автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.08, диссертация на тему:Совершенствование технологии упрочняющей обработки деталей машин размерным совмещенным обкатыванием

На правах рукописи

□03062741

- ¿ии/

Махалов Максим Сергеевич

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ УПРОЧНЯЮЩЕЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ МАШИН РАЗМЕРНЫМ СОВМЕЩЕННЫМ ОБКАТЫВАНИЕМ

05 02 08 - Технология машиностроения

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Барнаул - 2007

003062741

Работа выполнена в Государственном учреждении высшего профессионального образования «Кузбасский государственный технический университет» (ГОУ ВПО КузГТУ)

Научный руководитель Доктор технических наук, профессор

Блюменштейн В Ю

Официальные оппоненты Доктор технических наук, профессор

Рахимянов X М

Кандидат технических наук, доцент

Ятло И И

Ведущая организация МГТУ «МАМИ», г Москва

Защита состоится «25» мая 2007г в

10оо

часов в ауд 326ГК на заседании диссертационного совета Д 212 004 01 в Алтайском государственном техническом университете им ИИ Ползуновапо адресу 656038, г Барнаул, пр Ленина, 46

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Алтайского государственного технического университета им И И Ползунова

Отзывы в двух экземплярах, заверенных гербовой печатью организации, просьба направлять по адресу 656038, г Барнаул, пр Ленина, 46

Автореферат разослан « /У» апреля 2007г

Ученый секретарь диссертационного совета

диссертационного совета с ^ А

кандидат технических наук, доцент Г^^/Ь Шевцов Ю О

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы. Актуальной задачей современного машиностроения является обеспечение долговечности деталей машин, которая в существенной мерс определяется качеством поверхностного слоя (ПС) Поверхностный слой формируется на протяжении всего технологического процесса, при этом важную роль играет явление технологического наследования (ТН)

Повышение качества поверхностного слоя возможно на основе совершенствования методов упрочняющей обработки, а также выявления закономерностей ТН и их влияния на эксплуатационную долговечность детали, в том числе, и в условиях приложения усталостных нагрузок

Одним из путей повышения качества деталей машин является применение технологических процессов на основе совмещенных способов поверхностного пластического деформирования (ППД), в том числе, и способа размерного совмещенного обкатывания (PCO) Особенностью PCO является оригинальная схема работы режущего и деформирующего инструментов, в соответствии с которой, резец срезает пластическую волну металла, возникающую впереди деформирующих роликов

Данный способ обеспечивает высокую точность деталей машин, параметры шероховатости и упрочнения поверхностного слоя при обработке широкого круга ответственных деталей, таких как штоки, валы, оси и др , изготовленных из различных конструкционных материалов и работающих в условиях приложения циклических знакопеременных нагрузок

Применительно к таким процессам упрочняющей обработки актуальной является разработка аналитического аппарата, позволяющего рассчитывать эксплуатационную долговечность на основе учета всего комплекса наследуемых свойств поверхностного слоя, поскольку появление новых материалов и усложнение условий эксплуатации машин требуют снижения сроков конструкторско-технологической подготовки производства за счет сокращения экспериментальных работ и увеличения расчетных

По мнению автора, решение этой задачи возможно на основе раскрытия на-ледственных физических закономерностей, как формирования состояния поверх-остного слоя при обработке размерным совмещенным обкатыванием, так и транс-ормации этого состояния при эксплуатационном усталостном нагружении детали ля исследования таких закономерностей адаптированным является аппарат меха-ики технологического наследования, основанный на учете непрерывного накопле-ия деформаций, исчерпания запаса пластичности и формирования остаточных наряжений металлом поверхностного слоя на стадиях жизненного цикла (ЖЦ) дета-тей машин, в том числе, на стадии эксплуатационного усталостного нагружения рименение аппарата механики ТН позволяет в единых терминах и категориях опирать физическую природу поведения металла на стадиях ЖЦ и привести результаты сследований к форме, удобной для инженерного использования

Таким образом, широкие возможности способа в отношении обеспечения ка-юства и точности с одной стороны, и отсутствие технологических рекомендаций по беспечению циклической долговечности упрочненных ответственных деталей, с ^ ругой, сдерживают широкое применение PCO в промышленности С \

Учитывая возрастающие требования к качеству и необходимость обеспечения долговечности деталей в процессе эксплуатации, данная работа, направленная на разработку аналитического аппарата и методик проектирования технологических процессов упрочняющей обработки, является актуальной

Объект исследования. Наследственное состояние поверхностного слоя, формирующееся в результате пластического течения металла в очаге деформации при обработке способом PCO и трансформирующееся в процессе эксплуатационного усталостного нагружения

Цель работы. Повышение долговечности упрочняемых размерным совмещенным обкатыванием деталей машин на основе учета наследуемых свойств поверхностного слоя

Задачи работы. Для достижения поставленной цели сформулированы и решены следующие задачи

1 Выполнить анализ и определить пути управления качеством и долговечностью упрочняемых деталей машин

2 Разработать структурную и расчетно-аналитическую модели формирования поверхностного слоя и влияния его наследуемых свойств на циклическую долговечность упрочненных деталей машин

3 Раскрыть физические закономерности формирования поверхностного слоя с учетом явления технологического наследования

4 Разработать аналитическую модель формирования остаточных напряжений и определить влияние режимов обработки на величину и характер их распределения

5 Выполнить экспериментальные исследования и установить взаимосвязи режимов обработки, интегральных параметров качества поверхностного слоя и циклической долговечности упрочненных PCO деталей машин

6 Разработать методику и программу проектирования упрочняющей технологии PCO и внедрить их в промышленность

Научная новизна*

1 разработана структурно-аналитическая модель формирования механического состояния и остаточных напряжений при обработке PCO,

2 разработаны экспериментально-аналитические модели и установлены закономерности накопления деформации, исчерпания запаса пластичности металла и формирования остаточных напряжений при обработке размерным совмещенным обкатыванием,

3 установлены наследственные взаимосвязи циклической долговечности с параметрами качества поверхностного слоя упрочненных деталей машин,

4 предложены и научно обоснованы пути обеспечения качества поверхностного слоя и циклической долговечности на основе выбора рациональных технологических режимов размерного совмещенного обкатывания

Практическая ценность 1 разработаны и апробированы методики исследования напряженно-деформированного состояния металла поверхностного слоя, позволяющие рассчитать наследуемые деформационные параметры, остаточные напряжения и

циклическую долговечность детали с учетом исходных механических свойств и режимов обработки размерным совмещенным обкатыванием,

2 разработан аналитический аппарат расчета остаточных напряжений при обработке размерным совмещенным обкатыванием, позволяющий прогнозировать их величину и распределение по глубине поверхностного слоя детали в зависимости от режимов обработки,

3 разработаны рекомендации по обеспечению циклической долговечности на основе учета наследуемых параметров механического состояния при обработке размерным совмещенным обкатыванием,

4 разработан алгоритм проектирования технологических процессов упрочняющей обработки на базе способа PCO, обеспечивающих заданную циклическую долговечность и параметры качества поверхностного слоя деталей машин,

5 разработаны и прошли регистрацию в Российском агентстве по патентам и товарным знакам программные продукты, позволяющие автоматизировать проектирование технологических процессов упрочняющей обработки размерным совмещенным обкатыванием

Достоверность полученных результатов. Результаты работы получены с использованием базовых положений технологии машиностроения и методов общенаучной методологии, в том числе, структурного моделирования и синтеза, статистического и компьютерного моделирования, механики деформируемых сред, метода конечных элементов, и других, что в целом обеспечило корректность постановки и решения задач, а также адекватность полученпых математических и статистических моделей Сформулированные научные положения, результаты работы, выводы и рекомендации обоснованы теоретическими решениями и экспериментальными данными, не противоречат известным положениям технических и фундаментальных наук и основаны на строго доказанных выводах, предложенных авторами ранних исследований

Реализация результатов работы. Результаты научных исследований апробированы и приняты к внедрению в виде технологических процессов, методики и компьютерных программ с суммарным годовым экономическим эффектом около 330 ООО рублей в условиях инновационного учебно-научно-производственного центра «КузбассРИЦ», ООО фирма «Фалар» и НПО «Развитие»

Результаты работы используются в курсах лекций «Научные основы технологии машиностроения» для студентов направления подготовки 150900 - «Технология, оборудование и автоматизация машиностроительных производств», а также в хметодических указаниях к лабораторным работам по технологии машиностроения и новым методам обработки для студентов специальности 151001 — «Технология машиностроения»

Представленные в диссертационной работе исследования выполнялись в рамках научно-технической программы Минобразования РФ «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники», подпрограмма 205 - «Транспорт», раздел - 205 03 «Наземные транспортные средства» в период с 2000 по 2003 гг

