Технологическое обеспечение качества поверхностного слоя деталей ультразвуковым пластическим деформированием тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.08, кандидат технических наук Семенова, Юлия Станиславовна

• Семенова, Юлия Станиславовна
• кандидат технических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат технических наук Семенова, Юлия Станиславовна

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

ГЛАВА 1. Обеспечение качества поверхностного слоя деталей машин при ППД

1.1.1. Износостойкость поверхности

1.1.2. Сопротивление схватыванию материала

1.1.3. Коррозионная стойкость поверхности

1.1.4. Сопротивление усталости

1.1.5. Контактно- усталостная выносливость

1.2 Формирование параметров состояния поверхностного слоя

1.2.1. Роль геометрии поверхности в формировании свойств деталей машин

1.2.1. Влияние напряженно - деформированного состояния и структуры поверхностного слоя на эксплуатационные характеристики деталей машин

1.2.2. Управление состоянием поверхности при обработке методами ППД

1.2.3.1. Алмазное выглаживание

1.2.3.2. Виброобкатывание и вибровыглаживание

1.2.3.3. Обкатывание шаром или роликом

1.2.3.4. Дробеструйная обработка

1.2.3.5. Ультразвуковое поверхностное пластическое деформирование

1.3. Повышение эксплуатационных характеристик поверхностного слоя ультразвуковым поверхностным пластическим деформированием

1.3.1. Современное состояние вопроса применения ультразвукового поверхностного пластического деформирования при обработке деталей машин

1.3.2. Особенности применения метода ультразвукового поверхностного деформирования при обработке пластичных материалов

Выводы по 1 главе

2. Технологическое и методическое оснащение исследований

2.1. Установка для ультразвукового пластического деформирования

2.2. Измерение амплитуды ультразвуковых колебаний инструмента

2.3. Приспособление для резкого отвода ультразвукового инструмента от обрабатываемой поверхности

2.4. Подготовка образцов для исследований

2.5 Анализ состава и исходной структуры материала образцов методом оптической металлографии

2.6. Получение микрошлифов для анализа структуры материала

2.7. Методика определения микротвердости поверхности образцов

2.8. Методы изучения топографии поверхности

2.8.1. Профилограф-профилометр модели 252

2.8.2. Комплекс изучения топографии поверхности ZIGO New View 7300

Выводы по 2 главе

3. Теоретическое исследование формирования геометрии поверхности при ультразвуковом пластическом деформировании

3.1 Параметры геометрического состояния поверхности

3.2 Формирование геометрии поверхности по масштабным уровням при

ультразвуковом пластическом деформировании

3.3. Деформационные процессы, влияющие на формирование геометрии поверхности при ППД

3.4 Формирование волнистости при УЗПД

3.4.1 Выявление закономерностей формирования волн в процессе ультразвуковой обработки

3.4.2 Деформационная модель пластического волнообразования

3.4.3. Математическое описание формирования волнистости при пластическом волнообразовании

3.4.4. Анализ модели процесса волнообразования при ультразвуковом пластическом деформировании

3.5 Моделирование формирования микрорельефа поверхности

3.5.1 Совершенствование модели формирования микрорельефа поверхности при УЗПД

3.5.2 Исследование влияния режимов обработки на формирование геометрии

рельефа поверхности при УЗПД

Выводы по 3 главе

4. Экспериментальное исследование формирования геометрического состояния поверхностного слоя деталей в условиях ультразвукового пластического деформирования

4.1. Определение геометрических параметров пластического отпечатка индентора и накопленного гребня волны

4.1.1. Формирование единичного пластического отпечатка

4.1.2. Формирование накопленного совокупного гребня волны

4.2. Формирование волн пластического течения на обрабатываемой поверхности

4.2.1. Экспериментальное подтверждение результатов моделирования

4.2.2. Влияние стабильности частотных характеристик ультразвукового генератора и жесткости технологической системы на формирование волнистости

4.3. Формирование микрорельефа поверхности

Выводы по 4 главе

5. Разработка технологических рекомендаций по применению УЗПД при обработке деталей из пластичных материалов

5.1 Исследование областей режимных параметров УЗПД пластичных

материалов

5.2. Распределение микротвердости в поверхностном слое при УЗПД

5.3 Износостойкость поверхности после УЗПД

5.3 Обеспечение формирования полностью нового регулярного микрорельефа

5.4 Промышленная апробация результатов исследования на примере технологического процесса обработки детали «направляющая стабилизатора». 175 Выводы по 5 главе

Основные результаты и выводы

Литература

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Технологическое обеспечение качества поверхностного слоя деталей ультразвуковым пластическим деформированием»

ВВЕДЕНИЕ

На современном этапе развития техники все более актуальной становится задача разработки изделий машиностроения с качественно новыми свойствами, что достигается за счет придания специфических свойств поверхности детали и благоприятных физико-механических характеристик материала ее сердцевины. Поверхность и поверхностный слой изделия испытывают контактные нагрузки, что во многом определяет эксплуатационные свойства деталей машин, такие как износо- и коррозионную стойкость, контактную выносливость и др. [1-4]. При этом сердцевина детали должна обеспечивать конструктивную прочность изделия в целом.

В связи с этим при конструировании и изготовлении изделий необходимо уделять внимание формированию благоприятных физико-механических характеристик материала и геометрического состояния поверхности. Для достижения заданной цели в современных технологических процессах существуют различные методы модификации поверхностного слоя. К ним относятся: химические и химико-термические, термические, механические методы, нанесение различного рода покрытий.

