Дослідження процесу формування поверхні деталей при вібраційній обробці
DOI:
https://doi.org/10.33216/1998-7927-2022-272-2-52-61Ключові слова:
вібраційна обробка, експлуатаційні властивості, шорсткість поверхні, опорна довжина профілю, радіус заокруглення нерівностейАнотація
У статті представлені результати дослідження впливу вібраційної обробки на верстатах з U-подібною формою контейнера на процесс формування поверхневого шару деталей, розглянуті параметри шорсткості поверхні та їх вплив на якість виробів машинобудування. Найбільш важливі експлуатаційні властивості деталей машин, а саме зносостійкість, контактна жорсткість, щільність з’єднань та міцність посадок значною мірою залежать від їх контактної взаємодії: характеру контакту, зближення, фактичної площі контакту та динамічних характеристик стиків поверхонь. На контактну взаємодію впливають геометричні характеристики обробленої поверхні. Для вирішення завдання забезпечення необхідних експлуатаційних властивостей слід знати залежності, що пов’язують характеристики якості поверхонь, що обробляються, з умовами обробки, причому залежності повинні відображати вплив технологічної спадковості. В статті представлені експериментальні дослідження, метою яких було встановлення залежності між режимами й часом вібраційної обробки та процесом формування поверхневого шару виробів. Для цього було проведено порівняння параметрів шорсткості поверхні зразків зі сталей 20, 40Х та У8 після різних методів обробки, а саме: після чорнового, чистового точіння та після вібраційної обробки. Експериментальні дослідження показали покращення якісних параметрів шорсткості поверхні після застосування вібраційної обробки, збільшення опорної площі поверхні зразків, збільшення несучої здатності профілю. Такі зміни сприятливо позначаються на контактній взаємодії, збільшенні адсорбційної здатності, що важливо при підготовці поверхонь під захисні покриття та загальному поліпшенні експлуатаційних характеристик деталей машин. В результаті застосування вібраційної обробки відбувалось значне збільшення середнього радіусу заокруглення виступів в середньому у 18,3 рази, збільшення середнього кроку нерівностей в середньому у 2,24 рази, зростання опорної довжини профілю в середньому у 2,6 рази, що веде до збільшення площі контакту сполучених поверхонь та підвищенню зносостійкості до 15...20 %.
Посилання
1. Krol O.S., Osipov V.I. Modeling of construction spindle’s node machining centre SVM1F4/Comission of Motoriza-tion and Power Industry of Agriculture. OL PAN, 2013, Vol.13, is.3, Lublin, Poland. P. 108–113
2. Krol O., Juravlev V. Modeling of spindle for turret of the specialized tool type SF16MF3// TEKA Commision of Mo-torization and Energetic in Agriculture. OLPAN, 2013, Vol.13, No 4,Lublin, Poland. Р. 141–147.
3. Krol O., Sukhorutchenko I. 3D-modeling and optimization spindle’s node machining centre SVM1F4 // TEKA Com-mision of Motorization and Energetic in Agriculture. Vol.13. № 3. 2013. Lublin, Poland. P. 114–119.
4. Ніколаєнко А.П. Методи підвищення експлуатаційних властивостей виробів / А.П. Ніколаєнко, Ю.Ю. Дегтярьова, М.О. Калмиков, Л.М. Лубенська // Машинознавство. 2007. Вип. №4. С.33 – 43.
5. Krol O., Sokolov V., Tsankov P. Modeling of vertical spindle head for machining center. Journal of Physics: Conference Series. 2020, No. 1553. 012012. – VSPID-2019. http://doi.org/10.1088/1742-6596/1553/1/012012
6. Кроль О.С., Кроль А.А., Бурлаков Е.И. Твердотельное моделирование и исследование шпиндельного узла обрабатывающего центра. Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Серія: Нові рішення в сучасних технологіях. Харьків: НТУ «ХПІ», 2013. № 16 (989). С. 14–18.
7. Кроль О.С. Параметрическое моделирование металло-режущих станков и инструментов. Монография. Лу-ганськ: СНУ ім. В. Даля, 2012. 116 с.
8. Sokolov, V.: Transfer functions for shearing stress in non-stationary fluid friction. In: Proceedings of the 5th Interna-tional Conference on Industrial Engineering (ICIE 2019). ICIE 2019. Lecture Notes in Mechanical Engineering, vol. 1, pp. 707-715. Springer, Cham (2020).
9. Sokolov, V.: Hydrodynamics of Flow in a Flat Slot with Boundary Change of Viscosity. In: Proceedings of the 6th International Conference on Industrial Engineering (ICIE 2020). Lecture Notes in Mechanical Engineering, vol. 2, pp. 1172-1181. Springer, Cham (2021).
10. Nikolaienko A.P. Increasing of details surface quality by vibrating processing. Вісник Східноукраїнського національного університету імені Володимира Даля, вип. 2 (226), с. 60 – 69, 2016.
11. Міцик А.В. Розвиток процесів обробки вільним абра-зивним середовищем в коливних резервуарах і форму-вання їх фізико-технологічних можливостей. Вісник Східноукраїнського національного університету імені Володимира Даля, вип. 4 (260), c. 55 – 65, (2020). DOI: https://doi.org/10.33216/1998-7927-2020-260-4-55-65
12. Суслов А.Г. Технология машиностроения: учебник. — М.: КНОРУС, 2013. — 336 с.