Апробация работы. Основные положения работы были доложены и получили одобрение на

• всероссийской научно-практической конференции «Прогрессивные технологии и экономика в машиностроении», Юрга, 2003-2004,2006,

• VII Международной научно-технической конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы в машиностроительном и строительном комплексах «Технология - 2006», Орел, 2006,

• заседаниях кафедры «Технология машиностроения» ГОУ ВПО «Кузбасский государственный технический университет»

Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 работ, из них 3 в изданиях, рекомендуемых ВАК РФ, в том числе 3 программы для ЭВМ, зарегистрированные в Российском агентстве по патентам и товарным знакам

Структура и объем работы. Работа состоит из введения, 5 глав, основных выводов, списка использованной литературы из 174 наименований и 4 приложений Работа содержит 298 страниц, в том числе 220 страниц основного текста, 148 рисунков, 32 таблицы и приложения на 8 страницах

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении кратко определен объект исследований, изложены суть поставленной научной задачи, цель и задачи исследования, приведены основные результаты работы

В первой главе проведен анализ технологического обеспечения качества поверхностного слоя и долговечности деталей, обрабатываемых совмещенными способами поверхностного пластического деформирования Значительный вклад в развитие этого направления внесли труды П Г Алексеева, М А Балтер, Я М Бараца, В Ф Безъязычного, В М Браславского, М С Дрозда, М М Жасимова, С А Зайдеса, А В Киричека, Е Г Коновалова, И В Кудрявцева, А Г Лазуткина, Е М Макушка, JIИ Маркуса, ЛГ Одинцова, Д Д Папшева, В В Петросова, В Н Подураева, 10 Г Проскурякова, О А Розенберга, Э В Рыжова, В М Смелянского, А Г Суслова, Л А Хворостухина, П А Чепы, П.С Чистосердова, Л М Школьника, Ю Г Шнейдера, Д Л Юдина, П И Ящерицына и других

Одним из эффективных способов совмещенного ППД является размерное совмещенное обкатывание, технологические возможности которого исследованы в работах В М Смелянского, В Ю Блюменштейна, В А Васильева, В Б Игнатова и Т Ныклевича

Способ размерного совмещенного обкатывания основан на пластическом волнообразовании, при этом обработка осуществляется двумя или тремя роликами, жестко настроенными на определенный размер обработки детали (рис 1) Принципиальным является наличие в зоне волнообразования резца, который частично или полностью удаляет пластическую волну Натяги деформирующих роликов существенно превышают принятые для ППД и достигают величин в 1 мм, однако разрушения поверхности при этом не происходит вследствие удаления резцом части металла в районе вершины пластической волны

обкатыванием S - подача, n - частота вращения детали, Rnp - профильный радиус ролика, hp - расчетный натяг, ад - действительный зазор резца, Ьд - действительный

натяг ролика

Способ PCO достаточно хорошо изучен в отношении обеспечения точности и качества поверхностного слоя В частности установлено, что он позволяет в широких пределах обеспечивать такие параметры качества, как шероховатость (Ra = 0,04 0,8 мкм), глубину (h = 0,5 15 мм) и степень (5 = 0,2 0,8) упрочнения при создании благоприятных эпюр сжимающих напряжений

Однако при этом остаются не установленными возможности размерного совмещенного обкатывания в отношении обеспечения циклической долговечности деталей Эти возможности особенно актуальны для широкой номенклатуры деталей, работающих в условиях усталостного нагружения

Для решения этой задачи был выполнен анализ методик обеспечения качества и долговечности упрочненных деталей машин, особенностей формирования остаточных напряжений при упрочняющей обработке, а также анализ подходов к учету явления технологического наследования, изложенных в работах В И Аверченкова, И А Биргера, В Ю Блюменштейна, А С Васильева, А М Дальского, А И Кондакова, И В Кудрявцева, А А Маталина, А Н Овсеенко, А В Подзея, Э В Рыжова, В М Смелянского, А Г Суслова, А В Тотая, П И Ящерицына и других

Выполнена постановка научной задачи разработки методики проектирования технологических процессов упрочняющей обработки способом PCO, обеспечивающей требуемую циклическую долговечность деталей машин и учитывающей явление технологического наследования

Установлено, что адаптированным для решения такой задачи является аппарат механики технологического наследования, разработанный В Ю Блюменштейном, в рамках которого формирование и трансформация состояния поверхностного слоя на стадиях механической обработки и последующего эксплуатационного усталостного нагружения рассматриваются как единый непрерывный процесс накопления деформации и исчерпания запаса пластичности металлом поверхностного слоя

Наряду с традиционными параметрами качества, используемый аппарат механики технологического наследования позволяет провести сквозное описание закономерностей формирования и трансформации свойств поверхностного слоя на стадиях механической обработки и последующего эксплуатационного усталостного нагружения в категориях интегральных, единых для всех стадий нагружения, параметров степени деформации сдвига Л, степени исчерпания запаса пластичности и тензора остаточных напряжений [Таост]. Аппарат позволяет учесть влияние накопленных свойств поверхностного слоя на циклическую долговечность детали, при этом под последней понимают количество циклов нагружения до полного исчерпания запаса пластичности металлом поверхностного слоя и появления усталостной трещины Для расчета степени исчерпания запаса пластичности используется критерий Калпина-Филиппова, который учитывает частичное «залечивание» дефектности металла и восстановление запаса пластичности в зоне смены знака деформации

Анализ показал, что использование аппарата механики технологического наследования позволяет установить физические закономерности формирования поверхностного слоя, процессов, протекающих при обработке PCO в очаге деформации, а также закономерности влияния этих процессов на циклическую долговечность детали

Во второй главе приведены результаты аналитических исследований, полученных с использованием разработанной структурно-аналитической модели накопления деформации, исчерпания запаса пластичности и формирования тензора остаточных напряжений на стадии размерного совмещенного обкатывания

Для оценки и управления состоянием поверхностного слоя с целью обеспечения заданной циклической долговечности обработанных PCO деталей машин был принят аппарат механики технологического наследования, в соответствии с которым

- при обработке PCO происходит накопление деформаций и исчерпание запаса пластичности, которое приводит к формированию поверхностного слоя с определенными параметрами качества глубиной и степенью упрочнения, шероховатостью и остаточными напряжениями,

- в процессе последующего эксплуатационного усталостного нагружения продолжается процесс накопления деформаций, исчерпания запаса пластичности и релакса-

ции остаточных напряжений, приводящий к непрерывной трансформации напряженного состояния и изменению степени упрочнения поверхностного слоя, - при накоплении предельных деформаций до уровня Лр происходит полное исчерпание запаса пластичности (Ч7 = 1) Этому состоянию соответствует полная релаксация остаточных напряжений ([I ст0СГ] = 0) и появление начальной усталостной трещины

Для структуризации, систематизации и дальнейшего решения поставленной задачи была разработана структурно-аналитическая модель формирования параметров механического состояния металла поверхностного слоя детали на стадии размерного совмещенного обкатывания с учетом явления технологического наследования в контексте обеспечения требуемой циклической долговечности

Модель, построенная на базе CALS-технологий, основана на представлении рассматриваемого процесса как информационной системы В качестве высокопоставленной выбрана функция «Управлять параметрами механического состояния поверхностно1 о слоя металла на стадии PCO с целью обеспечения заданной циклической долговечности детали» Декомпозиция контекстной диаграммы позволила выделить основные параметры с целью управления механическим состоянием поверхностного слоя и описать их системой кинетических уравнений (формулы 1-3) (рис 2)

Рисунок 2 - Структурно-аналитическая модель формирования параметров механического состояния на стадии PCO ИН1 — обновленная история нагружения (после PCO), С11, С12 - текущее состояние поверхностного слоя в момент обработки, БДТН - запрос к базе данных технологического наследования

Исходное состояние поверхностного слоя (СО) детали перед PCO формируется на предыдущих стадиях механической обработки и описывается с учетом истории

нагружения (ИНО) совокупностью параметров напряженно-деформированного состояния металла поверхностного слоя Л, [Тстосх], а также традиционных параметров упрочнения, микроструктуры, волнистости, шероховатости и др

ЛЕ = Ли«>

Л„=ЛДП),

л.

