Математичне моделювання деформації поверхневого шару матеріалу деталі при оздоблювально-зачищувальній обробці металевими кульками на операції віброполірування
DOI:
https://doi.org/10.33216/1998-7927-2022-272-2-46-51Ключові слова:
операція віброполірування, поліровані металеві кульки, наклеп, зона деформації, швидкість руху кульки, поле швидкостей, інтенсивність швидкостей, інтенсивність деформаціїАнотація
Відзначено, що на операціях віброполірування у якості робочого середовища використовуються металеві поліровані кульки діаметром 4...6 мм, виконані для шарикопідшипникової промисловості зі сталі ШХ15. Описано сутність операції віброполірування та зазначено, що на поверхневому шарі оброблюваної деталі створюється ефект наклепу. Відзначено, що для створення наклепу широко застосовуються такі технологічні способи, як обдування дробом, карбування та ін., в яких використовуються металеві поліровані кульки, твердість яких значно перевищує твердість матеріалу оброблюваної деталі. Відомо, що наклеп утворюється при пластичній деформації поверхневого шару матеріалу деталі. Пластична контактна задача на практиці віброобробки вирішена ще неповністю, хоча отримано її часткові рішення. Метою статті є спроба визначення деформованого стану в зоні деформації за умови пластичного контакту металевої кульки робочого середовища та поверхні оброблюваної деталі. Розроблено математичну модель визначення деформації поверхневого шару матеріалу деталі. Дослідження деформації умовно прийняті у циліндричній системі координат. Поставлене завдання вирішується з використанням загальних рівнянь механіки суцільних середовищ та поля швидкостей переміщень. За розмірами пластичного відбитка знайдено глибину наклепу. Також за допомогою методу лінії ковзання, без урахування сил тертя, встановлено зону поширення деформації у радіальному напрямку. Встановлено поле швидкостей течії металу в зоні деформації. Визначено швидкості деформації, а також встановлено інтенсивність цих швидкостей під час деформації в металі оброблюваної деталі. Прийнято, що область деформації змінюється у просторі та часі. Встановлено, що час початку деформації для кожної точки поверхні оброблюваної деталі матиме значення. Доведено, що вогнище деформації можна обмежити еліптичною поверхнею. Отримано вираз у циліндричних координатах, що дозволяє визначити інтенсивність деформації поверхні оброблюваної деталі металевими кульками у будь-який момент часу циклу операції вібраційної оздоблювально-зачищувальної обробки.
Посилання
1. Карташов И.Н., Шаинский М.Е., Власов В.А. Обработка деталей свободными абразивами в вибрирующих резервуарах. Киев: Вища школа, 1975. 188 с.
2. Бабичев А.П., Бабичев И.А. Основы вибрационной технологии. Ростов-на-Дону, 2008. 694 с.
3. Kundrák J., Morgan M., Mitsyk A.V., Fedorovich V.A. The effect of the shock wave of the oscillating working medium in a vibrating machine’s reservoir during a multi-energy fi-nishing-grinding vibration processing. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology106, p. 4339 – 4353 (2020). https://doi.org/10.1007/s00170-019-04844-2
4. Мицык А.В., Федорович В.А. Развитие новых технологий вибрационной отделочно-зачистной и упрочняющей обработки деталей общемашиностроительного применения. Вісник НТУ «ХПІ». Серія: нові рішення в сучасних технологіях. Харків, НТУ «ХПІ», 2012. № 47 (953). С. 226 – 233.
5. Николаенко А.П. Формирование поверхности изделия при вибрационной обработке. Вібрації в техніці та те-хнологіях. 2010. № 2 (58). С. 167 – 181.
6. Носко П.Л., Калмиков М.О., Ніколаєнко А.П., Лубенсь-ка Л.М. Застосування вібраційної обробки для підви-щення якості виробів: монографія. CНУ ім. В. Даля. Луганськ: Ноулідж, 2009. 292 c.
7. Кроль О.С. Методы и процедуры динамики шпиндельных узлов: монография. Луганск: ВНУ им. В. Даля, 2014. 154 с.
8. Кроль О.С. Параметрическое моделирование металло-режущих станков и инструментов: монография. Лу-ганськ: СНУ ім. В. Даля, 2012. 116 с.
9. Калмиков М.О., Шумакова Т.О., Струтинський В.Б., Лубенська Л.М. Інструмент для обробки деталей віль-ними абразивами. Київ – Луганськ: «Ноулідж», 2010. 214 с.
10. Mamalis, A.G., Grabchenko, A.I., Mitsyk, A.V., Fedoro-vich, V.A., Kundrák, J. Mathematical simulation of motion of working medium at finishing – grinding treatment in the oscillating reservoir. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology70, p. 263 – 276 (2014). https://doi.org/10.1007/s00170-013-5257-6
11. Алексеев Ю.Н., Борисевич В.К., Коваленко П.И. Теоретические исследования деформационного состояния при внедрении сферического индентора в полупространство. Импульсная технология обработки металлов давлением.Вып. 5. Харьков: ХАИ, 1975. с. 112 – 116.
12. Алексеев Ю.Н. Введение в теорию обработки металлов давлением, прокаткой и резанием. Харьков: ХГУ, 1969. 108 с.
13. Кудрявцев И.В. Основы выбора режима упрочняющего поверхностного наклепа ударным способом. Повышение долговечности деталей машин методом поверхностного наклепа.Вып. 108. Москва: Машиностроение, 1965. с. 6 – 35.