13. Технологическое обеспечение эксплуатационных ха-рактеристик деталей ГТД. Лопатки компрессора вен-тилятора. Часть I / Богуслаев В.А., Муравченко Ф.И., Жеманюк П.Д. и др. Запорожье: ООО «Мотор Сич», 2003. 396 с.
14. Mitsyk A.V., Fedorovich V.A., Grabchenko A.I. Interac-tion of the abrasive medium with the treated surface and the process of metal removal during vibration treatment in the presence of a chemically active solution. Cutting & Tools in Technological System. Kharkiv,NTU "KhPI", 2021. № 94. С. 42 – 48. DOI: https://doi.org/10.20998/2078-7405.2021.94.05
15. Технологические возможности вибрационной обра-ботки деталей на станках с U-образной формой кон-тейнера / И.В. Волков, Ю.Ю. Дегтярева, М.А. Калмыков, А.П. Николаенко // Вісник Харківсь-кого національного технічного університету сільсько-го господарства ім. П. Василенко «Технологічний сер-віс АПК, техніка та технології у сільськогосподарсь-кому машинобудуванні». 2006. Вип. 42. С. 167 – 173.
16. Барандич К.С. Технологічне забезпечення циклічної довговічності деталей при їх токарному обробленні: автореф. дис. на здоб. наук. ступеня канд. техн. наук / Барандич Катерина Сергіївна; МОН України, Нац. техн. ун-т України "КПІ імені І. Сікорського". Київ, 2018. 22 с.
17. Качество машин: справочник в 2 т. / Под ред. Су-слов А.Г. М.: Машиностроение, 1995. Т.2. / А.Г. Суслов, Ю.В. Гуляев, А.М. Дальский и др. 1995. 430 с.
18. Рыжов Э.В. Контактная жесткость деталей машин / Рыжов Э.В. М."Машиностроение", 1966. 193 с.
19. Бабичев А.П. Физико-технологические основы методов обработки: учебное пособие для вузов / Бабичев А.П. Ростов н/Д: «Феникс», 2006. 410 с.
20. Харламов Ю.А. Основы технологии восстановления и упрочнения деталей машин / Харламов Ю.А., Будагь-янц Н.А. Луганск: ВНУ им. В. Даля, 2003. 496 с.
21. Mitsyk A.V., Fedorovich V.A., Grabchenko A.I. Main technological factors determining the efficiency and quality of the vibration process. Cutting & Tools in Technological System. Kharkiv,NTU "KhPI", 2022. № 96. С. 131 – 137.DOI:https://doi.org/10.20998/2078-7405.2022.96.14
22. Дахнюк О.П. Технологічне забезпечення зносостійкості робочих поверхонь спряжених деталей машин на операціях механічного оброблення: автореф. дис. на здоб. наук. ступеня канд. техн. наук / Дахнюк Олександр Петрович; МОН України, Луцький нац. техн. ун-т. Луцьк, 2017. 21 с.
23. Проволоцкий А.Е. Формирование развитых микро-рельефов поверхностей / А.Е. Проволоцкий, С.П. Лапшин, С.Л. Негруб, В.М. Ласкин // Резание и инструмент в технологических системах. 2004. Вып.66. С. 153 – 162.
24. Бабичев А.П. Основы вибрационной технологии / Ба-бичев А.П. – Ростов н/Д: ДГТУ, 1999. 624 с.
25. Отделочно-упрочняющая обработка деталей много-контактным виброударным инструментом / А.П. Бабичев, П.Д. Мотренко, И.А. Бабичев и др. Рос-тов н/Д: ДГТУ, 2003. 192 с.
26. Подольский М.А. Оценка эффективности упрочнения деталей динамическими методами ППД на основе энергетического критерия: дис. … канд. техн. наук: 05.02.08 / Подольский Максим Александрович. Ростов н/Д, 2005. 146 с.
27. 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 Technology 70, p. 263 – 276 (2014). DOI: https://doi.org/10.1007/s00170-013-5257-6
28. Технологическое обеспечение и повышение эксплуа-тационных свойств деталей машин и их соединений / Суслов А.Г., Федоров В.П., Горленко О.А. и др. М.: Машиностроение, 2006. 448 с.
29. Рыжов Э.В. Технологические методы повышения из-носостойкости деталей машин / Рыжов Э.В. Киев: Наук. думка, 1984. 271 с.
30. Mamalis A.G., Mitsyk A.V., Fedorovich V.A. Kundrák J. Development of modular machine design and technologies of dynamic action for finishing-grinding treatment by an oscillating abrasive medium. Journal of Machining and Forming Technologies, Vol. 7 (1-2), p. 1 – 10, (2015).
31. Харламов Ю.А. Физика, химия и механика поверхно-сти твердого тела: учебное пособие / Харламов Ю.А., Будагьянц Н.А. Луганск: ВУГУ, 2000. 624 с.
32. Опальчук А.С. Теоретичні та технологічні основи під-вищення контактної втомлювальної міцності сталей / А.С. Опальчук // Вібрації в техніці та технологіях. 2004. №3. С. 31 – 34.
33. Копылов Ю.Р. Виброударное упрочнение / Ю.Р. Копылов. – Воронеж: ВИМВД, 1999. 384 с.