0)

= J

о

äA,

Ч jv/i

где Ау — суммарная накопленная степень деформации сдвига, Л„„ — степень деформации сдвига, накопленная на предшествующих стадиях механической обработки, - суммарная степень исчерпания запаса пластичности, — степень исчерпания запаса пластичности, достигнутая на предшествующих стадиях механической обработки, [Гсг^,]^ - тензор остаточных напряжений первого рода, сформированный в результате механической обработки В случае, если PCO применяется для необработанной заготовки, поверхностный слой не упрочнен, остаточные напряжения в нем отсутствуют

В соответствии с основными положениями механики технологического наследования, при обработке PCO, в зоне контакта инструмента с деталью возникает асимметричный очаг деформации (ОД), напряженно-деформированное состояние которого характеризуется компонентами тензоров напряжений и скоростей деформаций Частицы металла, формирующие поверхностный слой детали, смещаются вдоль линий тока 3, 4, 5, 6 (рис 1), при этом происходит накопление деформации, исчерпание запаса пластичности и формирование остаточных напряжений Начальными условиями для расчета параметров механического состояния вдоль этих линий тока являются свойства материала и форма и геометрические размеры ОД Интенсивность протекания этих явлений определяется характерной для каждой стадии программой нагружения (ПН) металла, которая представляет собой зависимость накопленной степени деформации сдвига Л от показателя схемы напряженного состояния П Состояние поверхностного слоя после обработки (С1.) описывается совокупностью тех же параметров

Лу = л„„ +л„

= л,(П),

(2)

1 = J

dA,

]ГсГ«»]=[7'0'оОТ1»СО

где кпо - степень деформации сдвига, накопленная на стадии PCO, yVr,L0 - степень исчерпания запаса пластичности, достигнутая на стадии PCO, [Гег,^,]^, - тензор остаточных напряжений, сформированный в результате обработки PCO

и

Для определения напряженно-деформированного состояния использовался метод конечных элементов (МКЭ) Задача1 решалась в плоско-деформированной постановке, в соответствии с которой обрабатываемая деталь моделировалась как упруго-пластическое тело, граница которого представляла собой контур очага деформации АВС&ОЕР (рис 1) На основе полученных результатов определялись координаты точек линий тока, параметры напряженно-деформированного состояния пересчитывались из узловых точек конечно-элементной модели в точки линий тока, после чего рассчитывались накопленные параметры механического состояния, как вдоль линий тока, так и по глубине упрочненного поверхностного слоя (рис 3)

Рисунок 3 - Распределение накопленных параметров механического состояния а - вдоль критической линии, б - по глубине поверхностного слоя,

Анализ полученных результатов показал, что PCO позволяет накапливать большие, чем традиционное ППД, деформации без разрушения поверхностного слоя, а степень исчерпания запаса пластичности имеет аналогичные значения Характерным также является то, что до 98% деформации накапливается в поверхностном слое глубиной 0,3 - 0,5 мм.

Теоретические исследования позволили разработать аналитическую модель формирования остаточных напряжений Ее особенностью является представление напряжений в виде тензора, состоящего из нормальных и касательных компонент в декартовой системе координат В основу модели положена теорема о разгрузке, в соответствии с которой остаточные напряжения формируются в результате действия тензоров напряжений, возникающих при приложении нагрузки [Тодеф], тензора упругой разгрузки при ее снятии [Тараз], тензора тепловых напряжений разгрузки [Tct], а также тензора напряжений разгрузки от раскрепления детали [Тараскрлет] (рис 4)

ITa ост ]рСО — деф ]рСО раз IpCO + ] РСО + IT*7 раскр дет ^РСО

r |r < w

Тензор упруго-пластических напряжений (о? о?/ о 1 [Гс^И^Г^ 0 1° ° 2 J Тензор напряжений упругой разгрузки fof' 0 1 0 0 ' l 2 J Te h menr напря зор ювых жений af 0 0 ] 0 0 0 0 0^- 2 J Тензор напряжений от раскрепления детали Г0 0 (Л [№„„„]„-= 0 0 0 {(¡0 0)

1 ' у 1

íTaocJxyz = Тензор остаточных напряжений деф_ роз_ деф _ роз Q X X X ху XV деф — роз адеф _ раз q ^ Ху ^ XV У У Q Q 4 * > 7 4 * y / X L 2 J

Рисунок 4 - Формирование тензора остаточных напряжений

А ! поверхность детали

п, / С о

В/Ох/ "—— D

-250

-200

-150

-100

-50

50

100

150

200 а, МПа

Рисунок 5 - Характерная эпюра распределения компонент остаточных напряжений по глубине поверхностного слоя (А, В, С, D и Е - расположение характерных точек)

В результате установлено, что (рис 5)

1 Воздействие тепловой разгрузки значительно уменьшает значения экстремума остаточных напряжений и смещает его в глубину поверхностного слоя

2 Наибольшими сжимающими значениями напряжений характеризуется осевой компонент ах

3 В целом тензор остаточных напряжений имеет аналогичный ППД характер распределения, однако характеризуется большей глубиной распространения сжимающих напряжений, достигающей 10 мм, против 2-3 мм при традиционном ППД

В соответствии с принятыми положениями, накопление деформации в процессе усталостного нагружения сопровождается ростом степени упрочнения и твердости (микротвердости) поверхностного слоя По окончанию стадии циклической долговечности происходит полное исчерпание запаса пластичности и релаксация тензора остаточных напряжений, в рабочем сечении действуют только напряжения от внешней нагрузки

При решении задачи механики циклической долговечности было принято

1 При эксплуатации деталь подвергается многоцикловому усталостному симметричному знакопеременному нагружению по схеме консолыюг о изгиба с вращением, тензоры усталостных (эксплуатационных) и остаточных напряжений заданы в декартовой системе координат, при этом уменьшение численных значений компонент остаточных напряжении происходит пропорционально числу циклов в соответствии с выбранным законом релаксации

2 Накопление предельных деформаций, полное исчерпание запаса пластичности и зарождение усталостной трещины происходит в некоторой точке вероятного разрушения, которая может быть расположена как на поверхности, так и на некотором удалении от нее, при этом отсутствует дрейф точки в процессе усталостного нагружения

3 Окончанию стадии циклической долговечности соответствует некоторая предельная степень упрочнения и твердость (микротвердость) поверхностного слоя в точке вероятного разрушения, характерная для данного материала, режимов обработки и условий нагружения

В третьей главе изложена методика экспериментальных исследований параметров качества и циклической долговечности, методика моделирования механики и формирования остаточных напряжений при обработке PCO Наряду со сталями 20, 40Х, 18ХГТ, 12Х18Н10Т и ШХ15, в качестве основного материала для исследований была выбрана сталь 45 (160 180 HV)

Экспериментальные исследования проводились на токарно-винторезном станке модели 1К62Б, оснащенном установкой для PCO, а также на токарном станке мо-

Л- =Л = Л +Л„„„ + Л.Д

л, = л„(П).

(3)

[M„J =0,

дели 16К20ФЗ, оснащенном специальной установкой для обработки PCO усталостных образцов Диапазоны варьирования параметров режима обработки составили подача (S) - 0,07 0,7 мм/об, частота вращения детали (п) - 100 1200 об/мин, профильный радиус ролика (Rnp) - 2 15 мм, расчетный натяг ролика (hp) - 0,1 1 мм, действительный зазор (ад) — 0 0,2 мм, действительный натяг (Ьд) — 0,05 0,9 мм

Действительные геометрические параметры очага деформации определялись путем профилографирования и последующей обработки полученных профилограмм Для повышения эффективности и автоматизации расчетов был разработан алгоритм и программа для обработки профилограмм ОД Их задачей является перевод графического изображения профилограммы в численные значения точек, составляющих контур ОД Программа прошла официальную регистрацию в Роспатенте РФ

Усталостные испытания проводились на машине УКИ-10М, на базе Сибирского научно-исследовательского института авиации им С А Чаплыгина (г Новосибирск) Нагружение образцов проводилось по схеме консольного изгиба с вращением и постоянными амплитудными значениями напряжений Экспериментальные образцы изготавливались из стали 45 одной поставки С целью локализации точки зарождения усталостной трещины, рабочая поверхность выполнялась в виде сочетания цилиндрической части и галтели Рабочая часть усталостных образцов, имеющая диаметр 15 мм, подвергалась обработке PCO на станке 16К20ФЗ с различными режимами Для каждой серии изготавливался образец-свидетель, на котором осуществлялась фиксация очага деформации По полученным очагам деформации производился расчет действительных параметров режима обработки, а также параметров механического состояния поверхностного слоя

Циклическая долговечность образцов определялась на основе предложенной расчетно-аналитической модели и фиксации изменения микротвердости поверхностного слоя в процессе циклического нагружения Распределение микротвердости по глубине поверхностного слоя определялось в опасном сечении образцов после нагружения фиксированным числом циклов, в то время как образцы-свидетели позволили определить исходное распределение микротвердости перед усталостным нагружением

