Повышение эффективности процесса формирования качества деталей из высокопрочных сталей комбинированным алмазным выглаживанием тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.08, кандидат технических наук Долгов, Виталий Анатольевич
- Специальность ВАК РФ05.02.08
- Количество страниц 156
Оглавление диссертации кандидат технических наук Долгов, Виталий Анатольевич
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА
1.1. Анализ статистики отказов деталей из высокопрочных сталей в авиационной технике
1.2. Причины отказов деталей из высокопрочных сталей
1.3. Методы упрочнения деталей из высокопрочных сталей
1.4. Сущность упрочнения деталей методом комбинированного алмазного выглаживания
1.4.1. Формирование остаточных напряжений при упрочнении
1.4.2. Теплофизический анализ при пластическом деформировании
1.4.3. Микрогеометрия выглаженной поверхности
1.5. Цель и задачи исследований
2. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Разработка общей методики теоретических и
экспериментальных исследований
2.2. Методика проведения испытаний и измерений
2.3. Методика обработки результатов экспериментальных исследований
2.4. ВЫВОДЫ
3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ КОМБИНИРОВАННОГО УПРОЧНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ ВЫГЛАЖИВАНИЕМ
3.1. Оценка влияния технологических факторов ППД на
остаточные напряжения в поверхностном слое
3.1.1. Расчет температурных полей при комбинированном алмазном выглаживании
3.1.2. Оценка механических свойств поверхностного слоя в процессе комбинированного упрочнения
3.1.3. Определение влияния температуры на механические и теплофизические свойства поверхностного слоя
3.2. Алгоритмическая модель оценки остаточных напряжений после комбинированного алмазного выглаживания
3.3. Выводы
4. ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ КОМБИНИРОВАННОГО ВЫГЛАЖИВАНИЯ НА СОСТОЯНИЕ ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА ДЕТАЛЕЙ ИЗ ВЫСОКОПРОЧНЫХ СТАЛЕЙ
4.1. Влияние технологических факторов комбинированного выглаживания на упрочнение поверхностного слоя
4.2. Влияние технологических факторов комбинированного выглаживания на осевые остаточные напряжения в поверхностном слое
4.3. Влияние технологических факторов комбинированного выглаживания на шероховатость поверхности
4.4. Влияние технологических факторов комбинированного выглаживания на усталостную прочность деталей из
стали 30ХГСН2А
4.5. Выводы
5. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО ПОВЫШЕНИЮ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ДЕТАЛЕЙ
КОМБИНИРОВАННЫМ ВЫГЛАЖИВАНИЕМ
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ ПРИЛОЖЕНИЕ
Рекомендованный список диссертаций по специальности «Технология машиностроения», 05.02.08 шифр ВАК
Ветеринарно-санитарная оценка мяса лося и кабана в Березинском заповеднике1975 год, кандидат ветеринарных наук Литвинов, Василий Федорович
Повышение противозадирной стойкости деталей поверхностным пластическим деформированием2007 год, кандидат технических наук Кафтарев, Виктор Павлович
Повышение усталостной прочности деталей из высокопрочных сталей при производстве и восстановлении ударными методами ППД2018 год, кандидат наук Зык Евгений Николаевич
Повышение эффективности процесса алмазного выглаживания деталей ГТД и авиаагрегатов на основе определения рациональных условий обработки2022 год, кандидат наук Швецов Алексей Николаевич
Технологические основы отделочно-упрочняющей обработки осциллирующим выглаживанием2019 год, кандидат наук Нгуен Ван Хинь
Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение эффективности процесса формирования качества деталей из высокопрочных сталей комбинированным алмазным выглаживанием»
ВВЕДЕНИЕ
Одной из важнейших задач машиностроения на современном этапе является обеспечение надежности изделий, их конкурентоспособности на мировом рынке, что требует повышения физико-механических свойств конструкционных материалов и совершенствование технологии их обработки.
Эффективность современного производства и уровень качества изделий в значительной мере определяется совершенством процессов механической обработки, методов и инструментов для их реализации /1, 2, 3/. Перспективное движение в этом направлении возможно за счет создания новых методов обработки, а также за счет совершенствования и рационального использования ранее известных.
Среди задач машиностроения особое место занимает проблема повышения безотказности и долговечности деталей современной авиационной техники, изготавливаемых из высокопрочных конструкционных сталей типа 30ХГСН2А, 25Х2ГНТА, 30Х2ГСН2ВМ, ВНС, ВНЛ и др. Высокопрочные стали применяются при изготовлении изделий авиационной техники, для которых важно уменьшение массы при сохранении высокой прочности, для изготовления высоконагруженных и ответственных деталей.
Авиационные конструкции в процессе эксплуатации испытывают высокие статические и динамические знакопеременные нагрузки при взлете, посадке и т.д., а также воздействия высоких температур, агрессивных газовых и жидкостных сред, приводящие к их быстрому разрушению. Элементы этих конструкций должны обладать высокой усталостной прочностью в широком диапазоне нагрузок и температур.
Увеличение прочности высокопрочных материалов приводит к повышению чувствительности к концентраторам напряжений и поверхностным дефектам. Для обеспечения требуемого уровня безотказности и долговеч-
ности, такие детали в процессе изготовления и ремонта подвергаются упрочнению поверхностей м пластическим деформированием (ППД).
Широкое применение для упрочнения деталей из высокопрочных сталей получил метод алмазного выглаживания. Этот метод обеспечивает высокое качество поверхностного слоя при сравнительно небольших затратах на его реализацию.
Высокая эффективность использования методов алмазного выглаживания деталей машин доказана работами Хворостухина Л.А. /4, 5, 6/, Торбило В.М. /7, 8, 9/, Смелянского В.М. /10, 11/, Папшева Д.Д. /12/, Одинцова Л.Г. /13, 14, 15/, Грановского Э.Г. /16, 17/, Волкова В.А. /18/, Чекина Г.И. /19/, В.К. Яценко /20/, Барац Я.И. /21/, Маркуса Л.И. /22/, Чепа П.А. /23/ и других исследователей, а также подтверждается практикой современного машиностроения.