Анализ методов модификации поверхностного слоя [4-8] показал перспективность применения методов поверхностного пластического деформирования (ППД) в технологических процессах получения деталей машин. К преимуществам данных методов следует отнести управляемость процессом, формирование сжимающих остаточных напряжений в поверхностном слое, относительно низкую себестоимость обработки, малые затраты энергетических ресурсов. Отсутствие вредных факторов при обработке позволяет говорить об экологичности процессов ППД. Особенно актуально поверхностное пластическое деформирование для деталей из цветных металлов и сплавов, а также нержавеющих сталей аустенитного класса, когда термическое упрочнение невозможно.

Среди прочих методов ППД особое место занимает ультразвуковое поверхностное пластическое деформирование (УЗПД). Благодаря малому статиче-

скому усилию УЗПД позволяет обрабатывать нежесткие, тонкостенные детали, а также детали из хрупких материалов. Применение различных режимов обработки позволяет варьировать в широком диапазоне такие параметры поверхностного слоя, как топография поверхности, напряженно-деформированное состояние, поверхностная твердость и др. Все эти параметры оказывают значительное влияние на эксплуатационные свойства поверхности, однако среди них следует выделить геометрическое состояние. Исследованию его влияния на большинство эксплуатационных свойств посвящено большое количество работ (4-25).

Формированием микрогеометрии поверхности при ультразвуковом пластическом деформировании занимались Муханов И.И., Исхакова Г.А., Рахимянов Х.М., Синдеев В. И., Асанов В.Б., Безнедельный А.И., Гилета В.П. и др. Благодаря этим исследованиям были получены модели формирования микрорельефа, описаны условия образования определенной формы его фрагментов, получения регулярного микрорельефа. Однако, в данных работах рассматривается проекция реальных отпечатков, имеющих объем на прилегающую плоскость, что не позволяет оценить развитость получаемого рельефа, его маслоемкость и другие характеристики. Таким образом, существующие модели требуют некоторой доработки.

Кроме того, в работах по исследованию влияния ультразвуковой обработки на геометрическое состояние поверхности встречается информация о появлении волнистости при обработке некоторых материалов. К таким материалам относятся незакаленные стали, нержавеющие стали аустенитного класса, цветные металлы и сплавы. Изучение процесса волнообразования при УЗПД указанных материалов недостаточно полно описано в литературе, что не позволяет управлять этими процессами. Таким образом, исследование процессов формирования геометрического состояния поверхностей деталей при УЗПД представляется весьма актуальной задачей.

Диссертационная работа выполнена в рамках аналитической ведомственной целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы (20092011)» (Проект АВЦП 2.1.2/11449).

Цель работы - технологическое обеспечение геометрических параметров качества поверхности деталей ультразвуковым пластическим деформированием.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Выявить механизм формирования волнистости при ультразвуковом пластическом деформировании материалов различной твердости.

2. Разработать математическую модель формирования волнистости с оценкой ее геометрических параметров.

3. Экспериментально подтвердить теоретические исследования по формированию волнистости поверхности после ультразвукового пластического деформирования.

4. Установить зависимости величины суммарного объема фрагментов микрорельефа от режимных параметров обработки для оценки трехмерных характеристик топографии поверхности.

5. Разработать технологические рекомендации по применению ультразвукового пластического деформирования для обработки деталей различных классов.

6. Провести промышленную апробацию результатов исследования.

Научная новизна работы определяется следующими полученными результатами:

1. Выявлен механизм образования волнистости поверхности, заключающийся в цикличном накоплении и сбросе гребня волны пластического течения металла в направлениях скорости и подачи в условиях дробного деформирования ультразвуковым инструментом материалов различной твердости.

2.Установлен критерий формирования волнистости, представляющий собой соотношения кинематических параметров обработки (подача, скорость) с диаметром пластического отпечатка, связанным с деформационными параметрами

процесса (амплитуда и частота колебаний, статическое усилие, диаметр деформирующего элемента) с учетом твердости обрабатываемого материала.

3. Разработана математическая модель формирования волнистости при УЗПД, позволяющая определить значения ее геометрических параметров, таких как число заходов винтовой линии, шаг неровностей в направлениях V и Б и угол их наклона.

4. Получены зависимости величины суммарного объема фрагментов микрорельефа от режимных параметров обработки.

Практическая значимость работы:

1. Установлены границы режимных параметров, определяющие начало формирования волнистости на обрабатываемой поверхности при ультразвуковом пластическом деформировании металлических материалов различной твердости.

2. Предложен алгоритм выбора режимных параметров УЗПД, обеспечивающих формирование требуемого геометрического и механического состояния поверхностного слоя в зависимости от исходной шероховатости, статического усилия и исходной твердости обрабатываемого материала.

3. Результаты экспериментальных и теоретических исследований внедрены в учебный процесс при подготовке бакалавров и магистров по направлению 150900 «Конструкторско - технологическое обеспечение машиностроительных производств» и апробированы в технологическом процессе обработки класса деталей «Направляющая стабилизатора» на предприятии ОАО «Завод Труд», г. Новосибирск.

Личный вклад автора заключается в проведении анализа методов обработки ППД, применяемых для формирования необходимых эксплуатационных характеристик поверхностного слоя деталей машин, постановке и проведении экспериментальных исследований, обработке и анализе полученных результатов, непосредственном участии в разработке экспериментального оборудования, разработке математической модели формирования волнистости и усовершенствовании модели формирования микрорельефа поверхности при УЗПД.

Достоверность и обоснованность полученных результатов обеспечивается применением современного экспериментального оборудования, статистических методов оценки погрешности измерений, использованием взаимодополняющих экспериментальных и теоретических исследований, проведением математического моделирования процесса волнообразования. Сформулированные научные положения, результаты работы и выводы согласуются с общими закономерностями упругопластического контакта поверхностей, основами ультразвукового пластического деформирования и результатами исследований ведущих ученых и специалистов.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Механизм и критерий формирования волнистости при ультразвуковом пластическом деформировании материалов с твердостью до НВ 5000 МПа.

