ВДОСКОНАЛЕННЯ ПРОЦЕСУ І ОСНАЩЕННЯ ПЕРЕРВНОГО ФРИКЦІЙНОГО ЗМІЦНЕННЯ ПЛОСКИХ ПОВЕРХОНЬ :

Краткое содержание

a)   ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність теми роботи, сформульовано мету, об’єкт, предмет досліджень і задачі, що розв’язуються у роботі, викладено наукову новизну та практичну цінність отриманих результатів досліджень.

У першому розділі за результатами аналізу опублікованих у наукових виданнях робіт досліджено сучасний стан проблеми отримання поверхневих шарів з мікро- і нанокристалічною структурою, параметрів якості оброблюваних поверхонь. Проведено аналіз способів і методів поверхневого зміцнення деталей, при яких формуються поверхневі шари з мікро- і нанокристалічної структурою, умов необхідних для їх формування та отримання заданих параметрів оброблених поверхонь.

Значний внесок у вивчення питань формування заданих параметрів оброблюваної поверхні та поверхневого шару, які будуть забезпечувати відповідні експлуатаційні властивості деталей машин з використанням різних методів поверхневого зміцнення внесли такі вчені як П.Г. Алексєєв, Ю.І. Бабей, Н.А. Буше, В.Д. Євдокимов, А.С. Зенкін, В.В. Кальченко, В.І. Кальченко, В.С. Коваленко, С.П. Косирев, Б.І. Костецький, В.С. Корсаков, І.В. Луців, А.А. Маталін, П.Г. Матюха, Д.Д. Папшев, Ю.В. Петраков, В.Н. Подураєв, С.Н. Польовий, Е.В. Рижов, Е.О. Сатель, О.П. Соколовський, О.В. Шевченко, А.В. Якімов, П.І. Ящерицин та інші. Значна увага у цих роботах приділена забезпеченню якості поверхневого шару утворенням заданої стереометрії обробленої поверхні та формуванням відповідних структур.

Визначено, що методи обробки поверхонь деталей з використанням висококонцентрованих джерел енергії дають можливість отримати високі параметри якості поверхневого шару. Фрикційна обробка є ефективним методом поверхневого зміцнення для здійснення якого використовується типове і недороге обладнання. Отриманий зміцнений поверхневий шар та оброблена поверхня мають аналогічні параметри, як і поверхні після обробки іншими методами, більш складними та дорогими. Разом з тим, недостатньо досліджень спрямовано на вивчення потенційних можливостей процесу перервного фрикційного зміцнення поверхонь деталей, який дозволяє значно підвищити ефективність процесу, покращити якість оброблених поверхонь та поверхневого шару, що особливо актуально для підвищення довговічності та надійності деталей машин.

Проведений аналіз дозволив визначити основні задачі наукових досліджень.

У другому розділі викладена методологія теоретичних і експериментальних досліджень. Зокрема, описаний процес перервного фрикційного зміцнення, конструкція зміцнювального інструменту, конструкція спеціального пристрою зі змінною жорсткістю для закріплення плоских деталей.

Метод фрикційного зміцнення плоских поверхонь деталей здійснювали на модернізованому плоскошліфувальному верстаті марки SPC-20a. Процес фрикційного зміцнення за кінематикою процесу аналогічний до процесу шліфування. Замість шліфувального круга використовується металевий інструмент-диск. Для забезпечення можливості зміни матеріалу та різної геометрії робочої частини, спроектований збірний інструмент. Для збільшення ударного деформування поверхневих шарів оброблюваних поверхонь деталей використовували інструмент з нарізаними поперечними пазами на робочій частині з різною шириною та кількістю пазів. Порівняння здійснювали з інструментом з гладкою робочою поверхнею. У зону зміцнення подавали мінеральне мастило з поверхнево активними полімеровмісними добавками.

Встановлено, що при зменшенні жорсткості технологічної системи збільшується товщина зміцненого шару, покращується якість обробленої поверхні. Зменшити жорсткість шпиндельного вузла плоскошліфувального верстата є проблематично, тому запропоновано змінювати жорсткість пристрою для закріплення деталі. Розроблено пристрій зі змінною жорсткістю для закріплення плоских деталей. За базовий варіант пристрою взята магнітна плита. Так як магнітна плита є жорстким елементом, то для зміни жорсткості вводимо між магнітною плитою і столом верстата пружні елементи. Використовувались спеціальні пружини у вигляді втулки на циліндричній поверхні якої прорізані прорізи у шаховому порядку.

У третьому розділі розроблено математичну модель термопружного стану поверхневого шару металу деталі під час її перервної фрикційної обробки інструментом з нарізаними поперечними пазами на його робочій частині.