Выявленные в результате экспериментально-аналитических исследований взаимосвязи объясняют более 90% всей дисперсии экспериментальных данных, относительная погрешность определения не превышает 15%

В четвертой главе приведены результаты экспериментально-аналитических исследований взаимосвязей параметров режима обработки с параметрами механического состояния поверхностного слоя и циклической долговечностью деталей

Анализ показал, что превалирующее влияние на деформационные параметры оказывает действительный зазор резца (рис 6, а, б) При относительно небольшом его увеличении А и значительно возрастают, поскольку в этом случае более деформированный металл формирует обработанную поверхность

Значительное влияние на параметры механического состояния оказывают также профильный радиус R„P и действительный натяг ролика h, Выявлено, что А и *F при изменении Rnp имеют экстремумы, положение которых определяется величи-

ной действительного зазора (рис 6, а) При увеличении действительного натяга значения деформационных параметров непрерывно возрастают (рис 6, б)

--- J „ „ h„=0,1 мм а0 = 0 2 мм,

2 хч , —

,2 мм, ад = 0,1 мм,

ч* 1 0 -А

08 06 - 15

07 30

ее -

os

1А

а, « 02 мм . л- с,+ехр(а. h.+bv) у

\

А/ N

/

г \ ^ ^ \

0 05 мм \ у -И= Си.+ехр (a/h.+bj

ов os

ha мм

а) б)

Рисунок 6 - Взаимосвязи накопленных параметров механического состояния а - с профильным радиусом ролика, б - с действительным натягом,

МПа

\ I I -V- а,. = c+exDía h,+b). —

I , Ь+a ln(hj,

с+ехр(а V").

-

0 8 h, ММ

а) б)

Рисунок 7 - Взаимосвязи осевых остаточных напряжений на поверхности и в первом экстремуме а - с действительным натягом, б — с профильным радиусом ролика,

h_, мм

j___ i

\ / 8

\ в ^ 1 1 \ а = 0 05 мм, R „ 3 мм —

У hTJ =4,21 -10,54 (Ьл-0,6)2

/\/1 1 . .......1 1_. л _

У \ hTO = 8,25 ехр(-20,86ал),.

i 1 1 N*. h„ = 0,? мм. R = 3 мм

/ О 1

1 I

et os от es

002 ООО oto OU Oie MM

Рисунок 8 — Взаимосвязь глубины зарождения усталостной трещины с

Рисунок 9 - Зависимость циклической действительньм натягом и зазором долговечности от основных параметров

режима обработки

Для выявления взаимосвязей остаточных напряжений с параметрами режима проведено описание эпюр компонент ОН в ка.егориях координат характерных точек (рис 5) В качестве примера ниже рассмотрены графические зависимости для осевого компонента остаточных напряжений (рис 7, а, б) Установлено, что наибольшие осевые сжимающие напряжения на поверхности наблюдаются при значениях действительного натяга около 0,25 мм Их дальнейшее уменьшение при возрастании натяга вызвано значительно возрастающей тепловой разгрузкой, в то время как осевые сжимающие напряжения в первом экстремуме продолжают возрастать (рис 7, а)

Установлено, что для каждой величины действительного натяга, существует значение профильного радиуса ролика, при котором сжимающие напряжения на поверхности детали максимальны (рис 7, б) Максимальные значения осевых сжимающих напряжений в точке первого экстремума возрастают с увеличением обоих факторов и достигают значений -400 МПа Рост указанных факторов увеличивает и собственно глубину расположения экстремума от поверхности детали При максимальных значениях действительного натяга и профильного радиуса ролика она достигает значений 6-8 мм

Проведенные экспериментальные исследования позволили выявить взаимосвязи циклической долговечности Ыцд и глубины зарождения усталостной трещины hTp с параметрами механического состояния металла ПС и технологическими факторами при обработке PCO Установлено, что основные параметры режима PCO оказывают наследственное влияние на степень деформации сдвига, накапливаемую на стадии циклической долговечности ЛЛцд, наибольшее значение которой наблюдается при Ьл = 0,6 мм С увеличением действительного зазора значение ДЛцд снижается, что вызвано значительным увеличением степени деформации сдвига, накапливаемой при PCO

Увеличение действительного зазора приводит к уменьшению глубины зарождения усталостной трещины и выходу точки вероятного разрушения на поверхность Это соответствует известным представлениям о том, что при дальнейшем увеличении ад происходит накопление предельных деформаций и разрушение поверхности металла в вершине пластической волны уже при механической обработке Увеличение Rnp, приводит к увеличению глубины зарождения трещины, при этом наибольшее значение h-^, наблюдается при Ьд = 0,6 мм (рис 8, а) При увеличении ДЛцд пу-бина зарождения трещины увеличивается

Установлено, что наибольшая циклическая долговечность упрочненной PCO детали наблюдается при наибольших значениях профильного радиуса ролика, наименьших значениях действительного зазора резца и Ьд = 0,6 мм (рис 9) Выявленное значение действительного натяга также соответствует наибольшей глубине зарождения усталостной трещины, что позволяет установить взаимосвязь последней с Ыцд (рис 10) Указанное сочетание факторов позволяет повысить циклическую долговечность до 8-9 млн циклов, в то время как долговечность неупрочненных деталей составляет 0,5-1 млн циклов Результаты исследований позволили установить, что при значениях Трсо ~ 0,65 наблюдается наибольшая циклическая долговечность деталей (рис 11)

Анализ показал, что максимальная циклическая долговечность получена при таких режимах PCO, когда остаточные напряжения, глубина и степень упрочнения не достигли своих максимальных значений В табл 1 представлены рекомендации по выбору режимов обработки, обеспечивающих высокие значения требуемого параметра качества детали Как видно из таблицы, уменьшение действительного зазора резца в составе hp значительно увеличивает циклическую долговечность детали, практически не изменяя при этом значения остальных параметров качества

1%,. ММ-

---

_ = 0,1 ex 3(N, 32), h

..... I ...

1 ■«гк"

[ ■

' N^xlo", циклов

Рисунок 10 - Взаимосвязь глубины

NJC10' циклов

I \ i ?

' V

О . ап = 0,1 мм,

= -31,5(lFpr.o-0,65f+c,

/ |

02 03

05 06 07 оа

4-«

зарождения трещины с циклической Рисунок 11 - Зависимость циклической

долговечностью

долговечности от накопленной при PCO степени исчерпания запаса пластичности металла

Таблица 1

Пути обеспечения параметров качества при упрочнении деталей PCO

Параметр качества Значение с эактора в пределах заданного диапазона, мм

h„ (0,05. 0,9) ад, (0. 0,2) hD,(0,l 1,0) Rn„,(2 15)

Ra - - Уменьшить Увеличить

h - - Увеличить Увеличить

5 - - Увеличить Уменьшить

ÖOCT 0,25 мм - - 4,5 - 5 мм

Nim 0,6 мм Уменьшить - Увеличить

Пятая глава посвящена разработке методик, алгоритмов и программных систем проектирования упрочняющих технологических процессов, позволяющих управлять параметрами механического состояния с целью обеспечения требуемого качества поверхностного слоя и циклической долговечности деталей машин

Для практического использования и реализации полученных в работе результатов разработан алгоритм расчета параметров обработки PCO, который позволяет

1 По заданным значениям параметров режима определить параметры качества, интегральные параметры механического состояния (Л, [Таост]) и циклическую долговечность детали с учетом явления технологического наследования

2 По заданным значениям параметров качества и долговечности детали в условиях приложения усталостных нагрузок назначить оптимальные режимы обработки

Процедуры выполнения этапов разработанного алгоритма автоматизированы в виде программных систем, прошедших официальную регистрацию и включенных в реестр программ для ЭВМ Российского агентства по патентам и товарным знакам

Программа «Расчет наследуемых параметров процесса размерного совмещенного обкатывания» предназначена для автоматизированного расчета накопления деформации, исчерпания запаса пластичности и тензора остаточных напряжений и назначения рациональных режимов обработки, обеспечивающих наилучшие поверхностные свойства Она позволяет производить расчет параметров PCO тремя способами

1 -й способ - практический расчет по экспериментально полученному геометрическому профилю очага деформации, который может быть получен с помощью программы «Обработка профилограмм очагов деформации при размерном совмещенном обкатывании и поверхностном пластическом деформировании»

2-й способ - аналитический исходными являются технологические параметры, устанавливаемые на станке при обработке детали способом PCO

3-й способ - обратный аналитический исходными данными являются значения параметров качества поверхностного слоя, которые требуется получить при обработке PCO, а также значения технологических факторов, выступающих в качестве ограничений