2. Результаты математического моделирования формирования волнистости при ультразвуковом поверхностном пластическом деформировании.

3. Результаты экспериментальных исследований формирования волнистости при обработке материалов с различной твердостью при ультразвуковом пластическом деформировании.

4. Усовершенствование математической модели формирования микрогеометрии поверхности для оценки трехмерных характеристик получаемого микрорельефа.

5. Технологические рекомендации по использованию установленных зависимостей для обеспечения упрочняющего и чистового эффекта при обработке пластичных материалов ультразвуковым пластическим деформированием.

Апробация работы. Основные результаты, представленные в диссертационной работе, докладывались и обсуждались на международной конференции «ШОБТ» (г. Новосибирск, 2008 г.), III Всероссийской научно-практической конференции «Управление качеством образования, продукции и окружающей среды» (г. Бийск, 2008 г.), на всероссийской научно-технической конференции «Наука. Технологии. Инновации» (г. Новосибирск, 2009 г.), на всероссийской научно-практической конференции «Современные проблемы в технологии ма-

шиностроения» (г. Новосибирск, 2009 г.), на международной научно-практической конференции «Инновации в машиностроении» (г. Бийск, 2010 г.), на Второй Международной научно-практической конференции «Инновации в машиностроении» (г. Кемерово, 2011 г.), Всероссийской научно-технической конференции «Высокие, критические электро- и нанотехнологии» (г. Тула, 2011 г.), на научных семинарах кафедры «Технология машиностроения» Новосибирского государственного технического университета.

Публикации. Основное содержание диссертации отражено в 15 печатных работах автора, из которых 4 работы опубликовано в журналах, входящих в перечень изданий, рекомендованных ВАК РФ, 11 - в сборниках международных и всероссийских научно-технических и научно-практических конференций.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из пяти глав, основных результатов и выводов, списка использованных источников из 104 наименований. Работа содержит 195 страниц основного текста, в том числе 92 рисунка и 13 таблиц.

Основное содержание работы. Работа состоит из пяти глав. В первой главе проведен анализ методов ППД, применяемых в качестве отделочной операции при обработке деталей машин. Показана взаимосвязь эксплуатационных характеристик поверхностного слоя с параметрами его геометрического, механического и физического состояния. Выявлены особенности формирования свойств поверхностного слоя при обработке пластичных материалов динамическими методами ППД. Сформулированы цель и задачи исследования. Во второй главе описаны методики подготовки и проведения исследований, обоснован выбор материалов и экспериментального оборудования. Разработана технологическая установка для проведения экспериментальных исследований, позволяющая реализовать резкий отвод инструмента от образца с целью изучения формирования волны накопленной деформации на поверхности деталей из пластичных материалов. В третьей главе представлены теоретические исследования влияния УЗПД на формирование микрорельефа и волнистости поверхности. Предложен критерий формирования волнистости. Разработаны математические

и

модели, позволяющие установить взаимосвязь режимов обработки с геометрическими параметрами формируемого рельефа поверхности. В четвертой главе описано экспериментальное исследование влияния режимных параметров УЗПД на формирование топографии поверхности, а также установлено влияние формирования волнистости на распределение микротвердости по поверхности. Подтверждены результаты теоретических исследований, описанных в предыдущем разделе. В пятой главе представлены технологические рекомендации по выбору режимных параметров ультразвукового поверхностного пластического деформирования при обработке материалов различной твердости в зависимости от исходной шероховатости, а также результаты промышленной апробации предложенных технологических решений на ОАО «Завод Труд».

Заключение диссертации по теме «Технология машиностроения», Семенова, Юлия Станиславовна

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Выявлен механизм формирования волнистости при УЗПД материалов с твердостью до НВ 5000 МПа, заключающийся в цикличном накоплении и сбросе гребня волны в направлениях скорости и подачи в условиях дробного деформирования ультразвуковым инструментом.

2. Установлен критерий формирования волнистости, представляющий собой соотношения кинематических параметров обработки (подача, скорость) с диаметром пластического отпечатка, связанным с деформационными параметрами процесса (амплитуда и частота колебаний, статическое усилие, диаметр деформирующего элемента) с учетом твердости обрабатываемого материала.

3. Разработана математическая модель формирования волнистости при УЗПД, позволяющая определить значения его геометрических параметров. Дано математическое описание его геометрических параметров, таких как число заходов винтовой линии, шаг волн в направлениях V и Б и угол их наклона. Проведение экспериментальных исследований подтвердило адекватность полученных зависимостей при расхождении результатов не более чем на 15 %.

4. Получены зависимости величины суммарного объема фрагментов микрорельефа от режимных параметров обработки.

5. Экспериментально установлено, что УЗПД на режимах, гарантирующих формирование волнистости, приводит к неравномерности распределения упрочняющего эффекта по обработанной поверхности. При обработке материалов с твердостью НВ 2000 МПа разброс значений прироста микротвердости на вершинах волн и во впадинах наибольший и достигает 50%. При увеличении твердости обработанного материала разброс значений прироста микротвердости уменьшается и при обработке материалов с твердостью НВ 5000 МПа достигает 20-25%.

6. Предложен алгоритм выбора режимных параметров УЗПД, обеспечивающих формирование требуемого геометрического и механического состояния поверхностного слоя в зависимости от исходной шероховатости и твердости обрабатываемого материала.

