Освещены особенности вибрационно-центробежной упрочняющей обработки деталей формы тел вращения. Проанализировано влияние технологических параметров процесса на основные показатели качества упрочняющей обработки. Приведены рекомендации по выбору оптимальных технологических параметров упрочняющей обработки, конструктивные схемы оборудования и методика его расчета для упрочнения различных типов деталей.

Зазначено, що в загальному комплексі поставлених технічних завдань, які стосуються покращання експлуатаційних характеристик виробів, особливе місце займає проблема викінчувальної обробки металевих довгомірних циліндричних деталей (МДЦД), забезпечення їх надійності та підвищення довговічності за допомогою технологічних методів та керування показниками якості оброблюваних поверхонь, зокрема на фінішних операціях, що в кінцевому результаті визначає експлуатаційний ресурс МДЦД і вузлів машин, до складу яких вони входять. Одержані емпіричні залежності дозволяють прогнозувати значення фізико-механічних показників якості матеріалу поверхні МДЦД з конструкційних сталей, зокрема із сталі 45 ГОСТ 1050-74, залежно від технологічних параметрів методу вібраційно-відцентрового зміцнення (ВВЗ), розробленого у Національному університеті "Львівська політехніка" у межах інтервалів їх зміни. Проведення подальших досліджень у цьому напрямку, зокрема постановка повного факторного експерименту плану, розширення діапазону зміни технологічних параметрів і використання інших марок конструкційних матеріалів, сприятиме формуванню бази даних щодо вибору режимів обробки за допомогою методу ВВЗ МДЦД.

Оценены тепловые потоки и распределение температуры поверхностно обработанных титановых сплавов в процессе механоимпульсной обработки. Показано, что при использовании упрочняющих инструментов из нержавеющей стали 12Х18Н10Т тепловой поток, направленный в упрочняемую поверхность, увеличивается, что приводит к нагреванию поверхностных слоев до более высоких температур и, соответственно, росту глубины упрочненного слоя. Обсуждена важная роль сдвиговых деформаций и массопереноса в поверхностном упрочнении механоимпульсной обработкой титановых сплавов.

Досліджено вплив технологічних параметрів методу вібраційно-відцентрового зміцнення (ВВЗ) стосовно довгомірних циліндричних деталей із конструкційних матеріалів. Викладено методику досліджень; наведено принципову схему устави для дослідження впливу основних технологічних параметрів методу ВВЗ на фізико-механічні параметри якості поверхні. Проаналізовано емпіричні та графічні залежності впливу технологічних параметрів методу ВВЗ на фізико-механічні параметри якості поверхні довгомірних циліндричних деталей із конструкційних матеріалів; встановлено раціональні режими оброблення.

Досліджено взаємний вплив електромагнітних полів і високошвидкісного тертя ковзання на динаміку процесу тертя ковзання та формування властивостей поверхневих і глибинних шарів сталей. Встановлено, що електромагнітні поля інтенсифікують у разі високошвидкісного тертя процеси, які призводять, залежно від умов, до підвищення або зниження зносостійкості сталей, ефектів зміцнення чи зниження міцності робочої поверхні, що відбивається на внутрішніх напруженнях, корозійній стійкості, вмісті вуглецю у приповерхневих шарах та їх мікроструктурі. За даних умов вплив змінних магнітних полів на деформовані силами тертя шари більш ефективний, ніж постійних тієї ж напруженості, і, особливо, за наявності у зоні фрикційного контакту рідких чи консистентних мастил, що містять вуглець. На базі отриманих закономірностей розроблено новий фрикційно-магнітний метод підвищення триботехнічних характеристик експлуатаційних поверхонь деталей машин і на прикладах вузлів тертя суднових механізмів здійснено його впровадження з економічним ефектом за рахунок підвищення зносостійкості, корозійної стійкості та заміни легованих сталей вуглецевими.

Досліджено проблему підвищення надійності та довговічності циліндричних зубчастих коліс силових передач. На підставі результатів теоретичного та експериментального дослідження динаміки зміцнювача відцентрової дії розроблено новий метод поверхневого зміцнення з підвищеним рівнем енергії деформування матеріалу, а також необхідне обладнання для високопродуктивної зміцнювальної обробки. Досліджено вплив конструктивних параметрів зміцнювачів на силу деформування та технологічних параметрів процесу на показники якості зміцнювальної обробки. Розроблено принципові схеми конструкцій зміцнювачів з деформівними тілами - сталевими кульками та деформівними елементами спеціальної форми. Створено методику розрахунку та проектування засобами обчислювальної техніки зміцнювачів та вібромашин для реалізації процесу.

