005. 226 с.

60. Решетов Д.Н. Работоспособность и надежность деталей машин. М.: Высш. шк, 1974. 206 с.

61.Розенберг A.M., Розенберг O.A. Механика пластического деформирования в процессах резания и деформирующего протягивания. Киев: Наукова Думка, 1990. 320 с.

62. Розенберг O.A. Механика взаимодействия инструмента с изделием при деформирующем протягивании. Киев: Наук, думка. 1981. 288 с.

63.Розин Л.А. Метод конечных элементов в применении к упругим системам. М.: Стройиздат, 1977, 128 с.

64. Розин Л.А. Основы метода конечных элементов в теории упругости. Л.: Изд-во ЛПИ, 1972. 80 с.

65. Самуль В.И. Основы теории упругости и пластичности: Учебное пособие для инженерно-строительных специальностей вузов. М.: Высшая школа, 1970. 288

66. Семенова О.Ю., Кирпичев В.А., Денискина Е.А. Оценка коэффициента влияния остаточных напряжений на предел выносливости при изгибе цилиндрических деталей // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета им. Академика. 2012. № 3. С. 154-157.

67. Сердюк О.В. Моделирование процесса деформирования поверхностного слоя при обкатке цилиндрическим роликом // Обработка материалов давлением, 2012. № 3 (32), С, 15-18.

68. Сидякин Ю.И.. Осипенко А.П., Бочаров Д.А. Совершенствование технологии отделочно-упрочняюшей обработки валов поверхностным пластическим деформированием // Упрочняющие технологии и покрытия, 2007. № 8. С. 23-26.

69. Смелянский В. М. Механика упрочнения деталей поверхностным пластическим деформированием. М,: Машиностроение, 2002. 300 с.

70. Смелянский В.М., Калпин Ю.Г.. Баринов В,В. Исчерпание запаса пластичности металла в поверхностном слое деталей при обработке обкатыванием // Вестник машиностроения, 1990, № 8. С. 55—61.

71. Сорокин В.М.. Курников A.C. Основы триботехники и упрочнения поверхностей деталей машин. Н. Новгород: Издательство ФГОУ ВПО ВГАВТ, 2006. 296 с.

72. Справочник технолога под общей ред. Суслова А.Г. М. Инновационное машиностроение, 2019. 800 с.

73. Справочник технолога-машиностроителя. В 2 т. / Под ред. А.Г. Косиловой. М.: Машиностроение, 1973. 685с.

74. Сторожев М.В., Попов Е.А. Теория обработки металлов давлением. М.: Машгиз, 1957. 324 с.

75. Стренг К., Фикс Дж. Теория метода конечных элементов. М.: Мир. 1977. 349 с.

76. Сулима A.M., Шулов В.А.. Ягодкин Ю.Д. Поверхностный слой и эксплуатационные свойства деталей машин. М.: Машиностроение, 1988. 239

77. Суслов А.Г. Качество машин: справочник: в 2 т. Т.1 / А.Г.Суслов. Э.Д. Браун, H.A. Виткевич и др. М.: Машиностроение, 1995. 256 с.

78. Суслов А.Г. Качество машин: справочник: в 2 т. Т.2 / А.Г.Суслов. Ю.В.Гуляев. A.M. Дальский и др. М.: Машиностроение, 1995. 430 с.

79. Суслов А.Г. Качество поверхностного слоя деталей машин, М. : Машиностроение, 2000. 318 с.

80. Суслов А.Г., Федоров В.П.. Горленко O.A. Технологическое обеспечение и повышение эксплуатационных свойств деталей и их соединений / под ред. Суслова А.Г. М.: Машиностроение, 2006. 448 с.

81.Терентьев В.Ф. Усталость металлических материалов. М. : Наука. 2003. 354 с.

82. Терентьев, В.Ф. Усталость металлов / В. Ф. Терентьев, С. А. Кораблева. М.: Наука, 2015. 479 с.