7. Установлено, что УЗПД с режимными параметрами, исключающими формирование волнистости, приводит к снижению упрочняющего эффекта. Для обеспечения требуемого уровня упрочнения рекомендовано применение многопроходной обработки. Показано, что увеличение числа проходов свыше четырех нецелесообразно вследствие риска разупрочнения при достижении максимальной степени упрочнения и значительного снижения производительности обработки.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Семенова, Юлия Станиславовна, 2012 год

Литература

1. Шнейдер Ю.Г. Эксплуатационные свойства деталей с регулярным микро-рельфом. - Л.: Машиностроение, 1982. - 248 с.

2. Маталин A.A. Технология машиностроения. Л.: Машиностроение.1985. -512 с.

3. Поверхностная прочность материалов при трении/Под ред. Б.И.Костецкого -Киев: Техника, 1976. -291 с.

4. Сорокин В.М. Качество и эксплуатационные свойства поверхностей деталей и методы их повышения: Учеб. пособие / В.М.Сорокин.- Н.Новгород, 1994.- 120 с.

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

6. Папшев Д.Д. Отделочно-упрочняющая обработка поверхностным пластическим деформированием. М.: Машиностроение, 1978.- 152 с.

7. Суслов А.Г., Федоров В.П., Горленко O.A. и др. Технологическое обеспечение и повышение эксплуатационных свойств деталей и их соединений / Под общей ред. А.Г. Суслова. - М.: Машиностроение, 2006. - 448 е.: ил. (Библиотека технолога)

8. Папшев Д.Д. Прогресивные методы упрочняющей технологии в машиностроении.- Куйбышев, 1961. - 242 с.

9. Мухин, В. С. Качество поверхностного слоя при механической обработке жаропрочных сплавов и влияние его на эксплуатационные свойства материалов и деталей авиационных двигателей Текст. : Автореф. дисс. докт. техн. наук / В. С. Мухин МАИ, 1975.-35 с.

10. Маталин, А. А. Качество поверхности и эксплуатационные свойства деталей машин Текст. / А. А. Маталин. М.: Машгиз, 1956. - 252 с.

11. Мухин, В. С. Технологическое обеспечение эксплуатационных свойств деталей ГТД Текст. /B.C. Мухин // Технологическое обеспечение эксплуатационных свойств деталей ГТД: научная школа УГАТУ. — Уфа, 2002. С. 38-69.

12. Сулима, А. М. Поверхностный слой и эксплуатационные свойства деталей машин / А. М. Сулима, В. А. Шулов, Ю. П. Ягодкин. М.: Машиностроение, 1988.238 с.

13. Суслов А.Г. Технологическое обеспечение параметров состояния поверхностного слоя деталей. М.: Машиностроение, 1987. 208 с.

14. Боровин Ю.М. Повышение геометрических и физико-механических характеристик поверхностного слоя при финишной ультразвуковой обработке, автореф. дисс....к.т.н. 05.03.01, Москва, 2005.- 18 с.

15. Высокоэнергетические процессы обработки материалов / О.П. Солоненко,

A.П. Алхимов, Х.М. Рахимянов и др. - Новосибирск: Наука. Сибирская издатеьл-ская фирма РАН, 2000. - 425 е., [0,4] л. вкл. - (Низкотемпературная плазма. Т.18)

16. Технологические процессы поверхностного пластического деформирования / монография под ред. С.А. Зайдеса - Иркутск: Изд-во ИрГТУ. 2007.-404 е., ил.

17. Рахимянов Х.М. Теоретические основы комбинирования высокоинтенсивных термических и деформационных процессов в поверхностной обработке: Автореф. дисс. .. .док. тех. наук. - Тула: Тульский гос. университет, 1998. — 40 с.

18. Исхакова Г. А. Структура и механические свойства поверхностного слоя сплавов WC-Co после алмазной ультразвуковой обработки / Г. А. Исхакова, В. П. Гилета, X. М. Рахимянов // Сверхтвердые материалы. -1991.-№5.-С. 54-61.

19. Импульсная упрочняюще-чистовая обработка ультразвуковым инструментом (УЗО) беговых дорожек колец подшипников / X. М. Рахимянов, В. Б. Асанов,

B. П. Гилета [и др.] // Опыт промышленного применения ультразвуковой техники и технологии: тез. докл. Всесоюз. науч.-техн. семинара (Новосибирск, 7-9 окт. 1976 г.) . - М., 1976. - С. 129-132.

20. Муханов И. И. Ультразвуковая упрочняюще-чистовая обработка металлов деформаторами из синтетических алмазов / И. И. Муханов, X. М. Рахимянов, В. И. Синдеев // Опыт применения ультразвуковой техники и технологии : Всесоюз. на-уч.-техн. совещ. (Саратов, 22-24 мая 1985 г.): тез. докл. - М., 1985. - Ч. 2 - С. 123— 127.

21. Рахимянов X. M. Промышленное внедрение упрочняюще-чистовой обработки инструментов для холодного выдавливания с применением ультразвука / X. М. Рахимянов, В. И. Синдеев, И. И. Муханов // Совершенствование методов, инструментов, оборудования, технологических процессов и их проектирование при обработке деталей машин: тез. докл. науч.-техн. конф., 25-26 мая 1983 г. - Омск, 1983. - С. 70.

22. Муханов И.И. Импульсная упрочняюще-чистовая обработка деталей машин ультразвуковым инструментом. М.: Машиностроение. 1978. - 44 с.

23. Исхакова Г.А. Формирование поверхностного слоя детали при ультразвуковом алмазном выглаживании / Г.А. Исхакова, В.П. Гилета // Сверхтвердые материалы. 1987. - №5. - С.53-58.