Для повышения эффективности упрочнения деталей авиационной техники из высокопрочных сталей, снижения вероятности их усталостного разрушения в процессе эксплуатации, предложен новый способ реализации процесса выглаживания. Такой способ назван комбинированным алмазным выглаживанием. Он обеспечивает формирование наиболее благоприятных свойств поверхностного слоя деталей для повышение их малоцикловой и многоцикловой усталости. Дает возможность целенаправленного управления распределением физико-механических свойств поверхностного слоя, создания в поверхностном слое благоприятных эпюр распределения остаточных напряжений и микротвердости, а также формирования нового микрорельефа поверхности.
Работа посвящена повышению надежности деталей авиационной техники из высокопрочных сталей комбинированным методом ППД, заключающимся в поверхностном пластическом деформировании цилиндрической
поверхности детали двумя (и более) алмазными инструментами, каждый из которых имеет свои конструктивные и технологические параметры.
N
Разработана методика расчета распределения температуры в поверхностном слое при комбинированном алмазном выглаживании. Выявлены закономерности изменения механических и теплофизических свойств деталей из высокопрочных сталей в зависимости от степени деформации и температуры нагрева поверхностного слоя в процессе комбинированного выглаживания.
Разработаны математические модели оценки эпюры распределения остаточных напряжений и микротвердости в поверхностном слое после комбинированного алмазного выглаживания.
Разработана математическая модель для расчета шероховатости Кг с учетом упрочнения поверхностного слоя.
Выявлены закономерности изменения свойств поверхностного слоя деталей из высокопрочной стали 30ХГСН2А и их усталостной прочности в зависимости от технологических факторов комбинированного выглаживания. Проведена оптимизация технологического процесса упрочняющей обработки деталей авиационной техники.
Разработаны технологические рекомендации по комбинированному выглаживанию деталей из высокопрочных сталей и методика оценки технико-экономического эффекта от их использования. Проведены работы по внедрению разработанного процесса при изготовлении деталей на ОАО НПО "ЭНЕРГОМАШ".
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА
1.1. Анализ статистики отказов деталей из высокопрочных сталей в авиационной технике
Детали авиационной техники работают в условиях высоких динамических и статических нагрузок. При определенных амплитудах динамических нагрузок возникают значительные знакопеременные напряжения, приводящие к усталостному разрушению деталей и, как следствие, к авариям и катастрофам авиационной техники /24,25/.
Для выявления деталей и агрегатов, наиболее часто выходящих из строя, проводится анализ карточек неисправностей изделий авиационной техники. Распределение отказов систем летательных аппаратов в полете представлено на рис. 1.1.
41%
Рис. 1.1. Диаграмма распределения неисправностей систем летательных аппаратов: 1 - несущая система; 2 - шасси; 3 - гидросистема; 4 - силовая установка; 5 - прочие отказы.
Анализ диаграмм позволил выделить системы наиболее часто выходящие из строя. Он показал, что достаточно большой процент отказа этих си-
стем происходит из-за усталостного разрушения деталей, изготовленных из высокопрочных сталей. Именно такие отказы приводят к авариям техники и I катастрофам, потере дорогостоящей техники и гибели людей.
Так, только за один квартал на одном из авиационных ремонтных заводов было при ремонте изделий одной модификации забраковано и заменено по причине наличия трещин:
болтов стойки основного шасси из стали 30ХГСН2А, - 197 шт. ЗОХГСА
амортизаторов шасси из стали 30ХГСН2А - 16 шт.
поводков демпфера шасси из стали 30ХГСН2А - 9 шт.
болтов передней стойки шасси из стали 30ХГСН2А, -31 шт. ЗОХГСА
карданов из стали 30ХГСН2А - 66 шт.
Поэтому одной из наиболее актуальных технологических задач является повышение усталостной прочности деталей силовых конструкций авиационной техники, изготовленных из высокопрочных сталей.
1.2. Причины отказов деталей из высокопрочных сталей
По сравнению со сталью средней прочности высокопрочная сталь имеет ряд особенностей. Ей свойственна высокая чувствительность к концентраторам напряжений, усталостным нагрузкам, действию коррозионных сред и т.п. /3, 26, 27/. Указанные факторы приводят к резкому снижению усталостной прочности этих деталей.
Усталостная прочность - способность деталей машин сопротивляться разрушению при действии знакопеременных нагрузок /ГОСТ 27002-83/. В результате действия нагрузок в поверхностном слое детали накапливаются усталостные повреждения, ведущие к образованию трещин и ее разрушению (усталостное разрушение происходит при нагрузках, значительно меньших предела прочности материала). Механизм усталостного разрушения можно объяснить с позиции теории дислокаций, которая базируется на изменении прочности материала в зависимости от количества дефектов структуры - кривой Одинга.
Высокопрочные стали 30ХГСН2А, 30ХГСНМА, 25Х2ГНТА, 30Х2Н2ВМФА (ВКС-3), 40ХН2СМА (ЭИ 643) и другие предназначаются для изготовления ответственных деталей авиационной техники, как например, деталей шасси, балок и лонжеронов крыла, стабилизатора, полок поясов центроплана, болтов, осей, шпилек и др. /3,27/.
Эти детали работают в условиях высоких статических и динамических знакопеременных нагрузок, приводящих к быстрому накоплению усталостных повреждений, формированию трещин и разрушению. Их повреждения обусловлены, главным образом, усталостными разрушениями, т.е. недостаточной малоцикловой и многоцикловой усталостной прочностью /3, 28, 29, 30/, которая зависит от состояния поверхностного слоя.