Результаты научных исследований апробированы и приняты к внедрению в виде методик, программных систем расчета и технологических процессов с суммарным годовым экономическим эффектом около 330 ООО рублей Результаты работы используются в курсах лекций «Научные основы технологии машиностроения» и методических указаниях к лабораторным работам для студентов направления «Технология, оборудование и автоматизация машиностроительных производств» и специальности «Технология машиностроения»

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1 Определены пути управления качеством поверхностного слоя и долговечностью деталей при использовании совмещенных процессов поверхностного пластического деформирования Ключевой научной задачей является раскрытие физических закономерностей формирования свойств поверхностного слоя и определения их влияния на циклическую долговечность упрочненной детали

2 Разработана структурная и расчетно-аналитическая модели и раскрыты физические закономерности формирования качества поверхностного слоя с учетом явления технологического наследования Установлено, что, по сравнению с традиционным поверхностным пластическим деформированием, размерное совмещенное обкатывание обеспечивает более высокое качество и позволяет накапливать большие деформации без разрушения поверхностного слоя

3 Разработана аналитическая модель формирования остаточных напряжений, которые представляются в виде тензора, являющегося суммой тензора упруго-пластических напряжений, а также тензоров упругих и тепловых напряжений разгрузки Установлен характер распределения компонент остаточных напряжений по глубине поверхноегаого слоя Расчеты показали, что наибольшими значениями на-

пряжений характеризуется осевой компонент остаточных напряжений, который достигает -400 МПа и глубины распространения сжимающих напряжений до 10 мм

4 Выполнены экспериментальные исследования и получены статистические модели влияния режимов обработки на качество поверхностного слоя и циклическую долговечность упрочненных деталей машин Установлено, что основное влияние на упрочняющий эффект, исчерпание запаса пластичности металла и формирование остаточных напряжений оказывают действительный зазор резца, действительный натяг и профильный радиус ролика

5 Результаты показали, что размерное совмещенное обкатывание обеспечивает высокую циклическую долговечность упрочненных деталей в условиях многоциклового усталостного нагружения, достигающую 8 млн циклов, что в 3,5 раза превышает долговечность не упрочненной детали и в 1,5 раза - долговечность детали, упрочненной поверхностным пластическим деформированием Исследования показали, что наибольшая циклическая долговечность детали обеспечивается при минимальных значениях действительного зазора резца, максимальных значениях профильного радиуса и значении действительного натяга ролика 0,6 мм, что соответствует степени исчерпания запаса пластичности обработкой PCO 4P » 0,65

6 На основе результатов теоретических и экспериментальных исследований разработана методика и алгоритм проектирования технологии обработки размерным совмещенным обкатыванием Разработана программа для ЭВМ, позволяющая расчетным путем определять качество поверхностного слоя и циклическую долговечность детали, исходя из заданных режимов, а также назначать рациональные режимы обработки, обеспечивающие заданное качество поверхностного слоя и циклической долговечность

7 Результаты исследований апробированы и приняты к внедрению на машиностроительных предприятиях в виде методик, программных систем расчета и технологических процессов с суммарным годовым экономическим эффектом около 330

000 рублей

Основные положения диссертации опубликованы в работах:

1 Блюменштейн В Ю , Махалов М. С , Сусленков С В Обработка профилограмм очагов деформации при размерном совмещенном обкатывании и поверхностном пластическом деформировании Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2002611071 от 27 июня 2002 г

2 Блюменштейн В Ю , Махалов М С Расчет параметров процесса размерного совмещенного обкатывания Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2002611072 от 27 июня 2002 г.

3 Махалов М С Исследования напряженно-деформированного состояния поверхностного слоя при обработке методом размерного совмещенного обкатывания / М С Махалов // Прогрессивные технологии и экономика в машиностроении тр Всероссийской науч-практ конф - Томск Изд-во ТПУ, 2003 -374 с - С 100

4 Махалов М С Формирование поверхностного слоя деталей машин при обработке способом размерного совмещенного обкатывания / М С Махалов // Прогрес-

сивные технологии и экономика в машиностроении тр II Всероссийской науч -практ конф В 2 т / Филиал ТПУ - Юрга' Изд ТПУ, 2004 - Т 1 - 200 с - С 155

5 Блюменштейн В Ю Очаг деформации при размерном совмещенном обкатывании как основа физических представлений и решения задач механики технологического наследования / В Ю Блюменштейн, M С Махалов // Вестник Куз-ГТУ -2004 -№ 4 - С 83-89

6 Блюменштейн В Ю Управление качеством поверхностного слоя деталей машин на основе применения размерного совмещенного обкатывания / В Ю Блюменштейн, M С Махалов // Известия ОрелГТУ - 2004 - № 2 - С 24-28

7 Блюменштейн В Ю , Махалов M С Расчет наследуемых параметров процесса размерного совмещенного обкатывания Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2005611281 от 31 мая 2005г

8 Махалов M С Алгоритм расчета параметров размерного совмещенного обкатывания / M С Махалов // Информационный листок / Кем ЦНТИ - Кемерово,

2005 - 3 с

9 Махалов M С Экспериментальная установка для размерного совмещенного обкатывания усталостных образцов / M С Махалов // Информационный листок / Кем ЦНТИ - Кемерово, 2005 - 3 с

10 Блюменштейн В Ю Механика поверхностного слоя при обработке размерным совмещенным обкатыванием / В Ю Блюменштейн, M С Махалов // Упрочняющие технологии и покрытия -М Машиностроение, 2006 -№2(14) - С 1827

11 Махалов M С Структурно-аналитическая модель управления качеством поверхностного слоя и долговечностью деталей машин на основе применения способа размерного совмещенного обкатывания / M С Махалов // Прогрессивные технологии и экономика в машиностроении тр IV Всероссийской науч -практ конф с международным участием В 2 т / ЮТИ ТПУ - Юрга Изд ТПУ,

2006 - Т1 - 154 с - С 42-45

12 Блюменштейн В Ю Влияние режимов размерного совмещенного обкатывания на механическое состояние поверхностного слоя / В Ю Блюменштейн, M С Махалов // Упрочняющие технологии и покрытия - M Машиностроение, 2006 -№5(17) - С 21-29

13 Махалов M С Автоматизация проектирования технологии размерного совмещенного обкатывания / M С Махалов // Известия ОрелГТУ Машиностроение Приборостроение В2-хт Т2 -2006 -№3(529)-С 31-36

Махалов Максим Сергеевич

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ УПРОЧНЯЮЩЕЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ МАШИН РАЗМЕРНЫМ СОВМЕЩЕННЫМ ОБКАТЫВАНИЕМ

05 02 08 - Технология машиностроения

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано к печати /у &г <¿7 формат

Бумага офсетная Отпечатано на ризографе

Уч изд л _ Тираж -Цр Заказ

ГУ Кузбасский государственный технический университет 650026, Кемерово, ул Весенняя, 28 Типография ГУ Кузбасский государственный технический университет 650099, Кемерово, ул Д Бедного, 4 А

Перечень условных обозначений.

Введение.

Глава 1. Анализ технологического обеспечения качества поверхностного слоя и усталостной долговечности деталей машин, упрочняемых совмещенными способами поверхностного пластического деформирования.

1.1. Повышение качества и долговечности деталей за счет использования совмещенных процессов поверхностного пластического деформирования.

1.2. Особенности способа размерного совмещенного обкатывания.

1.3. Методики решения задач обеспечения качества и циклической долговечности.

1.4. Влияние остаточных напряжений на качество деталей машин.

1.5. Управление качеством и долговечностью на основе аппарата механики технологического наследования.

1.6. Выводы, цель и задачи исследования.

Глава 2. Экспериментально-аналитическая модель управления параметрами наследуемого механического состояния металла поверхностного слоя.

2.1. Структурно-аналитическая модель формирования параметров механического состояния.

2.2. Феноменологическая модель наследуемого механического состояния поверхностного слоя.

2.2.1. Механика очага деформации.

2.2.2. Кинетика формирования параметров состояния поверхностного слоя.

2.3. Расчетная модель остаточных напряжений.

2.3.1. Постановка задачи моделирования остаточных напряжений.

2.3.2. Анализ формирования остаточных напряжений.

2.4. Модель механического состояния поверхностного слоя детали на стадии циклического нагружения.

2.5. Выводы по главе.

ГлаваЗ. Методики экспериментальных исследований.

3.1. Программа исследований.

3.2. Материалы и средства технологического оснащения экспериментальных исследований.

3.3. Методика автоматизированной обработки профилограмм шероховатости и очага деформации.

3.4. Методика исследования качества и статистической обработки экспериментальных данных.

3.5. Методика моделирования механики поверхностного слоя методом конечных элементов.

3.6. Методика моделирования и расчета остаточных напряжений.

