Research of the process of forming surface of parts during vibrating processing
DOI:
https://doi.org/10.33216/1998-7927-2022-272-2-52-61Keywords:
vibrating processing, performance properties, surface roughness, reference length of the profile, radius of rounding of irregularitiesAbstract
The research of vibrating processing in machine-tools with U-shaped container and its influence on the forming of parts surface layer were held and its results are presented in the article. It was considered the parameters of surface roughness and their effect on the quality of the surface layer of machine parts. The most important performance properties of machine parts (wear resistance, contact stiffness, joint density and landing strength) largely depend on their contact interaction (contact characteristics, convergence, actual contact area and dynamic characteristics of surface joints. To solve the problem of ensuring the required performance properties, it is necessary to know the dependencies that link the quality characteristics of the surfaces being treated with the processing conditions, and the dependencies should reflect the impact of technological heredity.The aim of the experimental researchers was to establish the relationship between the modes and time of vibrating processing and the process of forming the surface layer of machine parts. During the experimental researchers we compared the parameters of surface roughness of samples of steels 20, 40X and U8 after different processing methods, namely: after roughing, finishing and after vibrating processing. An improvement of the qualitative parameters of surface roughness after the application of vibrating processing was shown as the result of experimental researches. The reference surface area and the bearing capacity of the profile of samples were increased.Such changes have a positive effect on the contact interaction, increase the adsorption capacity, which is important in the preparation of surfaces for protective coatings and the overall improvement of the performance of machine parts. As a result of the application of vibrating processing there were a significant increase in the average radius of curvature by an average of 18.3 times, an increase in the average step of irregularities by an average of 2.24 times, an increase in the reference length of the profile by an average of 2.6 times and increase wear resistance to 15 ... 20 %.
References
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.