Анализ статистических данных отказов (неисправностей) агрегатов и систем летательных аппаратов свидетельствует о том, что одной из наиболее актуальных технологических задач является повышение усталостной прочности деталей силовых конструкций авиационной техники, изготовленных из
I
высокопрочных конструкционных сталей типа 30ХГСН2А (30ХГСНА).
1.3. Методы упрочнения деталей из высокопрочных сталей
Усталостную прочность детали определяет поверхностный слой, состояние которого в свою очередь в основном определяется следующими параметрами: эпюрами распределения остаточных напряжений и прочностных характеристик поверхностного слоя, микрогеометрией поверхности детали. Целенаправленно управляя этими параметрами можно существенно повысить усталостную прочность.
Для повышения надежности работы деталей из стали высокой прочности, увеличения (в 3-5 раз) долговечности рекомендуется применять
ч
упрочнение поверхностным пластическим деформированием (ППД), а для деталей, предел прочности материала которых достигает 1S00 МП а, поверхностное упрочнение необходимо /27,30/.
Высокая эффективность применения методов ППД деталей машин доказана работами Кудрявцева И.В. /31, 32/, Сулимы A.M. /33/, Саверина М.М. /34/, Анисимовой И.В. /35/, Хворостухина JI.A. /36/, Смелянского В.М. /37/, Овсеенко А.Н. /38/, Папшева Д.Д. /39/, Мухина B.C. /40, 41, 42/, Жасимова М.М /43/, Плешакова В.В. /26, 44, 45, 46/, Кулешина A.B. /47/, Балтер М.А. /48/, Албагачиева А.Ю. /49/, Чернышова Е.И. /50/, Рыковского Б.П. /51/, Кузнецова Н.Д. /52/, Петросова В.В. /53/ и других исследователей, а также подтверждается практикой современного машиностроения в России и за рубежом /54, 55/.
Методы ППД обеспечивают повышение износостойкости деталей в среднем в 1,5...2 раза, предела выносливости на 40... 100%, контактной прочности на 30...40% /56/.
Выбор метода ППД определяется в основном конструктивными параметрами деталей, их материалом и требованиями, предъявляемыми к пара-
метрам качества их поверхностного слоя. Последние, в свою очередь, обусловлены эксплуатационными характеристиками деталей.
ППД может осуществляться различными методами: вибро- и пневмо-динамическим наклепом; дробеструйной, гидродробеструйной обработкой; алмазным выглаживанием, обкаткой роликами или шариками, обкаткой с наложением ультразвуковых колебаний, чеканкой и другими методами.
Перечисленные методы являются традиционными и широко применяемыми на практике. Возможности этих методов практически полностью реализованы. Существенным недостатком традиционных методов ППД является
то, что они приводят к однозначному распределению остаточных напряжений
»
и степени наклепа по глубине поверхностного слоя и не позволяют целенаправленно их изменять. Так, например, "ужесточение" режимов обработки (увеличение контактного давления) приводит к увеличению упрочненного слоя, максимальных остаточных напряжений и максимальной степени наклепа. Но при этом уменьшается величина остаточных напряжений на поверхности детали (в некоторых случаях возможно появление остаточных напряжений растяжения), а также происходит смещение максимальных остаточных напряжений и максимальной степени наклепа в глубь поверхностного слоя (рис. 1.2)/57/.
Для повышения усталостной прочности нужно стремиться не только к увеличению остаточных напряжений и степени наклепа, но и к снижению глубины залегания максимальных остаточных напряжений и максимальной степени наклепа Ьщах, а также к увеличению упрочненного слоя. Согласно рис. 1.2, а также работам Торбило В.М., Хворостухина Л.А., Смелянского В.М., Папшева Д.Д., Балтер М.А. и др. исследователей, обеспечение этих требований традиционными методами ППД является невыполнимой задачей.
оо, МПа 20 40 60 90 100 120 140 160 180 200 220 140 260 280 Ь, мкм
Рис. 1.2. Распределение осевых остаточных напряжений в поверхностном слое закаленной стали 30ХГСН2А в зависимости от режимов выглаживания: 1 - Р = 120 Н, Я = 1,5 мм; 2 - Р = 220 Н, Я = 1,5 мм; 3 - Р = 250 Н, Я = 3 мм; 4 - Р = 150 Н,Я = Змм.
Поэтому совершенствование уже известных, а также разработка новых методов поверхностного пластического деформирования, обеспечивающих формирование оптимальной эпюры распределения остаточных напряжений, степени наклепа и формирующих при этом требуемый микропрофиль поверхности, является резервом повышения усталостной прочности деталей.
1.4. Сущность упрочнения деталей методом комбинированного алмазного выглаживания
Для повышения эффективности упрочнения в последнее время применяются комбинированные методы. Большой вклад в становление комбинированных методов упрочнения внесли Бойцов А.Г. /58/, Папшев Д.Д. /38, 59/, Хворостухин Л.А. /4/, Плешаков В.В. /26, 44, 45/, Никифорова Т.В. /46/, Козырев В.К. /60/, Серебряков В.И. /61/, Мухин М.М. /42/ и др.
Используя принцип многократного программно изменяющегося силового воздействия /26, 45, 46, 61/ для упрочнения деталей типа тел вращения предложен новый способ программного ППД (11Ш1Д) - комбинированное алмазное выглаживание.
Сущность метода заключается в одновременном выглаживании поверхности детали несколькими инденторами, создающими в зоне контакта с обрабатываемой поверхностью разные контактные давления за счет различных усилий и радиусов рабочих поверхностей. Изменением программы на-гружения поверхности можно более тонко и целенаправленно управлять формированием остаточных напряжений, механических свойств поверхностного слоя, а также микрогеометрии поверхности детали и значительно повысить их эксплуатационные свойства.
При комбинированном выглаживании поверхностный слой (ПС) подвергается многократному упрочнению с разной интенсивностью деформации. Каждое воздействие формирует свою эпюру распределения остаточных напряжений (ОН) и микротвердости.