3.7. Методика экспериментальных исследований циклической долговечности.

3.8. Выводы по главе.

Глава 4. Экспериментальные исследования закономерностей формирования поверхностного слоя.

4.1. Исследование формирования очагов деформации и качества поверхностного слоя.

4.2. Исследование взаимосвязей параметров механического состояния поверхностного слоя с параметрами режима обработки и очага деформации.

4.3. Исследование взаимосвязей компонент тензора остаточных напряжений с режимами обработки.

4.4. Наследственные закономерности трансформации состояния поверхностного слоя в процессе эксплуатационного циклического нагружения.

4.5. Выводы по главе.

Глава 5. Инженерная реализация результатов исследования.

5.1. Алгоритм расчета циклической долговечности и назначения оптимальных режимов обработки.

5.2. Программа для ЭВМ «Расчет наследуемых параметров процесса размерного совмещенного обкатывания».

5.2.1. Особенности модуля расчета по экспериментальному профилю очага деформации (1-й способ).

5.2.2. Особенности модулей расчета по технологическим параметрам режима обработки и параметрам качества поверхностного слоя (2-й и 3-й способ).

5.3. Обеспечение циклической долговечности на основе управления механическим состоянием металла очага деформации с учетом технологического наследования.

5.4. Выводы по главе.

Актуальной задачей современного машиностроения является обеспечение долговечности деталей машин, которая в существенной мере определяется качеством поверхностного слоя (ПС). Поверхностный слой формируется на протяжении всего технологического процесса, при этом важную роль играет явление технологического наследования (ТН).

Повышение качества поверхностного слоя возможно на основе совершенствования методов упрочняющей обработки, а также выявления закономерностей ТН и их влияния на эксплуатационную долговечность детали, в том числе, и в условиях приложения эксплуатационных знакопеременных усталостных нагрузок.

Для деталей, работающих в таких условиях, задача обеспечения долговечности может быть успешно решена за счет применения технологических процессов на основе совмещенных методов поверхностного пластического деформирования (ППД), развитию и внедрению которых способствовали работы П.Г. Алексеева, М.А. Балтер, Я.М. Бараца, В.Ф. Безъязычного, В.М. Браслав-ского, М.С. Дрозда, М.М. Жасимова, С.А. Зайдеса, А.В. Киричека, Е.Г. Коновалова, И.В. Кудрявцева, А.Г. Лазуткина, Е.М. Макушка, Л.И. Маркуса, Л.Г. Одинцова, Д.Д. Папшева, В.В. Петросова, В.Н. Подураева, Ю.Г. Проскурякова, О.А. Розенберга, Э.В. Рыжова, В.М. Смелянского, А.Г. Суслова, Л.А. Хворо-стухина, П.А. Чепы, П.С. Чистосердова, Л.М. Школьника, Ю.Г. Шнейдера, Д.Л. Юдина, П.И. Ящерицына и других.

Одним из прогрессивных путей повышения качества и обеспечения долговечности является применение способа размерного совмещенного обкатывания (РСО), разработанного в Московском автомеханическом институте (МАМИ), под руководством заслуженного деятеля науки РФ, проф. Смелянского В.М.

Особенностью РСО является оригинальная схема работы режущего и деформирующего инструментов, в соответствии с которой, резец срезает пластическую волну металла, возникающую впереди деформирующих роликов. Натяги существенно превышают принятые для ППД и достигают величин в 1 мм, разрушения поверхности при этом не происходит, вследствие удаления резцом части металла в районе вершине пластической волны.

В настоящее время работами В.М. Смелянского, В.Ю. Блюменштейна, В.А. Васильева, В.Б. Игнатова и Т.Р. Ныклевича показано, что РСО позволяет в широких пределах изменять параметры шероховатости и упрочнения поверхностного слоя при обработке широкой номенклатуры деталей машин, таких как штоки, валы, оси и другие, изготовленные из различных конструкционных материалов и работающие в условиях приложения усталостных нагрузок.

Однако, до настоящего времени не установлены возможности способа размерного совмещенного обкатывания в отношении обеспечения циклической долговечности ответственных деталей. Отсутствие необходимых технологических рекомендаций сдерживает его применение в машиностроении.

Для решения этой задачи необходимы знания физических закономерностей процессов формирования поверхностного слоя, протекающих при обработке в очаге деформации, а также закономерностей трансформации поверхностного слоя при эксплуатационном нагружении детали. Для исследования этих закономерностей адаптированным является аппарат механики технологического наследования, в рамках которого формирование и трансформация состояния ПС на стадиях механической обработки и последующего эксплуатационного усталостного нагружения рассматриваются как единый непрерывный процесс накопления деформации и исчерпания запаса пластичности и формирования остаточных напряжений металлом поверхностного слоя. При накоплении предельных деформаций наступает полное исчерпание запаса пластичности, свидетельствующее о появлении несплошности в виде трещины. Применение аппарата механики ТН, позволяет в единых терминах и категориях описать физическую природу поведения металла на стадиях жизненного цикла и привести результаты исследований к форме, удобной для инженерного пользования.

Учитывая возрастающие требования к качеству деталей машин и необходимость обеспечения долговечности деталей в процессе эксплуатации, автор поставил перед собой задачу раскрытия физических закономерностей формирования поверхностного слоя с учетом явления технологического наследования, разработки аналитического аппарата расчета накопления деформаций, исчерпания запаса пластичности и формирования остаточных напряжений, определения влияния режимов обработки и параметров состояния поверхностного слоя на циклическую долговечность деталей машин и разработки на их основе методик проектирования упрочняющих технологических процессов.

Для решения поставленных задач с использованием разработанной структурно-аналитической модели были получены кинетические уравнения и проведены аналитические исследования закономерностей накопления деформации, исчерпания запаса пластичности и формирования остаточных напряжений при обработке размерным совмещенным обкатыванием.

Анализ результатов показал, что размерное совмещенное обкатывание обеспечивает более высокое качество и позволяет накапливать большие, чем традиционное ППД, деформации без разрушения поверхностного слоя.

Ключевой особенностью аналитической модели формирования остаточных напряжений является их представление в виде тензора, составляющими элементами которого являются упруго-пластические напряжения от нагрузки, идеально-упругие и тепловые напряжения разгрузки. Установлены закономерности распределения компонент остаточных напряжений по глубине поверхностного слоя детали. Выявлено, что наибольшими значениями сжимающих напряжений характеризуется осевая составляющая, которая достигает -400 МПа, а глубина распространения сжимающих напряжений достигает 10 мм.

На основе экспериментально-аналитических исследований предложена модель механики циклической долговечности детали после обработки размерным совмещенным обкатыванием, в основе которой лежат представления о продолжающемся накоплении деформации и исчерпании запаса пластичности металлом поверхностного слоя в процессе усталостного нагружения. Модель позволила установить наследственные взаимосвязи продолжительности стадии циклической долговечности с накопленными параметрами механического состояния, тензором остаточных напряжений, а также с режимами обработки.

Результаты показали, что размерное совмещенное обкатывание обеспечивает высокую циклическую долговечность упрочненных деталей в условиях многоциклового усталостного нагружения, достигающую 8 млн. циклов, что в 3,5 раза превышает долговечность неупрочненной детали и в 1,5 раза - долговечность детали, упрочненной ППД. Исследования показали, что наибольшая циклическая долговечность детали обеспечивается при минимальных значениях действительного зазора резца, максимальных значениях профильного радиуса и значении действительного натяга ролика 0,6 мм.

Результаты теоретических и экспериментальных исследований реализованы в виде методики и алгоритма проектирования упрочняющих технологических процессов. Предложенный алгоритм позволяет расчетным путем определять параметры механического состояния, качество поверхностного слоя и циклическую долговечность детали, исходя из заданных режимов, а также, исходя из заданного качества поверхностного слоя и циклической долговечности, назначить режимы обработки РСО. Процедуры выполнения этапов расчетного алгоритма автоматизированы в виде программных систем, прошедших официальную регистрацию и включенных в реестр программ для ЭВМ Российского агентства по патентам и товарным знакам.

Результаты исследований приняты к внедрению в виде технологических процессов, методик расчета и компьютерных программ проектирования упрочняющей технологии с суммарным годовым экономическим эффектом около 330 ООО рублей в условиях инновационного учебно-научно-производственного центра «КузбассРИЦ», ООО фирма «Фалар» и НПО «Развитие».

Автор выражает искреннюю благодарность научному руководителю, доктору технических наук, профессору В.Ю. Блюменштейну за многолетнее и плодотворное научное сотрудничество. С момента первого знакомства по настоящее время этот человек проявил самое деятельное участие в научной судьбе автора.