24. Никитин Ю.В. Формирование поверхностного слоя на деталях из серого чугуна обработкой на основе ультразвукового пластического деформирования и плазменного нагрева: автореф. дис. ... к.т.н. Новосибирск, НГТУ, 2002.

25. Рахимянов X. М. Влияние кинематики деформационного воздействия на формирование поверхностного слоя при комбинированной обработке материалов / X. М. Рахимянов, Ю. В. Никитин // Современные электротехнологии в машиностроении: сб. тр. междунар. науч.-техн. конф. - Тула : Изд-во ТулГУ, 2002. - С. 351-364.

26. Рыжов Э.В. и др. Технологическое обеспечение эксплуатационных свойств деталей машин/Э.В. Рыжов, А.Г. Суслов, В.Н. Федоров. М.: Машиностроение, 1979. - 176 е.: ил.

27. Елизаветин, М. А. Повышение надежности машин Текст. / М. А. Елизаве-тин. - М.: Машиностроение, 1973. 431 с.

28. Каледин Б.А., Чепа П.А. Повышение долговечности деталей поверхностным пластически деформированием. Минск: Наука и техника, 1974. 232 с.

29. Повышение усталостной прочности стальных и чугунных деталей поверхностным наклепом/Под ред. И.В Кудрявцева. М.: Машгиз, 1955. -172 е.: ил.

30. Кудрявцев И.В. Основы выбора режима упрочняющего поверхностного наклепа ударным способом (методом чеканки).- В кн.: Повышение долговечности

деталей машин методом поверхностного наклепа. ЦНИИТМаш.- М.: Машиностроение, 1965.- книга 108.- С.6-34.

31. Кудрявцев И.В. Внутренние напряжения как резерв прочности в машиностроении. М.: Машгиз, 1951. 280 с.

32. Гилета, В. П. Напряженное состояние упрочненного слоя после алмазной ультразвуковой обработки / В. П. Гилета, Г.А. Исхакова // Сверхтвердые материалы. 1990. - № 3. - С.52-56.

33. Исследования по упрочнению деталей машин/Под ред. И.В Кудрявцева. -М.: Машиностроение, 1972. 328 е.: ил.

34. Кудрявцев П.И. Нераспространяющиеся усталостные трещины. М.: Машиностроение, 1982. - 174 с.

35. Елизаветин М. А., Сатель Э. А. Технологические способы повышения долговечности машин. М.: «Машиностроение», 1969 г., 439 с. ил.

36. Балтер М.А. Упрочнение деталей машин. - М.: Машиностроение, 1978. -184 с.

37. Папшев Д.Д. Упрочнение деталей обкаткой шариками. - М.: Машиностроение, 1968. - 132 с.

38. Евстигнеев М.И., Подзей A.B., Сулима A.M. Технология производства двигателей летательных аппаратов: Учебник для вузов. - М.: Машиностроение, 1982. -260 с.

39. Борисов, С.П. К расчёту характеристик сопротивления материалов усталости в зонах концентрации напряжений. / С.П. Борисов // Научный вестник МГТУ ГА. 2005. - №84. - С. 84-90.

40. Гуревич, С. Е., Едидович JT. Д. О скорости распространения трещины и пороговых значениях коэффициента интенсивности напряжений в процессе усталости. // Усталость и вязкость разрушения металлов. М.: Наука, 1974, с. 36-78.

41. Исхакова Г. А. Структурная подготовка перлита ультразвуковым деформированием перед плазменной закалкой / Г. А. Исхакова, X. М. Рахимянов // Электронная обработка материалов. - 1990. - № 5. - С. 22-24.

42. Дьяченко П.Е. Влияние качества поверхности на её износ. - В кн. Качество поверхности и контакт деталей машин. - JL: Машгиз., 1950г., с. 20-31.

43. Степчева З.В. Повышение эффективности алмазного выглаживания на основе рационального использования энергии модулированного ультразвукового поля, автореф. дис...к.т.н. 05.02.08, Ульяновск, УлГТУ, 2007 г. 19 с.

44. Иванова В. С., Терентьев В. Ф, Природа усталостного разрушения.- М. : Металлургия, 1975.- 456 с.

45. Orowan Е. Fundamentals of brittle behaviour of metals/ In: Fatigue and Fracture of Metals. New York: Wiley, 1952. P. 139-167.

46. Griffith A. A. The Phenomena of Rupture and Flow in Solids// Phil. Trans. Roy. Soc., London. 1920. V. A221. P. 162-198.

47. Griffith A. A. The Theory of Rupture// Proc. of First Int. Congress of Applied Mechanics.Delft, 1924. P. 55-63.

48. Irwin G. R. Analysis of Stress and Strains Near the End of a Crack Traversing a Plate// Trans. ASME. J. Appl. Mech. 1957. V. 24. P. 361-364.

49. Irwin G. R. Fracture/ In: Springer Encyclopedia of Physics. V. 6. 1958. P. 551590.

50. Irwin G. R. Plastic zone near a crack tip and fracture toughness/ Proc. of the Seventh Sagamore Ordnance Conference. 1960. P. IV63-IV78.

51. Irwin G. R. Linear fracture mechanics, fracture transition, and fracture control// Engn. Fracture Mechanics. 1968. V. 1. P. 241-257.

52. В. 3. Партон, E. M. Морозов. Механика упругопластического разрушения: Специальные задачи механики разрушения. 3-е изд., испр. Изд-во: ЛКИ, 2008. -192 с.

53. Брондз Л.Д. Технология и обеспечение ресурса самолетов. М.: Машиностроение, 1986. 184 с.