Результирующее распределение микротвердости в поверхностном слое определяется суммарным приращением микротвердости на каждом этапе /26, 37/.
Результирующей эпюрой будет эпюра ОН, интенсивность которых или степень упругопластической деформации будет наибольшей /26, 62, 63/. Схематично формирование результирующей эпюры представлено на рис. 1.3.
Рис. 1.3. Формирование результирующей эпюры ОН при комбинированном упрочнении: СТ]°(Ъ) - эпюра ОН, формируемая на первом этапе; <Т2°(Ь) - эпюра ОН, формируемая на втором этапе с учетом упрочнения поверхностного слоя; стрез°(Ь) - результирующая эпюра ОН.
1.4.1. Формирование остаточных напряжений при упрочнении
При упрочнении в поверхностном слое обрабатываемых деталей возникают ОН, которые существенно влияют на их эксплуатационные свойства. ОН возникают вследствие необратимых объемных изменений. Появление их обуславливается двумя основными факторами - пластической деформацией и нагревом ПС в процессе обработки. В результате действия пластической деформации возникают ОН сжатия, а действие нагрева приводит к возникновению ОН растяжения. Кроме того, в ПС при механической обработке возможны фазовые превращения и связанные с этим объемные изменения, которые
ф) А
11
а2°01)
сводятся к распаду остаточного аустенита с переходом его в мартенсит, что также вызывает появление ОН сжатия.
ОН формируются в основном в процессе деформационных, термических воздействий и структурных изменений /26, 49/. Расчет эпюры ОН - вопрос сложный. Как показал проведенный обзор до сих пор нет единых позиций расчета ОН при ППД (табл. 1.1).
Таблица 1.1
Аналитические методики расчета остаточных напряжений, формируемых
алмазным выглаживанием и обкатыванием
Автор и литературный источ- Выражение для определения остаточных напряжений, МПа
ник *
1 2
Смелянский
В.М. /37, 64, 65/ где ^х.ост(^)'а г ост О1) - соответственно осевые и тангенциальные ОН;
Ь - текущая координата глубины поверхностного слоя, м; сг(Ъ) - гидростатическое напряжение, МПа;
К - предел текучести материала при сдвиге, МПа;
6(Ь) - угол скольжения между касательной к линии
скольжения семейства а и осью ОХ.
^(Ь = 0)=-гК^ + у ' + 0,5ТН атЕ,
^(Ь-С)—К« + " ;-^т+0,5Тн .О, Е,
ЕО+
ит
где Кмах - предел текучести, соответствующий максимальной деформации сдвига, МПа;
сти - напряжение на площадке контакта, МПа; Ьр - полная глубина внедрения индентора в упрочняемую деталь, м;
ЕО - расстояние между границей очага деформирования на поверхности и точкой выхода индентора из контакта с упрочняемой деталью, м;
<3, <1} - параметры площадки контакта, м.
Торбило В.М.
/8/
^Х.ОСГ ~~ СТХ.Н <*Х.р :
где ох.н» о'г.н - упрутопластические напряжения нагрузки в осевом и тангенциальном направлениях соответственно,
®хл " ^мах
-2м
Рн V 1 + У V Рн
=
-р
Рн
мах
1"Рн
РИ2
+ 2уК(Х)н+2^
1 + у
ах.р, а2.р - упругие напряжения разгрузки в осевом и тангенциальном направлениях соответственно,
<*х.р ^мах
1-Рг
-2ц
1-
1 1Р,2 + У\-Г
п2М 1 ~ + у
Рр у 1 + у
ьМ
р,
■Щг
1-Р.
+ 2уК(л)]| + 2ц
1-
|РР2+У2 -2
1 + у
(ЧЧ. -
где Рщх - максимальное напряжение в зоне контакта, МПа;
Рн, Рр, у, ЦХ)р, Щи, Щр, К(А)и - эллиптические интегралы первого и второго рода;
р. - коэффициент Пуассона;
|Д* - переменный коэффициент Пуассона, определяемый методом переменных параметров упругости.
1 2
Плешаков В.В. /26/ СТосгО\Н~СТ0,2 где (Тост - тензо 00,2 - УСЛОВ Р - усилие il - показан ( \ 1- Л- ЗР р остаточных ный предел т< выглаживание зяь степени. п , МПа, напряжений, МПа; жучести, МПа;
Круцило В.Г. /66/ + мПа, W Х.ОСТ , 2 » AVAIAO, 1-й Ei^+ie««) azocr =---2- ' МПа, 1-й где ех ост, sZOCT - остаточные степени деформаций в осевом и тангенциальном направлениях соответственно; Е - модуль упругости, МПа.
Кравченко Б.А. /67/ * °хюст ^z-oct (л \т-| > (l-Mi)Ee где Стш* - интенсивность напряжений n-го приближения, МПа; Ре -коэффициент Пуассона в зависимости от напряженного состояния; Ец - модуль упругости материала детали в зависимости от напряженного состояния, МПа.
Большинство исследователей /37,64,8,67,43,66,61,68/ основываются на теореме о разгрузке /69/, согласно которой остаточные напряжения в поверхностном слое равны
сДЬ) = <(Ь) + МПа, (1.1)
где ау°(Ь) - тензор ОН, МПа,
ОуН(Ь) - тензор напряжений под нагрузкой, МПа, ацр(Ь) - тензор напряжений упругой разгрузки, МПа.
Тензор напряжений под нагрузкой СТцН(Ь) (или тензор начальных напряжений /68/), согласно (1.1), можно представить в виде суммы тензоров напряжений под нагрузкой, созданными деформационным воздействием СТуДн(Ь), тепловым стуДЬ) и структурными изменениями СТцстрн(Ь)- Аналогично тензор напряжений упругой разгрузки представим в виде суммы тензоров напряжений упругой разгрузки, обусловленных деформационным, тепловым воздействиями и структурными превращениями. С учетом вышесказанного ОН запишем в следующем виде:
Су^)=а13Дн(Ь)+аЛ^ (12)
где ацДЬ) + СуДЬ) = стд°(Ь), с^н(Ь) + а.ДЪ) = ат°(Ь),
СТусгрН(Ь) + СТцстрР(Ь) - СТстДЬ).