83. Технология и инструменты отделочно-упрочняющей обработки деталей поверхностным пластическим деформированием: справочник: в 2-х т. Т. 1 / под общ. ред. А. Г. Суслова. М.: Машиностроение, 2014. 480 с.

84. Технология поверхностной пластической обработки / В. Пшибыльский. Перевод с польского Г.Н. Мехеда. Под ред. А.Ф. Пименова. М.: Металлургия, 1991. 477 с.

85. Тимошенко С. П., Гудье Дж. Теория упругости. М.: Наука, 1979.

560 с.

86. Тимошенко С.П., Гере Дж. Механика материалов. М.: Изд-во Мир, 1976. 669 с.

87. Томсен Э., Янг Ч.. Кобаяшп Ш. Механика пластических деформаций при обработке металлов. М. Машиностроение, 1969. 503 с.

88. Трефилов В.II., Моисеев В.Ф., Печковский Э.П.и.д. Деформационное упрочнение и разрушение поликристаллических материалов. Киев : Наукова думка, 1989. 256 с.

89. Трофимов В.В., Радсева Е.Н. Об изменении напряжений в упрочненных приповерхностных слоях изделий при усталости // Проблемы прочности, 1979. №7. С. 30-33.

90. Тушинский Л.II. Теория и технология упрочнения металлических сплавов. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1990. 306 с.

91.Харди Т., Баромат С., Тордион М. Вдавливание жесткой сферы в упругопластическое полупространство // Механика, 1972. № 2. С. 41-53.

92. Хейфец С.Г. Аналитическое определение глубины наклепанного слоя при обработке роликами стальных деталей: ЦНИИТМАШ, кн. 49. М.: Машин, 1952. С. 74-93.

93. Цвик Л.Б. Применение метода конечных элементов в статике деформирования. Иркутск: Пзд-во Иркутск, ун-та, 1995. 126 с.

94. Чепа П.А. Технологические основы упрочнения деталей поверхностным деформированием. Минск: Наука и техника, 1981. 128 с.

95. Чепа П.А., Андрияшин В.А. Эксплуатационные свойства упрочненных деталей, Минск: Наука и техника, 1988. 192 с.

96. Чернышев Г.Н., Попов А.Л., Козинцев В.М., Пономарев И,И. Остаточные напряжения в деформируемых твердых телах. М.: Наука. Физматлпт, 1996. 240с.

97. Черняк H.H. Механические свойства стали в области малых пластических деформаций. Киев: Изд-во АН УССР, 1962. 104 с.

98. Чиченев H.A., Кудрин А.Б., Полухин П.И. Методы исследования процессов обработки металлов давлением. М.: Металлургия, 1977. 311 с.

99. Шарипов Б.У. Формирование поверхностного слоя при обработке деталей методами поверхностного пластического деформирования // Вестник машиностроения, 2000. №8. С. 46-48.

100. Шахов В.П., Школьник Л.М. Выбор технологических параметров накатки по остаточным напряжениям // Вестник машиностроения, 1962. №6. С. 60-63.

101. Шнейдер Ю.Г. Технология финишной обработки давлением: Справочник. СПб: Политехника, 1988. 414 с.

102. Э.В. Рыжов, А.Г. Суслов, В.П. Федоров. Технологическое обеспечение эксплуатационных свойств деталей машин. М.: Машиностроение, 1979. 176 с,

103. Ярушин, С. Г. Технологические процессы в машиностроении: учебник для бакалавров / С. Г. Ярушин. М.: Издательство Юрайт. 2019. 564 с.

104. Ящерицын П.И., Минаков А.П. Упрочняющая обработка нежестких деталей в машиностроении. Минск: Наука и техника, 1986. 215

105. Konig Н. Glattwalzen. Stuttgart: Das Industrieblat, 1954. 220 р.

106. Lebedko A.I. Increase in the endurance of textile equipment parts by surface plastic deformation // Metal Science and Heat Treatment. 1982. T. 24, № 4. C. 295-297.