Автор признателен сотрудникам кафедры «Технология машиностроения» Кузбасского государственного технического университета за помощь, оказанную при выполнении работы.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Определены пути управления качеством поверхностного слоя и долговечностью деталей при использовании совмещенных процессов поверхностного пластического деформирования. Ключевой научной задачей является раскрытие физических закономерностей формирования свойств поверхностного слоя и определения их влияния на циклическую долговечность упрочненной детали.

2. Разработана структурная и расчетно-аналитическая модели и раскрыты физические закономерности формирования качества поверхностного слоя с учетом явления технологического наследования. Установлено, что, по сравнению с традиционным поверхностным пластическим деформированием, размерное совмещенное обкатывание обеспечивает более высокое качество и позволяет накапливать большие деформации без разрушения поверхностного слоя.

3. Разработана аналитическая модель формирования остаточных напряжений, которые представляются в виде тензора, являющегося суммой тензора упруго-пластических напряжений, а также тензоров упругих и тепловых напряжений разгрузки. Установлен характер распределения компонент остаточных напряжений по глубине поверхностного слоя. Расчеты показали, что наибольшими значениями напряжений характеризуется осевой компонент остаточных напряжений, который достигает -400 МПа и глубины распространения сжимающих напряжений до 10 мм.

4. Выполнены экспериментальные исследования и получены статистические модели влияния режимов обработки на качество поверхностного слоя и циклическую долговечность упрочненных деталей машин. Установлено, что основное влияние на упрочняющий эффект, исчерпание запаса пластичности металла и формирование остаточных напряжений оказывают действительный зазор резца, действительный натяг и профильный радиус ролика.

5. Результаты показали, что размерное совмещенное обкатывание обеспечивает высокую циклическую долговечность упрочненных деталей в условиях многоциклового усталостного нагружения, достигающую 8 млн. циклов, что в 3,5 раза превышает долговечность не упрочненной детали и в 1,5 раза - долговечность детали, упрочненной поверхностным пластическим деформированием. Исследования показали, что наибольшая циклическая долговечность детали обеспечивается при минимальных значениях действительного зазора резца, максимальных значениях профильного радиуса и значении действительного натяга ролика 0,6 мм, что соответствует степени исчерпания запаса пластичности обработкой РСО Ч* * 0,65.

6. На основе результатов теоретических и экспериментальных исследований разработана методика и алгоритм проектирования технологии обработки размерным совмещенным обкатыванием. Разработана программа для ЭВМ, позволяющая расчетным путем определять качество поверхностного слоя и циклическую долговечность детали, исходя из заданных режимов, а также назначать рациональные режимы обработки, обеспечивающие заданное качество поверхностного слоя и циклической долговечность.

7. Результаты исследований апробированы и приняты к внедрению на машиностроительных предприятиях в виде методик, программных систем расчета и технологических процессов с суммарным годовым экономическим эффектом около 330 ООО рублей.

272

1. Балтер М. А. Упрочнение деталей машин / М. А. Балтер. М.: Машиностроение, 1968. - 196 с.

2. Смелянский В. М. Механика упрочнения деталей поверхностным пластическим деформированием / В. М. Смелянский. М.: Машиностроение, 2002. -300 с.

3. Маталин А. А. Качество поверхности и эксплуатационные свойства деталей машин / А. А. Маталин. М.: Машгиз, 1956. - 452 с.

4. Суслов А. Г. Качество поверхностного слоя деталей машин / А. Г. Суслов. -М.: Машиностроение, 2000. 320 е.: ил.

5. Проблемы повышения качества, надежности и долговечности деталей машин : сб. науч. трудов / под ред. А. Г. Суслова. Брянск: БИТМ, 1989. - 148 с.

6. Блюменштейн В. Ю. Механика технологического наследования как научная основа проектирования процессов упрочнения деталей машин поверхностным пластическим деформированием : дис. . д-ра техн. наук : 05.02.08. -М., 2002. 595 с.

7. Овсеенко А. Н. Формирование состояния поверхностного слоя деталей машин технологическими методами / А. Н. Овсеенко, М. М. Gajek, В. И. Серебряков. Opole: Politechnika Opolska, 2001. - 228 с.

8. Смелянский В. М. Механика формирования поверхностного слоя деталей машин в технологических процессах поверхностного пластического деформирования : дисд-ра техн. наук : 05.02.08. М., 1985. - 379 с.

9. Шапарин А. А. Разработка численной модели формирования поверхностного слоя деталей и методики технологического обеспечения механическихпараметров этого слоя при ППД обкатыванием : дис. . канд. техн. наук : 05.02.08.-М., 1988.-201 с.

10. Чистосердов П. С. Совмещенная обработка резанием и поверхностным пластическим деформированием / П. С. Чистосердов, А. П. Сахаров, JI. А. Ма-линов // Технология и организация производства. 1978. - №3. - С. 19-21.

11. Подураев В. Н. Способ обработки резанием с опережающим пластическим деформированием / В. Н. Подураев, В. М. Ярославцев, Н. А. Ярославцева // Вестник машиностроения. -1971. №4. - С. 58-61.

12. Повышение усталостной прочности стальных и чугунных деталей поверхностным наклепом / Под. ред. д-ра техн. наук проф. И. В. Кудрявцева. М.: Машгиз, 1955.- 172 с.

13. Исследования по упрочнению деталей машин / Под. ред. И. В. Кудрявцева. -М.: Машиностроение, 1972. 328 е.: ил.

14. Чепа П. А. Технологические основы упрочнения деталей поверхностным деформированием / П. А. Чепа. Мн.: Наука и техника, 1981. - 128 с.

15. Повышение прочности деталей машин поверхностным деформированием // материалы II научно-технической конференции. Пермь, 1967. - 189 с.

16. Зайдес С. А. Охватывающее поверхностное пластическое деформирование / С. А. Зайдес. Иркутск: Изд-во Иркутского государственного технического университета, 2001. - 309 е.: ил.

17. Зайдес С. А. Поверхностное пластическое деформирование / С. А. Зайдес, В. А. Забродин, В. Г. Мураткин. Иркутск: Изд-во Иркутского государственного технического университета, 2002. - 304 е.: ил.

18. Школьник JI. М. Технология и приспособление для упрочнения и отделки деталей накатыванием / JI. М. Школьник, В. И. Шахов. М.: Машиностроение, 1964.

19. Браславский В. М. Поверхностная деформация и остаточные напряжения при обкатывании крупных валов / В. М. Браславский, О. О. Куликов // Упрочнение деталей механическим наклепыванием. М.: Наука. - 1965. - с. 7888.

20. Одинцов Л. Г. Упрочнение и отделка деталей поверхностным пластическим деформированием : справочник / Л. Г. Одинцов. М.: Машиностроение, 1987. - 328 с.

21. Папшев Д. Д. Отделочно-упрочняющая обработка поверхностным пластическим деформированием / Д. Д. Папшев. М.: Машиностроение, 1978. -152 с.

22. Торбило В. М. Алмазное выглаживание / В. М. Торбило. М.: Машиностроение, 1972. - 105 с.

23. Папшев Д. Д. Упрочнение детали обкаткой шариками / Д. Д. Папшев. М.: Машиностроение, 1968. - 132 с.

24. Маркус Л. И. Алмазное выглаживание / Л. И. Маркус, В. М. Смелянский // Обзор. НИИНАвтопром. М., 1971. -117 с.

25. Шнейдер Ю. Г. Чистовая обработка металлов давлением / Ю. Г. Шнейдер. -М. Л.: Машгиз, 1963. - 272 е.: ил.

26. Шиф И. М. Влияние режимов процесса обкатывания двумя роликами на характеристики упрочнения поверхностного слоя деталей / И. М. Шиф // Уч. записки Пермского университета. Т. 17. Вып. 3. 1960. - С. 47-60.

27. Школьник Л. М. Технология и приспособления для упрочнения и отделки деталей накатыванием / Л. М. Школьник, Н. Е. Наумченко. М.: Машиностроение, 1964. - 184 е.: ил.

28. Балтер М. А. Технология поверхностного наклепа высоконагруженных деталей / М. А. Балтер // Повышение прочности и долговечности деталей машин ППД. М: НИИИНФОРМТЯЖМАШ. - 1970. - №11. - С. 56-63.

29. Кудрявцев П. И. Задержка развития трещин усталости в результате применения поверхностного наклепа / П. И. Кудрявцев // Вестник машиностроения.- 1972.-№1.-С. 57-60.

30. Кудрявцев И. В. Выбор основных параметров упрочнения валов обкатыванием роликами / И. В. Кудрявцев // Вестник машиностроения. 1983. - №4. -С. 8-10.