Проведенный анализ показал, что в литературе отсутствуют методики расчета остаточных напряжений после комбинированных методов ППД.
1.4.2. Теплофнзический анализ при пластическом деформировании
г
В результате ППД происходит интенсивное тепловыделение, сопровождающееся повышением температуры рабочей части деформирующего ин-
струмента и поверхности детали, которое сказывается на качестве ПС, и в частности, на его физико-механических свойствах.
► Теоретическое и экспериментальное изучение процесса теплообразова-
ния при пластическом деформировании рассмотрено в работах А.Н. Резникова /70, 71/, Д.Д. Папшева /72/, Б.А. Кравченко /67/, В.И. Серебрякова /61/, В.М. Торбило /8,9/, Я.И. Бараца /21/, Э.И. Зубкова /73/ и других исследователей.
Анализ работ вышеупомянутых авторов и основных выражений для определения контактной температуры при выглаживании и обкатывании деталей (табл. 1.2) позволяет определить основные факторы, влияющие на процесс теплообразования:
- скорость обработки оказывает доминирующее воздействие на температуру контакта; увеличение скорости резко увеличивает тепловыделения;
- сила выглаживания также способствует увеличению тепловыделения, но в меньшей степени, чем скорость;
- площадь пятна контакта (определяемая силой выглаживания, радиусом рабочей поверхности индентора, а также механическими свойствами обрабатываемого материала); уменьшение площади приводит к увеличению температуры;
- теплофизические свойства контактирующих материалов; чем выше теплопроводность материала, тем интенсивнее осуществляется теплоотвод из зоны контакта;
Похожие диссертационные работы по специальности «Технология машиностроения», 05.02.08 шифр ВАК
Теоретические основы охватывающего поверхностного пластического деформирования, технология и оборудование1999 год, доктор технических наук Зайдес, Семен Азикович
Разработка методологии и технологий упругопластического деформирования длинномерных деталей различной геометрической формы2012 год, доктор технических наук Кропоткина, Елена Юрьевна
Отделочно-упрочняющая обработка нежестких цилиндрических деталей орбитальным выглаживанием2021 год, кандидат наук Фам Ван Ань
Повышение эффективности упрочнения цилиндрических деталей машин реверсивным выглаживанием2024 год, кандидат наук Нгуен Хыу Хай
Обеспечение эксплуатационных свойств деталей и узлов ГТД локальным поверхностным легированием2018 год, кандидат наук Денисов, Леонид Владимирович
Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Долгов, Виталий Анатольевич, 1999 год
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Проектирование технологии: Учебник для студентов машиностроительных специальностей вузов/ И.М. Баранчукова, A.A. Гусев, Ю.Б. Крамаренко и др.; Под общ. ред. Ю.М. Соломненцева. -М.: Машиностроение, 1990.-416 е.: ил.
2. Колесов И.М. Основы технологии машиностроения: Учебник для машиностроительных вузов. - М.: Машиностроение, 1997. - 592 е.: ил.
3. Авиационные материалы: Справочник. /Отв. ред. Туманов А.Т. Изд. 6-е, перераб. и доп. Том 1. М.: Машиностроение, ОНТИ, 1975,
4. Технология поверхностного упрочнения деталей летательных аппаратов: Учебное пособие. /Л.А. Хворостухин, Б.П. Рыковский, В.Н. Бибаев, А.Ф. Волков и др. -М.: МАТИ, 1975,
5. Хворостухин Л.А. Опыт отделки поверхностей алмазным выглаживанием. - М.: ГОСИНТИ, 1968. - 17 с.
6. Повышение несущей способности деталей машин поверхностным упрочнением. /Л.А. Хворостухин, C.B. Шишкин, А.П. Ковалев P.A. Ишмаков. -М.: Машиностроение, 1988.
7. Торбило В.М. Алмазное выглаживание. -М.: Машиностроение, 1972,105 с.
8. Торбило В.М. Основы обеспечения качества и производительности при от-делочно-упрочняющей обработке выглаживанием. Дис.... д.т.н. -Пермь, 1986.-385 с.
9. Торбило В.М. Контактная температура и факторы теплоотвода при алмазном выглаживании. //Алмазы и сверхтвердые материалы, 1980. - №1 - С. 10-12.
10. Смелянский В.М. Исследование процесса алмазного выглаживания жестким инструментом. Дис.... к.т.н. -М.: 1969, -228 с.
11. Смелянский В.М., Маркус Л.И. Отделка и упрочнение поверхностей деталей машин алмазным выглаживанием, - М.: ЦНИИТЭИ - Строймаш, 1971, -45 с.
12. Папшев Д.Д. Отделочно-упрочняющая обработка поверхности пластическим деформированием. - М.: Машиностроение, 1978, -152 с.
13. Одинцов Л.Г. Финишная обработка деталей алмазным выглаживанием и
»
вибровыглаживанием. - М.: Машиностроение, 1981, - 160 с.
14. Одинцов Л.Г. Упрочнение и отделка деталей поверхностным пластическим деформированием: Справочник. -М.: Машиностроение, 1987, - 328 с.
15. О вибрационном выглаживании алмазом деталей высоко твердости. ЛОТ. Шнейдер, А.Н. Кравцов, Г.А. Бунта, Л.Г, Одинцов. - Вестник машиностроения. 1969. - №5. - С. 50-51.
16. Грановский Э.Г., Комаров В.В., Строганов Г.А. Анализ шероховатости поверхности, обработанной алмазным выглаживанием с помощью аппарата теории случайных процессов. //Известия ВУЗов. 1971. - №7. - С. 181.