107. Pate 1 N.K., Patel K.A. Parametric optimization of process parameter for roller burnishing process: a review // International Journal of Advanced Engineering Research and Studies, 2013. T. 2. № 2. C. 53-56.

108. Sowerby R., Uko R., Tomita Y. // Materials Science and Engineering, 1979. V. 41 (1). P. 43-58.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Список сокращений и условных обозначений

Ь - глубина наклепа;

НУг, НУ2 - микротвердость исходная и после упрочнения;

СН - степень наклепа;

НЯВ. НЫС - твердость по Роквеллу;

НВ - твердость по Бринеллю;

в - модуль сдвига;

а - угол наклона рабочего инструмента;

Е - модуль упругости;

ц. - коэффициент Пуассона;

Е1 - модуль упрочнения;

От - предел текучести;

оЕ - предел прочности;

1} - коэффициент трения;

оь ог, а? - главные составляющие напряжения; £1> Ег> £з ~ главные составляющие деформации;

£1 - интенсивность деформаций по Мизесу;

01 - интенсивность напряжений по Мизесу; авр - временное напряжение;

вр

ах - временное напряжение по оси х;

вр

Оу - временное напряжение по оси у;

вр

02 - временное напряжение по оси ъ; аос - остаточное напряжение;

- остаточное напряжение по оси х; а"ус - остаточное напряжение по оси у;

а£с - остаточное напряжение по оси г;

¡ъ - высота упругопластической волны;

/в - длина упругопластической волны;

1 - глубина внедрения инструмента (величина натяга);

Яь - радиус орбитального вращения;

Р - внешняя сила;

Яи- радиус рабочего инструмента;

с1- диаметр заготовки;

п3 - частота вращения заготовки;

э - продольная подача;

пн - частота вращения инструмента;

<т|!р, - радиальное временное и остаточное напряжение;

афР' а<р ~ тангенциальное временное и остаточное напряжение;

агР' ~ осевое временное и остаточное напряжение;

Яа - среднее арифметическое отклонение профиля;

Яг - высота неровностей профиля по десяти точкам;

Бш - средний шаг микронеровностей;

Яу - наибольшая глубина впадины профиля;

и - интенсивность износа диаметра вала;

Бо - диаметр образцов до изнашивания;

- диаметр образцов после изнашивания; Ь - длина заготовки;

Явр - радиус вращения инструмента относительно вертикальной оси;

Ьпл - ширина пластической зоны;

Япл - радиус пластической зоны;

Бл - площадь пластической зоны;

Бл - площадь пластической зоны;

ёу - диаметр упругой зоны;

Дкр - отклонение от круглости;

Отах - максимальный диаметр из сечений образца;

Ртш - минимальный диаметр из сечений образца;

ПРИЛОЖЕНИЕ Б Статистическая обработка экспериментальных данных

Для оценки точности экспериментальных данных используется статистическая обработка экспериментальных данных. Последовательность статистической обработки выполняется следующими этапами: 1. Определение среднего арифметического значения X:

1X1—^

¿=1

п

X =

где х— результат единичного измерения, и - число измерении. 2. Определение средней квадратичной ошибки

5 =

п

1 П

¿=1

3. Определение значения доверительного интервала .у. Доверительный интервал - это интервал, в котором находится истинное значение определяемой величины с заданной доверительной вероятностью,

(* - щ) < * < (х + 1а>к

где Б/^рп, обозначают через и называют квадратичной ошибкой среднего арифметического, а 1ак ■ % = еаЛ.называют абсолютной ошибкой среднего арифметического.

Тогда доверительный интервал выражается формулой:

~~ £а,к$х) < х < (х +

или

{х - £а,к) <Х<{х + £аЯ), где а - доверительная вероятность (обычно значение а принимают равно 0.95); £а,к ~ критическое значение I-критерия Стьюдента, которое задается величиной а и число степени свободы к (к = и-1).