54. Морозова Н.И. Повышение износостойкости цилиндрических поверхностей деталей машин виброударным пластическим упрочнением. Автореф. ... дис. канд.техн.наук. 05.02.08. Новосибирск, СГУПС, 2005 г, - 24 с.

55. Артемьев В. В. Ультразвуковые виброударные процессы / В.В.Артемьев, В. В. Клубович, В. Н. Сакевич. - Мн. : БИТУ, 2004. - 258 с.

56. Артемьев, В. В. Ультразвук и обработка материалов / В.В. Артмьев, В.В. Клубович, В.В. Рубаник. //Мн.: Экоперспектива. 2003. - 335 с.

57. Рахимянов X. М. Поверхностное упрочнение с использованием низкотемпературной плазмы и ультразвука / X. М. Рахимянов, Г. А. Исхакова /7 Электронная обработка материалов. - 1990. - № 5. - С. 9-12.

58. Рахимянов X. М. Прогнозирование состояния материала в очаге деформации при ультразвуковом поверхностном и пластическом деформировании / X. М. Рахимянов, Ю. В. Никитин, А. В. Исупов // Упрочняющие технологии и покрытия. -2005.-№4.-С. 51-57.

59. Рахимянов X. М. Ультразвуковое поверхностное пластическое деформирование в процессах упрочняюще-отделочной обработки / X. М. Рахимянов, Ю. В. Никитин // Технологические процессы поверхностного пластического деформирования: [монография]. - Иркутск : Изд-во ИрГТУ, 2007. - Гл. 5. - С. 93-114.

60. Муханов И. И. Характеристики пластической деформации при упрочняюще-чистовой обработке ультразвуковым инструментом (УЗО) / И. И. Муханов, X. М. Рахимянов, В. И. Синдеев // Опыт применения ультразвуковой техники и технологии : Всесоюз. науч.-техн. совещ. (Саратов, 22-24 мая 1985 г.): тез. докл. -М., 1985.-Ч. 1.-С. 123-126.

61. Рахимянов X. М. Механизм пластической деформации металлов и сплавов при высокоскоростном нагружении с ультразвуковой частотой / X. М. Рахимянов, Г. А. Исхакова // Авангардные технологии, оборудование, инструмент и компьютеризация производства оптико-электронных приборов в машиностроении: тез. докл. междунар. конф. - Новосибирск, 1995. - Ч. 2. - С. 17-19.

62. Синдеев В. И. Влияние упрочняюще-чистовой обработки лучом лазера и ультразвуковым инструментом на структуру и физико-механическое состояние стальных деталей / В. И. Синдеев, X. М. Рахимянов // Опыт применения ультразвуковой техники и технологии: Всесоюз. науч.-техн. совещ. (Саратов, 22-24 мая 1985 г.): тез. докл.-М., 1985.-Ч. 1. -С. 134-137.

63. Синдеев В. И. Улучшение свойств поверхностного слоя быстрорежущей стали ультразвуковой упрочняюще-чистовой обработкой / В. И. Синдеев, X. М. Рахимянов // Опыт применения ультразвуковой техники и технологии: Всесоюз. науч.-техн. совещ., (Саратов, 22-24 мая 1985 г.) : тез. докл. - М., 1985. - Ч. 2. - С. 134-138.

64. Iskhakova G. A. Structure and mechanical properties of wc-co alloy surface layer after diamond-ultrasonical treatment / G. A. Iskhakova, V. P. Gileta, К. M. Rakhi-myanov // Сверхтвердые материалы. - 1991. - № 5. - С. 54-61.

65. Сливин А.Н. Исследование процесса поверхностной ультразвуковой обработки металлов / А.Н. Сливин, В.А. Нестеров, С.С. Хмелёв // материалы 7-й Всероссийской научно-технической конференции «ИАМП-2010». г. Бийск. - 2010. -С. 179-186.

66. Клубович В.В Ультразвуковая обработка материалов / В.В Клубович., A.B. Степаненко. Минск: Наука и техника, 1981. - 295 с.

67. Рахимянов X. М. Экспериментальный стенд для комбинированной упрочняюще-отделочной обработки металлов и сплавов / X. М. Рахимянов, Ю. В. Никитин // Сборник научных трудов НГТУ. - 1999. - № 1 (14). - С. 113-122.

68. Морозов Б.В. Неравномерность упрочняюще-чистового эффекта и способы ее уменьшения при обработке ультразвуковым инструментом.: Автореф. ... дисс. ... канд.техн.наук. 05.02.08, Новосибирск, 1972.-21 с.

69. Муханов И. И. Установка для регистрации деформаций при импульсной упрочняюще-чистовой обработке ультразвуковым инструментом / И. И. Муханов, X. М. Рахимянов // Новейшие методы обработки материалов: межвуз. сб. науч. тр. - Новосибирск : НГУ, 1977. - С. 183-186.

70. Ультразвуковое резание труднообрабатываемых материалов / А.И. Марков. - М.: Машиностроение, 1968, 366, [1] с. ил.

71. Б.А. Агранат, В. И. Башкиров и др. Ультразвуковая технология. Изд-во Металлургия, Москва, 1974, 504 е., ил.

72. Металловедение: учебник для вузов / А. П. Гуляев. М. : Металлургия , 1986. - 542 с. ил., схемы

73. Петренко К.П. Совершенствование технологических процессов ППД на основе учета технологической наследственности при механической обработке: Ав-тореф. дис... канд. техн. наук 05.02.07, Кемерово, КузГТУ, 2010. - 18 с.

74. Марочник сталей и сплавов / КГУ, Каф. "Технология и автоматизация сварочного производства. М. : Бюро промышленного маркетинга , 2007. 1 электрон, опт. диск (CD-ROM) Серия: Информационно поисковая система "НиКа" /' С. И. Казаков, В. И. Никитин.