17. Голованов А.Я., Грановский Э.Г., Машков В.Н. Алмазное точение и выглаживание. - М.: Машиностроение, 1976, - 32 с.
18. Влияние технологических факторов процесса алмазного выглаживания на надежность деталей энергетической аппаратуры. /В.А. Волков, В.В. Плешаков, В.А. Комаров, Ю.А. Сергеев/ В кн. Повышение работоспособности алмазного инструмента. - М.: ВНИИАЛМАЗ. 1980. - С. 60 - 67.
19. Чекин Г.И. Исследование процесса выглаживания поверхностей деталей машин алмазным инструментом. Дис.... к.т.н. -М., 1965. - 192 с.
20. Повышение несущей способности деталей машин алмазным выглаживанием. /В.К. Яценко, Г.З. Зайцев, В.Ф. Притченко и др. - М.: Машиностроение, 1985. - 232 с.
21. Барац Я.И. Исследование процесса алмазного выглаживания сталей. Дис. ... к.т.н. - Тольятти, 1968. - 201 с.
22. Маркус Л.И., Смелянский В.М. Алмазное выглаживание. - М.: НИИАвто-пром, 1971.-117 с.
23. Чепа П.А. Технологические основы упрочнения деталей поверхностным деформированием. - Минск: Наука и техника, 1981. -128 с.
24. Далин В.Н, Конструкция вертолетов. - М.: Машиностроение, 1971. - 270 с.
25. Александров В.Г. Контроль технических неисправностей самолетов и вертолетов.. - М.: Машиностроение, 1981. -138 с.
26. Плешаков В.В., Никифорова Т.В, Программное поверхностное пластическое деформирование деталей из высокопрочных сталей. - М.: ИНТС, 1994.-111 с.
27. Высокопрочные стали и стали специального назначения: Методическая разработка. - Куйбышевский авиационный ин-т, сост. Е.М. Минаев. -Куйбышев, 1990, - 28 с.
28. Упрочнение деталей авиационной техники при ремонте. /B.C. Кудряшов, В.В. Плешаков, Н.В. Машеенков и др. Выпуск № 4880. - М.: ВВС, 1982. -24 с.
29. Технологическое пособие по механической обработке деталей новой авиационной техники, выполненных из трудно обрабатываемых сталей и сплавов. /B.C. Кудряшов, В.В. Плешаков, Н.Д. Горшков и др. Выпуск №4216. -М.: ВВС, 1979. -159 с.
30. Поверхностный наклеп высокопрочных материалов. А.Т. Туманов, С.И. Кишкина, И.Г. Гринченко. - М.: ВИАМ, 1971. -252 с.
31. Кудрявцев И.В., Кудрявцев П.И. Поверхностный наклеп как способ повышения малоцикловой усталости деталей машин. Проблемы прочности.
Р 1972. - №4. - С. 81 - 83.
32. Повышение прочности и долговечности деталей машин поверхностным пластическим деформированием. /Под ред. И.В. Кудрявцева //ЦНИИТМАШ. 1972. - №90. - 152 с.
33. Сулима A.M. Деформационное упрочнение и усталостная прочность из сталей и сплавов. //Повышение эксплуатационных свойств деталей ППД. -М: МДНТП, 1971.-С. 3-15.
34. Саверин М.М. Дробеструйный наклеп. -М.: Машгиз, 1955. - 312 с.
| 35. Анисимова И.В., Радецкая Э.М., Фишеров И.В. Поверхностный наклеп
высокопрочных материалов. - М.: ВИАМ, 1971. -207 с.
36. Хворостухин Л.А. Повышение несущей способности деталей машин поверхностным упрочнением. -М.: Машиностроение, 1988.
37. Смелянский В.М. Механика упрочнения поверхностного слоя деталей машин в технологических процессах поверхностным пластическим деформированием. - М.: Объединение "МАШМИР", 1992. - 60 с.
38. Влияние дробеструйного и гидродробеструйного упрочнения на малоцик-, ловую ударную усталость высокопрочной стали. /А.Н. Овсеенко и др.
Вестник машиностроения, 1982. - №6. - С. 35-37.
39. Папшев Д.Д. Технологические основы повышения надежности и долговечности деталей машин поверхностным упрочнением: Учебное пособие. Самарский Гос. Техн. ун-т. - Самара, 1993. - 74 с.
40. Мухин B.C. Формирование специальных свойств поверхности деталей летательных аппаратов. - Уфа: УАИ. - 83 с.
41. Мухин B.C. Технологические методы повышения эксплуатационных свойств изделий. - Уфа, 1982.
42. Мухин B.C., Шустер Л.Ш. Износ инструмента, качество и долговечность деталей из авиационных материалов. - Уфа: УАИ, 1987. - 287 с.
43. Жасимов М.М. Управление качеством деталей при поверхностном пластическом деформировании. - Алма-Ата: Наука, 1986. - 208 с.
44. Плешаков В.В., Никифорова Т.В., Долгов В.А. Упрочнение деталей программным поверхностным пластическим деформированием //Проектирование технологических машин: Сборник научных трудов. Выпуск 9. - М.: МГТУ "СТАНКИН", 1998. - С. 61-64.
45. Плешаков В.В. Упрочнение деталей покрытиями и ППД. - М.: ИнТС, 1993.-56с.
46. Никифорова Т.В., Плешаков ВВ. Программное нагружение поверхности при ППД. /В кн. "Поверхностный слой, точность и эксплуатационные свойства деталей машин". -М,: МАИ, 1991. - 55 с.
47. Кулешин A.B., Кононов A.B., Стебельков A.B. Повышение усталостной прочности деталей путем ультразвуковой поверхностной обработки. //Проблемы прочности. 1981. -№1. - С. 70-74.
48. Балтер М.А. Упрочнение детали. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1978. -184 с.
49. Фадеев Л.Л., Албагачиев А.Ю. Динамическая модель ударного упрочнения. /В кн. "Повышение надежности деталей машин". - М.: Машиностроение, 1973.-С. 20-22.