4. Определение относительной ошибки еотн по формуле:

£отн = ^ 100%. х

Для каждого режима обработки проведены по 2 образцам и на каждом образце из стали 45 проведено измерение в трех местах, то есть число измерений при одном режиме п = 6. С доверительной вероятностью а = 0,95 и числом степени свободы к = 5, по таблице критических значений X - критерия Стьюдента находится теоретическое значение критерия Ьак = 2,571. Для каждого значения обжатия при измерении отклонения от прямолинейности оси проведены по 6 образцам.

Таблица Б.1 - Результаты статистической обработки экспериментальных данных измерений отклонения от круглости образцов в зависимости от угла наклона рабочего инструмента (а)

а, град XI (Дкр, мкм) X 8г 0,95 Еотеь %

0 7,2 7,6 6,9 6,9 7,5 7,2 7,22 0,09 0,12 0,31 4,29

2 7,5 7,9 8,0 7,1 7,0 7,2 7,45 0,18 0,17 0,44 5,91

4 7,7 7,4 8,1 7,4 7,2 7,9 7,62 0,12 0,14 0,36 4,72

6 8,0 7,7 8,6 7,7 8,3 7,6 7,98 0,16 0,16 0,41 5,13

8 8,5 8,2 8,1 9,0 8,0 8,8 8,43 0,17 0,17 0,44 5,91

Таблица Б.2 - Результаты статистической обработки измерения шероховатости образцов в зависимости от угла наклона рабочего

инструмента (ос)

а, град мкм) X й1 Еотнп о

0 0,30 0,29 0,33 0,27 0,33 0,31 0,305 5/1. НИ 9,5.10-3 0,024 7,86

2 0,35 0,38 0,36 0,32 0,32 0.34 0,345 5Д1СИ 9,6 10- 0,025 7,25

4 0,39 0,37 0,41 0,36 0,37 0.43 0,388 7,36. 104 0,011 0,028 7,34

6 0,50 0,57 0,52 0,48 0,46 0,51 0,507 1,43. 10"3 0,016 0.041 8,09

8 0,80 0,85 0,84 0,77 0,85 0,73 0,807 2,43. Ю-3 0,020 0,051 6,32

Таблица Б.З - Результаты статистической обработки измерения глубины упрочнения образцов в зависимости от угла наклона рабочего

инструмента (а)

от, град (Ъ, мм) X £а=0,95 Еотнч ° 0

0 1;37 1;39 1.43 134 133 13§ 1373 1,55.10"3 0,016 0,041 2,98

2 1.40 137 135 1,41 138 1,46 1395 1,47.10"^ 0,016 0,041 2,93

4 1,42 1,42 1.45 1.40 138 1.48 1.425 1,27.103 0,014 0,036 2,51

6 1.45 1.43 1,41 1.48 1.43 1,52 1.453 0,95.103 0,013 0,033 2,27

8 1.48 1.49 1.53 1.43 1.46 1,52 1,485 1,39.103 0,015 0,038 2,56

Таблица Б.4 - Результаты статистической обработки измерения микротвердости образцов в зависимости от угла наклона рабочего

инструмента (а)

а, град 51 (НУоДмал) X £а=0,95 £отн- ° 0

0 306 301 309 305 310 301 305,3 14,67 1,56 4,01 1,32

2 318 320 316 318 313 319 317,3 6,27 1,02 2,62 0,83

4 325 327 321 320 325 330 324.6 13,87 1.52 3,91 1,21

б 331 331 334 337 326 329 331,4 13,07 1,48 3,81 1,15

8 336 339 338 334 340 332 336,5 8,25 1,17 3,01 0,89

По таблице БЛ-Б.4 получено максимальное значение относительно! ошибки результатов при:

- измерении отклонения от круглости не превышает 6%;

- измерении шероховатости не превышает 9%:

- измерении глубины упрочнения не превышает 3%;

- измерении микротвердости не превышает 2%;

ПРИЛОЖЕНИЕ В

Копия 2 патентов на изобретение