75. Марочник сталей и сплавов. 2-е изд. доп. и испр. / А. С. Зубченко, М. М. Колосков, Ю.В. Каширский и др. Под общей ред. А. С. Зубченко. - М. : Машиностроение , 2003. 784 е.: ил.

76. ГОСТ 9450 - 76 Измерение микротвердости вдавливанием алмазных наконечников

77. Марков H.H., Ганевский Г.М. Конструкция, расчет и эксплуатация измерительных инструментов и приборов. - М.: Машиностроение, 1981. 367 е., ил.

78. ГОСТ 2789-73 Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики

79. Марков А.И., Устинов И.Д. Ультразвуковое алмазное выглаживание деталей и режущего инструмента. М.: Машиностроение, 1979. 55 с.

80. Рахимянов X. М. Моделирование процесса формирования регулярного микрорельефа при ультразвуковом пластическом деформировании / X. М. Рахимянов, Ю. С. Семенова // Упрочняющие технологии и покрытия. М.: Машиностроение. 2010 № 2. С. 3-9

81. Рахимянов X. М. Применение ультразвукового пластического деформирования для создания маслоудерживающего микрорельефа на обрабатываемой поверхности / X. М. Рахимянов, Ю. С. Семенова, М. А. Третьяков // Современные проблемы в технологии машиностроения : Всероссийская научно-практическая конференция, посвященная 100-летию со дня рождения профессора Муханова Ивана Ивановича: сборник трудов. - Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2009. - С. 279 -282.

82. Рахимянов X. М. Анализ модели формирования регулярного микрорельефа поверхности при ультразвуковом пластическом деформировании / X. М. Рахи-

мянов, Ю. С. Семенова // III Всероссийская научно-практическая конференция "Управление качеством образования, продукции и окружающей среды". Барнаул, Изд-во АлтГТУ, 2008.- С. 135-139

83. Rakhimyanov Kh Surface preparation of machine parts and instruments by ultrasonic impact treatment before coating / Kh Rakhimyanov, Ju Nikitin, Ju Semyonova // The Third International Forum on Strategic Technologies, june 23-29, 2008. Novosibirsk-Tomsk, Russia p. 108-114

84. Семенова Ю. С. Особенности формирования геометрии поверхности при ультразвуковом поверхностном деформировании пластичных материалов / Ю. С. Семенова, А. С. Еремина, М. А. Третьяков // Проблемы повышения эффективности металлообработки в промышленности на современном этапе: материалы 9-й Все-росийской научно-практической конференции 16 марта 2011 г. Новосибирск, Изд-во НГТУ 2011. С. 82-85

85. Рахимянов X. М. Исследование процессов волнообразования при обработке металлов и сплавов ультразвуковым пластическим деформированием / X. М. Рахимянов, Ю. С. Семенова // Инновации в машиностроении: материалы I Международной научно-практической конференции 7-9 октября 2010 / Алт. гос. техн. ун-т им. И.И. Ползунова, БТИ. - Бийск: Изд-во Алт. гос. техн. ун-та, 2010. - С. 103105

86. Попов В.А. Нанопорошки в производстве композитов / В.А. Попов, А.Г. Кобелев, В.Н. Чернышев. - М.: Интермет Инжиниринг, 2007. - 336 с.

87. СЭВ РС3951-73. Рекомендация по стандартизации. Волнистость поверхности. Термины и определения.

88. ГОСТ 24773-81. Поверхности с регулярным микрорельефом. Классификация, параметры и характеристики.

89. Смелянский В.М. Механика упрочнения деталей поверхностным пластическим деформированием. М.: Машиностроение, 2002. - 300 е., ил.

90. Феодосьев В.И. Сопротивление материалов: Учеб. для вузов. - 10-е изд., перераб. и доп. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1999. - 592 с. (Сер. Механика в техническом университете; Т.2).

91. Дрозд М.С. Глубина наклепанного слоя при дробеструйной обработке деталей //Вестник машиностроения.- 1955.- № 5.- С.48-50.

92. Ультразвуковое поверхностное упрочнение деталей ГДТ// Макаров В.Ф., Половинкин А.Х. // Инструмент и технологии. - 2006. № 23 Выпуск 1. С. 116-118.

93. Прогнозирование геометрического состояния поверхности цилиндрических деталей из стали 45 при ультразвуковом поверхностном пластическом деформировании / X. М. Рахимянов, Ю. С. Семенова // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты, материаловедение). - 2011. №3 (52). - С. 11-17

94. Влияние условий обработки при ультразвуковом деформировании пластичных материалов на стабильность формирования макрогеометрии поверхности / X. М. Рахимянов, Ю. С. Семенова // Инновации в машиностроении: сборник трудов 2-ой Международной научно-практической конференции / под ред. В.Ю. Блю-менштейна. - Кемерово: КузГТУ, 2011. - С.419-424.

95. Материаловедение и технология металлов: учеб.для студентов машино-строит. спец. вузов / Г.П. Фетисов, М.Г. Карпиан, В.М. Матюнин и др.; Под ред. Г.П. Фетисова - 5-е изд., стер. - М.: Высш. Шк., 2007. - 862 е.; ил.

96. Асанов В. Б. Снижение энергетических потерь электромеханических приводов технологическим способом / В. Б. Асанов, А. И. Безнедельный, В. П. Ги-лета // Инновации в машиностроении. I Международная научно-практическая конференция, г. Бийск, 7-9 октября 2010 г. С. 124-127.