50. Чернышов Е.И., Чернышов В.Е. Упрочнение деталей машин наклепом, обкаткой, чеканкой и гидроабразивной обработкой. - М., 1964.
51. Рыковский Б.П., Смирнов В.А., Щетинин Г.М. Местное упрочнение деталей поверхности наклепом.-М.: Машиностроение, 1985.-е. 151.
52. Кузнецов .Н.Д., Цейтлин В.Й., Волков В.И. Справочник: Технологические методы повышения надежности деталей машин. - М.: Машиностроение, 1993.
53. Петросов В.В. Гидродробеструйное упрочнение деталей и инструмента. -М: Машиностроение, 1977. - 165 с.
| 54. Advances Surface Treatments: Technology - Applications - Effects: Vol. 5
/Editor: A. Niku -Lari. England : Pergaman Press, 1987. - 522 s.: ill - Bibliog. at the end of the articles.
55. Surface properties of materials. Proceedings of the conference on surface properties of materials. University of Missouri - Rolla, 24 - 27 June 1974. Ed. L. L. Levencen. Amsterdam, 1975.
56. Ершов A.A., Никифоров A.B., Серебряков В.И. Технологические возможности и перспективы применения различных методов упрочнения деталей.
> - М.: ВНИИТЭМР, 1985. - 48 с.
57. Плешаков В.В. Исследование влияния режимов алмазного выглаживания на эксплуатационные свойства деталей из стали ЗОХГСНА. Сборник науч-но-технических материалов. ВЧ 75360. - № 52, 1975. - С. 137-148.
58. Упрочнение поверхностей деталей комбинированными способами. /А.Г. Бойцов, В.Н. Мешков, В.А. Смоленцев, JI.A. Хворостухин. - М.: Машиностроение, 1991. -144 с.
59. Папшев Д.Д., Ахматов В.А., Кургузов Ю.Й. О формировании поверхност-
I ного слоя при отделочно-упрочняющей обработке. //Повышение качества
изготовляемых деталей машин методами отделочно-упрочняющей обработки. - Пенза, 1991.-С. 60-61.
60. Козырев В.К., Серебряков В.И. Изменение физико-механического состояния поверхностного слоя титанового сплава комбинированным упрочнением. /В кн. "Поверхностный слой, точность и эксплуатационные свойства деталей машин и приборов". - М.: МДНТП, 1984. - С. 92-95.
61. Серебряков В.И. Повышение качества поверхности и долговечности деталей летательных аппаратов комбинированным упрочнением. Дис. ... д.т.н. -М., 1990.
62. Смирнов-Аляев ГА., Сопротивление материалов пластическому деформированию. 3-е изд., перераб. и доп. - JL: Машиностроение, Ленинград-
^ ское от>ние, 1978. - 368 с.
63. Козирук Г.П. К определению результирующих технологических остаточных напряжений и деформаций //Повышение эксплуатационных свойств деталей машин технологическими методами. Сборник научных трудов. /Под ред. А.И. Промтова. - Иркутск: ИЛИ, 1980. - С. 29-32.
64. Смелянский В.М., Чоудхури H.A. К вопросу прогнозирования остаточных напряжений, возникающих в поверхностных слоях деталей при обработке ППД //Совершенствование процессов обработки и сборки деталей автомо-
Ф биля в условиях применения гибких автоматизированных комплексов. -
М.: МАМИ, 1987. - С. 3-16.
65. Смелянский В.М., Чоудхури H.A. Расчетная модель формирования остаточных напряжений при ППД обкатыванием и выглаживанием //Повышение качества изготовления деталей и изделий в машиностроении. -М.: МДНТМ, 1988. - С. 72-77.
66. Круцило В.Г. Определение остаточных напряжений при поверхностном пластическом деформировании и резании //Исследование технологических
^ параметров обработки. - Куйбышев: КПтИ, 1982. - С. 99 - 104.
67. Кравченко Б.А. Теория формирования поверхностного слоя деталей машин при механической обработке: Учебное пособие. - Куйбышев: КПтИ, 1981.-90 с.
68. Технологическое обеспечение качества изделий машиностроения: Метод. Указ. к лаб. работам. /Сост. В.И. Серебряков, А.Н. Овсеенко, М. Гаек. -М.: МГТУ "СТАНКШГ, 1998. -45 с.
69. Качалов Л.М. Основы теории пластичности. 2-е изд., перераб. доп. - М.: Наука, 1969.-420 с.
70. Резников А.Н., Резников Л.А. Теплофизика процессов механической обработки материалов. - М.: Машиностроение, 1981.
71. Резников А.Н. Теплофизика резания. - М.: Машиностроение, 1969.
72. Папшев Д.Д. Упрочнение деталей обкаткой шариками. - М.: Машиностроение, 1968,
73. Зубков Э.И. Повышение эффективности выглаживания наружных цилиндрических поверхностей инструментом из минералокерамики. Дис. .. к.т.н. -М., 1992.
74. Барац ЯЛ. Финишная обработка металлов давлением (теплофизика и качество). - Изд-во Саратовского университета, 1982. - 184 с.
75. Башков Т.П. Выглаживание восстановленных деталей. - М.: Машиностроение, 1979. - 77 с.
76. Алексеев П.Г. Формирование шероховатости поверхности при обработке поверхностным пластическим деформированием. //Технология машиностроения. - Тула, 1977. С. 13 -17.
77. Отделка и упрочнение поверхностей деталей машин выглаживанием сверхтвердыми материалами. /Л.А. Хворостухин, Ю.И. Павлов, В.Н. Би-баев и др. - М.: ГОСИНТИ, 1971.-52 с.
78. Проскуряков Ю.Г. Технология упрочняюще-калибрующей формообразующей обработки металлов. - М.: Машиностроение, 1971. - 208 с.