Розроблено технологію зміцнювальної обробки металевих довгомірних циліндричних деталей за методом вібраційно-відцентрової зміцнювальної обробки (ВВЗО) для забезпечення необхідних фізико-механічних параметрів поверхневих шарів виробів з метою підвищення їх довговічності. Запропоновано аналітичні залежності для визначення основних динамічних характеристик за умов методу ВВЗО, зокрема, зусилля контактної взаємодії робочих органів електромагнітного зміцнювача та оброблюваної поверхні металевої довгомірної циліндричної деталі. На підставі теорії математичного планування експерименту одержано нелінійні емпіричні залежності для визначення фізико-механічних параметрів якості матеріалу поверхневого шару (мікротвердості, товщини зміцненого шару та ступеня зміцнення) металевих довгомірних циліндричних деталей як функцій основних технологічних параметрів. Встановлено оптимальні значення основних технологічних параметрів методу ВВЗО. Розроблено конструкції електромагнітних пристроїв і допоміжного спорядження для вібраційно-відцентрового зміцнення зовнішніх і внутрішніх поверхонь металевих довгомірних циліндричних деталей. Створено методику розрахунків і розроблено прикладне програмне забезпечення для визначення оптимальних конструктивних параметрів електромагнітних зміцнювальних пристроїв з пружними системами.

Розроблено технологію зміцнення циліндричних деталей пар тертя з високим енергетичним рівнем методом вібраційно-відцентрової зміцнювальної обробки (ВВЗО) для забезпечення необхідних фізико-механічних властивостей приповерхневих шарів деталей машин з метою підвищення їх стійкості щодо зношування, корозійного та кавітаційно-ерозійного руйнування. Встановлено, що ВВЗО підвищує опір зношуванню в 1,03 - 2,84 рази, а кавітаційно-ерозійному руйнуванню - в 2 - 10 раз. Розроблено конструкції установок для зміцнення зовнішніх і внутрішніх поверхонь деталей машин, методику розрахунків конструктивних параметрів дебалансних зміцнювальних установок. На підставі математичного планування експерименту одержано емпіричні залежності другого порядку для визначення фізико-механічних властивостей матеріалу поверхневого шару (мікротвердості, глибини зміцненого шару, ступеня зміцнення, точності поверхні та її шорсткості) деталей пар тертя, встановлено оптимальні значення основних технологічних параметрів методу ВВЗО. Результати наукового дослідження використано для підвищення довговічності втулок запірно-поворотних клапанів ЗП2-146 і втулок стовбурів вертлюгів бурових верстатів А-50.

Рассмотрены вопросы статической и динамической прочности установки для проведения виброударного упрочнения поверхностного слоя изделия. Создана конечно-элементная модель исследуемого контейнера с помощью расчетного комплекса ANSYS. Проведена оценка статической и динамической прочности и выполнен гармонический анализ контейнера установки.

Розглянуто питання підвищення надійності та довговічності деталей машин за рахунок підвищення якості їх поверхневого шару за різних способів обробки. Представлено питання впливу поверхневого пластичного деформування на якісні показники обробки та визначено параметри оброблюваного інструменту, а також одержано математичну залежність між припуском на обробку і величиною залишкової деформації. Надано характеристик методів обробки деталей під час виготовлення і відновлення. Викладено метод вібраційного зміцнення за розробки технологічного процесу. Наведено класифікація і характеристика коливальних процесів, що застосовуються під час обробки матеріалу відновлюваних деталей. Проведено дослідження оптимальних режимів поверхневого пластичного деформування як в нашій країні, так і за кордоном. Запропоновані режими обробки вибираються зазвичай на підставі експериментальних даних і емпіричних залежностей, одержуваних з випробувань зразків або, рідше, натурних деталей, підданих поверхневому пластичному деформуванню за різних режимів. При цьому оптимальними слід вважати ті з застосованих в досвіді режимів, які забезпечують найбільший приріст межі витривалості деталі.

Досліджено ефект зміцнення поверхні стопу Ti - 6Al - 4V (ВТ6) методою ультразвукового ударного оброблення зразків, одержаних за стандартною технологією та надрукованих за адитивною технологією "xBeam 3D Metal Printing". Для визначення оптимального рівня навантаження для вимірювання мікротвердости стопу Ti - 6Al - 4V (ВТ6) його значення оцінювали за зміни навантаження в інтервалі 25 - 200 г. Орієнтаційні залежності мікротвердости 3D-надрукованого стопу Ti - 6Al - 4V (ВТ6) мають незначний розкид значень (+- 0,2 ГПа). Досліджено і проаналізовано зміни мікротвердости обох типів зразків залежно від тривалости ультразвукового ударного оброблення в струмені аргону. Збільшення ефекту зміцнення зразка 3D-Ti - 6Al - 4V (ВТ6) після оброблення (до ~ 6,5 - 7 ГПа) порівняно з відпаленим зразком Ti - 6Al - 4V (ВТ6) можна пояснити зміною структурного стану, залишковими напруженнями стиснення, а також ефектом індукованого деформацією механохімічного окиснення поверхні. Різниця в міцності, твердості та пластичності приповерхневих шарів веде до зміни механічної поведінки, що дає потенціал для подальшого покращення захисних характеристик. Вимірювання твердости можна використовувати для прогнозування міцности 3D-Ti - 6Al - 4V (ВТ6) в залежності від виду адитивної технології виготовлення та зазвичай необхідної подальшої механічного або термічного оброблення.

Індекс рубрикатора НБУВ: К235.160.26 + К653.7

Рубрики:

Інші види механічного зміцнювання металів

Шифр НБУВ: Ж14161 Пошук видання у каталогах НБУВ