97. Гилета В. П. Микрогеометрия поверхности после финишных способов обработки / В. П. Гилета, В. Б. Асанов, А. И. Безнедельный // Современные проблемы в технологии машиностроения: Всероссийская научно-практическая конференция, посвященная 100-летию со дня рождения профессора Муханова И. И.: сборник трудов. - Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2009. - С. 238 - 242.

98. Гилета В. П. Обработка шеек коленвалов ультразвуковым инструментом / В. П. Гилета, В. Б. Асанов, А. И. Безнедельный // Новые материалы и технологии в машиностроении. Сборник науч. тр. по итогам межд. науч.-технич. конф.. Выпуск 7. - Брянск : БГИТА, 2007. - С. 8 - 12

99. Дорохов Д.О. Получение осееимметричных изделий с градиентными механическими свойствами методами многоцикловой комплексной локальной деформации: Автореф. дис. ... канд. техн. наук. Орел, 2009. - 19 с.

100. Федотов Г.Д. Упрочнение прямобочных шлицев на валах при многопроходном холодном пластическом деформировании накатной головкой / Федотов Г.Д., Табаков В.П., Адакин В.А., Бадыков М.М. Упрочняющие технологии и покрытия М.: Машиностроение, 2011. № 7 - С. 18-19.

101. Тополянский П.А. Исследование адгезионных свойств и механизма образования покрытия, наносимого методом финишного плазменного упрочнения // Технологии ремонта, восстановления и упрочнения деталей машин, механизмов, оборудования, инструмента и технологической оснастки: материалы 7-й Международной практической конференции-выставки 12-15 апреля 2005 г. Санкт-Петербург. Изд. СПбГПУ, - С. 316 - 333.

102. В. Н. Хлуденьков, B.C. Шоркин. Влияние геометрической формы поверхности детали на прочность сцепления покрытия с основой // Упрочняющие технологии и покрытия. 2009. №1. С. 17-20.

103. Кудинов В.В., Пекшев П.Ю., Белащенко В.Е., Солоненко О.П., Сафиул-лин В.А. Нанесение покрытий плазмой. М.: Наука, 1990.- 408 с.

104. Заплатин В.Н. Справочное пособие по материаловедению (металлообработка): учеб. Пособие для нач. проф. Образования / В.Н. Заплатин, Ю.И. Сапожников, A.B. Дубов; под ред. В.Н. Заплатина. - М.: Издательский центр «Академия», 2007.-224 с.

99. Дорохов Д.О. Получение осесимметричных изделий с градиентными механическими свойствами методами многоцикловой комплексной локальной деформации: Автореф. дис. ... канд. техн. наук. Орел, 2009. - 19 с.

100. Федотов Г.Д. Упрочнение прямобочных шлицев на валах при многопроходном холодном пластическом деформировании накатной головкой / Федотов Г.Д., Табаков В.П., Адакин В.А., Бадыков М.М. Упрочняющие технологии и покрытия М.: Машиностроение, 2011. № 7 - С. 18-19.

101. Тополянский П.А. Исследование адгезионных свойств и механизма образования покрытия, наносимого методом финишного плазменного упрочнения // Технологии ремонта, восстановления и упрочнения деталей машин, механизмов, оборудования, инструмента и технологической оснастки: материалы 7-й Международной практической конференции-выставки 12-15 апреля 2005 г. Санкт-Петербург. Изд. СПбГПУ, - С. 316 - 333.

102. В. Н. Хлуденьков, B.C. Шоркин. Влияние геометрической формы поверхности детали на прочность сцепления покрытия с основой // Упрочняющие технологии и покрытия. 2009. №1. С. 17-20.

103. Кудинов В.В., Пекшев П.Ю., Белащенко В.Е., Солоненко О.П., Сафиул-лин В.А. Нанесение покрытий плазмой. М.: Наука, 1990.- 408 с.

104. Заплатин В.Н. Справочное пособие по материаловедению (металлообработка): учеб. Пособие для нач. проф. Образования / В.Н. Заплатин, Ю.И. Сапожников, A.B. Дубов; под ред. В.Н. Заплатана. - М.: Издательский центр «Академия», 2007.-224 с.

/

/

Главны'й инженер ОАО «Машзавод Труд» { ' /./ ^^Ю.Н. Самородов

/

/

УТВЕРЖДАЮ

АКТ

промышленного апробирования технологии ультразвукового пластического деформирования детали «Направляющая стабилизатора» отсадочной машины ТРУД-3,5 ПР

Комиссия в составе главного инженера Ю.Н. Самородова, заместителя директора по производству Миллера Н.В., главного технолога Моисеенко А.Н., составили настоящий акт о том, что в диссертационной работе Семеновой Ю.С., выполненной под руководством д.т.н., профессора Рахимянова Х.М. предложено применение ультразвукового пластического деформирования (УЗПД) в качестве упрочняюще-отделочной обработки рабочих поверхностей деталей. Данный метод обработки заключается в деформационном воздействии на обрабатываемую поверхность инструментом, колеблющемся с ультразвуковой частотой, и поджатым к обрабатываемой поверхности с некоторым статическим усилием.

Применение ультразвукового пластического деформирования на рекомендованных режимах обработки позволит обеспечить увеличение срока службы детали «Направляющая стабилизатора» Отсадочной машины ТРУД-3,5ПР в 1,5-1,8 раза.

Использование предложенных технологических рекомендаций по выбору режимных параметров УЗПД, обеспечивающих достижение необходимого упрочняющего и чистового эффекта позволит назначать режимы обработки в соответствии с техническими требованиями, предъявляемыми к деталям

От ОАО «Машзавод Труд» От НГТУ

Научный руководитель

Рахимянов Х.М.