79. Донсков А.С., Торбило В.М. Расчет шероховатости при алмазном выглаживании. //управление качеством в механосборочном производстве. -Пермь: Изд-во Пермского Политехнического ин-та, 1975. - Вып. 1. - С. 55 -58.
80. Биргер И.А. Остаточные напряжения. - М.: Машгиз, 1963.
81. Смелянский В.М., Калпин Ю.Г., Баринов В.В. Исчерпание запаса пластичности металла в поверхностном слое детали при обработке обкатыванием. //Вестник машиностроения, 1990. - № 8. - С 54 - 58.
82, Богатов А.А., Мижирицкий О.И., Смирнов С В. Ресурс пластичности при обработке давлением. - М.: Металлургия, 1984. - 144 с.
| 83. Огородников В.А. Оценка деформируемости металла при обработке дав-
лением. - Киев: Вища школа, 1983. - 176 с.
84. Колмогоров B.JI. Напряжения, деформация, разрушения. - М.: Металлургия, 1970. - 229 с.
85. Планирование экспериментов в исследовании технологических процессов. /К. Хартман, Э. Лецкий, В. Шефер и др. - М.: МИР, 1977. - 552 с.
86. Плешаков В.В. Методические указания по моделированию технологических процессов на ЭВМ в курсовых н дипломных работах, студенческих научно-исследовательских работах. 2301/04,05. Учебно-методические материалы. - М.: МИЛ, 1989. - 28 с.
87. Федоров В.В. Теория оптимального эксперимента. -М.: Наука, 1971. — 312 с.
88. Федоров ВВ., Дубова И.С. Точные Д-оптимальные планы. Препринт №49. - М.: МГУ, 1972. - 40 с.
89. Box G.E.P., Wilson К.В. On the Experimental Attainment of Optimal Conditions. Journal of the Royal Statistical society. Ser. B, 13. № 1,1951, p. 1-45.
i 90. Kiefer F. Optimum Experimental Designs. Journal Royal Statistical.
91. Kono K. Optimum Design for Quadratic Response on the K-cube. Motorize of the Faculty of Science. Kyushu University. A, 16,1962, p. 114-122.
92. Налимов В.В., Голикова Т.И. Логические основания планирования эксперимента. Препринт №20. -М.: МГУ, 1971. -72 с.
93. Box G.E.P., Hunter I.S. Multifactor Experimental Designs for Exploring Response Surfaces. Annals of Mat.
94. Драйпер H., Смит Г. Прикладной регрессионный анализ. - М.: Статистика, 1973.-392 с.
95. Прочность, устойчивость, колебания. /Под общ. ред. Биргера И.А. и Па-новко Я.Г. -М.: Машиностроение, 1968.
f 96. Дрозд М.С., Федоров A.B., Сидякин Ю.И. Расчет глубины распростране-
ния пластической деформации в зоне контакта тел произвольной кривизны.
- Вестник машиностроения, 1971. - № 1. - С. 20 - 23.
97. Кудрявцев И.В., Петушков Г.Е. Влияние кривизны поверхностей на глубину пластической деформации при упрочнении деталей поверхностным наклепом. - Вестник машиностроения, 1966. - № 7. - С. 35-37.
98. Хейфец С.Г. Аналитическое определение глубины наклепанного слоя. - В сб. ЦНИИТМАШа. - Машгиз, 1952. - Кн. 49. - С. 7 -17.
> 99. Ярославцев В.М. Расчет глубины пластически деформированного слоя
при обкатке роликом с первоначальным контактом по линии. - Изв. ВУЗов. Машиностроение, 1976. -.№ 6. - С. 151 - 156.
100. Дрозд М.С., Федоров A.B. Исследование глубины наклепанного слоя и интенсивности пластической деформации при вдавливании сферического пуансона произвольной кривизны. /В сб. "Повышение прочности и долговечности деталей машин поверхностным пластическим деформированием".
- М.: ЦНИИТМАШ, 1975. - № 8. - С. 69 - 74.
I 101. Журавлев В.А. К вопросу о теоретическом обосновании закона Амонто-
ва-Кулона для трения несмазочных поверхностей. //ЖТФ, 1940. - Т. 10, вып. 17.-С. 14-47.
102. Ныклевич Т. Тепловые явления и качество поверхностного слоя деталей машин при обработке размерным современным обкатыванием. Дисс.... к.т.н. -М.: МАМИ, 1983. - 151 с.
103. Крагельский И.В. и др. Основы расчетов на трение и износ. - М.: Машиностроение, 1977. - 526 с.
104. Дель Г.Д. Определение напряжений в пластической области по распределению твердости. -М.: Машиностроение, 1971. - 199 с.
105. Третьяков A.B., Зюзин В.И. Механические свойства металлов и сплавов при обработке давлением. Справочник. 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Металлургия, 1973.
106. Теплофизические свойства авиационных материалов. /Под ред. А.И. Ковалева. - Часть 1. Металлы и сплавы. - Б. м. ОНТИ, 1966.
107. Смелянский В.М., Блюменштейн В.Ю., Журавлев A.B., Шапарин A.A. Формирование профиля очага деформации при обкатывании и выглаживании// Совершенствование процессов обработки и сборки деталей автомобиля в условиях применения автоматизированных комплексов. - М.: МА-МИ, 1987.-С. 17-33.
108. Исследование процесса алмазного выглаживания и разработка технологических рекомендаций по его применению при ремонте авиационной техники. /А.И. Липин, В.В. Плешаков, A.A. Михайлова и др. Отчет по НИР 44388. ВЧ 75360,1975. - 253 с.
109. Липин А.И., Плешаков В.В. Повышение усталостной прочности деталей авиационной техники из высокопрочных сталей при восстановительном ремонте. /В кн. Восстановительный ремонт газотурбинных двигателей. Приложение к журналу авиационная промышленность. Ks 4. - М.: 1975, -С. 34-37.
Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.