31. Марковец М. П. Определение механических свойств металлов по твердости / М. П. Марковец. М.: Машиностроение, 1979. - 191 е.: ил.

32. Сулима А. М. Деформационное упрочнение и усталостная прочность деталей из сталей и сплавов / А. М. Сулима // Повышение эксплуатационных свойств деталей поверхностным пластическим деформированием. М.: МДНТП.-1971.-С. 3-15.

33. Киричек А. В. Технология и оборудование статико-импульсной обработки поверхностным пластическим деформированием: Библиотека технолога / А. В. Киричек, Д. JI. Соловьев, А. Г. Лазуткин. М.: Машиностроение, 2004. -288 е.: ил.

34. Механика нагружения поверхности волной деформации / А. Г. Лазуткин и др.; под. ред. Ю. С. Соловьева. М.: Машиностроение-1, 2005. - 149 с.

35. Земсков В. А. Технологическое обеспечение износостойкости деталей машин на основе применения метода электроэрозионного синтеза покрытий : дис. канд. техн. наук : 05.02.08. М., 2004. - 296 с.

36. Смелянский В. М. Технологическое повышение износостойкости деталей методом электроэрозионного синтеза покрытий / В. М. Смелянский, В. А. Земсков // Упрочняющие технологии и покрытия. М.: Машиностроение, 2005.-№ 1.-С. 27-35.

37. Смелянский В. М. Упрочнение алюминиевых деталей микродуговым оксидированием / В. М. Смелянский, О. Ю. Терций, Е. М. Морозов // Автомоб. пром-сть. 1999. - №1. с. 22-25.

38. Исследование свойств поверхностного слоя, полученного микродуговым оксидированием алюминиевого газотермического покрытия / Д. П. Кузуев и др. // Упрочняющие технологии и покрытия. М.: Машиностроение, 2005. -№8.-С. 39-41.

39. Смелянский В. М. Повышение коррозионной стойкости изделий из алюминиевых сплавов путем нанесения комбинированных МДО-покрытий / В. М. Смелянский, Е. П. Земскова // Упрочняющие технологии и покрытия. М.: Машиностроение, 2005. - № 2. - С. 32-35.

40. Васильев В. А. Исследование основных технологических параметров РСО :дис. канд. техн. наук : 05.02.08. М., 1980.-229 с.

41. Игнатов В. Б. Исправление исходной погрешности при обработке РСО : дис. . канд. техн. наук : 05.02.08. М., 1983.-276 с.

42. Технологическая наследственность в машиностроительном производстве / Под. ред. А. М. Дальского. М.: Изд-во МАИ, 2000. - 364 с.

43. Технологические основы управления качеством машин / А. С. Васильев и др. М., Машиностроение, 2003. - 256 е.: ил.

44. Смелянский В. М. Нормирование и оптимизация качества поверхностного слоя деталей при обработке / В. М. Смелянский // Качество поверхности : тез. докл. семинара. Брянск: БИТМ, 1995. - С. 34-40.

45. Коновалов Е. Г. Чистовая и упрочняющая ротационная обработка поверхностей / Е. Г. Коновалов, В. А. Сидоренко. Минск: Высшая школа, 1968. -363 с.

46. Чистосердов П. С. Комбинированные инструменты для обработки ППД : обзор НИИинформ. ТЯЖ. МАШ. / П. С. Чистосердов, Г. С. Жуковец. М., 1976.- 67 с.

47. Чистосердов П. С. Комбинированные инструменты для совмещения процессов резания и ППД : обзор / П. С. Чистосердов. М., 1975.

48. Чистосердов П. С. Комбинированные инструменты для отделочно-упрочняюшей обработки / П. С. Чистосердов. М., 1977. 127 с.

49. Марин А. 3. Исследование процесса одновременного пластического деформирования и резания при протягивании (прошивании) отверстий деталей из вязких материалов : дис. канд. техн. наук : 05.02.08. М., 1969. - 208 с.

50. Кузнецов А. М. Обработка круглых отверстий в деталях из вязких материалов комбинированным протягиванием / А. М. Кузнецов, А. 3. Марин // Автомобильная промышленность. 1970. - №4. - С. 33-35.

51. Лурье Г. Б. Упрочняюще-отделочная обработка рабочих поверхностей деталей машин ППД : обзор НИИинформ. по машиностроению / Г. Б. Лурье, Я. И. Штейнберг. М., 1971. - 156 с.

52. Вульф А. М. Резание металлов / А. М. Вульф. Л.: Машиностроение, 1973.

53. Вялло А. А. Совмещенная обработка резанием и давлением / А. А. Вялло // Станки и инструмент. 1965. - №12.

54. Чистосердов П. С. Качество поверхности, обработанной комбинированным инструментом / П. С. Чистосердов, А. П. Сахаров // Технология машиностроения : сб. / Тульский политехнический институт. Тула, 1976. - С. 109113.

55. Блюменштейн В. Ю. Исследование качества поверхностного слоя деталей машин после размерного совмещенного обкатывания : дис. . канд. техн. наук : 05.02.08. М., 1979. - 254 с.

56. Ящерицын П. И. Технологическая наследственность в машиностроении / П. И. Ящерицын, Э. В. Рыжов, В. И. Аверченков. М.: Наука и техника, 1977. -256 с.

57. Аскинази Б. М. Упрочнение и восстановление деталей машин электромеханической обработкой / Б. М. Аскинази. М.: Машиностроение, 1989. - 200 с.

58. Хейфец М. JI. Проектирование процессов комбинированной обработки: Библиотека технолога / М. JI. Хейфец. М.: Машиностроение, 2005. - 272 е.:ил.

59. Коновалов Е. Г. Прогрессивные схемы ротационного резания металлов / Е. Г. Коновалов, В. А. Сидоренко, А. В. Соусь. Минск: Наука и техника, 1972.

60. Подураев В. Н. Влияние кинематических параметров процесса резания круглыми вращающимися резцами на стойкость инструмента / В. Н. Подураев, Б. С. Дерганов // Ротационное резание : тез. докл. конф. Минск, 1970. - С. 5-6.

61. Гик J1. А. Ротационное резание металлов / JI. А. Гик. Калининград: Калининградское книжное издательство, 1990.

62. Щебров О. М. Совмещенная обработка адгезионно-активных сталей / О. М. Щебров, Е. В. Преображенская // Упрочняющие технологии и покрытия. -М.: Машиностроение, 2005. № 8. - С. 41-44.

63. А. с. 358136. Способ комбинированной упрочняюще-чистовой обработки / В. М. Смелянский (СССР). 1972. - Бюл. № 34.

64. А. с. 671925. Способ комбинированной упрочняюще-чистовой обработки / В. М. Смелянский, В. А. Васильев, Н. А. Соколов, В. 10. Блюменштейн (СССР).- 1979.-Бюл. №25.

65. Ныклевич Т. Р. Тепловые явления и качество поверхностного слоя деталей машин при обработке размерным совмещенным обкатыванием : дис. . канд. техн. наук : 05.02.08. М., 1983. - 151 с.

66. Павлов П. А. Основы инженерных расчетов элементов машин на усталостную и длительную прочность / П. А. Павлов. JL: Машиностроение, Jle-нингр. отд-ние, 1988. - 252 е.: ил.

67. Когаев В. П. Расчеты деталей на прочность и долговечность : справочник / В. П. Когаев, Н. А. Махутов, А. П. Гусенков. М.: Машиностроение, 1985. -224 е.: ил.

68. Когаев В. П. Расчеты на прочность при напряжениях, переменных во времени / В. П. Когаев ; под ред. А. П. Гусенкова. 2-е изд., перераб. и доп. -М.: Машиностроение, 1993. - 364 е.: ил.

69. Сосновский JI. А. Статистическая механика усталостного разрушения / J1. А. Сосновский. Минск: Наука и техника, 1987. - 288 с.

70. Иванова В. С. Природа усталости металлов / В. С. Иванова, В. Ф. Терентьев.- М.: Металлургия, 1975. 455 с.

71. Иванова В. С. Разрушение металлов / В. С. Иванова. М.: Металлургия, 1979.- 168 с.

72. Терентьев В. Ф. Усталость металлических материалов / В. Ф. Терентьев. -М.: Наука, 2003. 254 е.: ил.

73. Алексеев П. Г. Машинам быть долговечными / П. Г. Алексеев. Тула: При-окское книжное издательство, 1973. - 135 с.

74. Шнейдер Ю. Г. Образование регулярных микрорельефов на деталях и их эксплуатационные свойства / Ю. Г. Шнейдер. JL: Машиностроение, 1972. -240 с.

75. Рыжов Э. В. Технологическое обеспечение эксплуатационных свойств деталей машин / Э. В. Рыжов, А. Г. Суслов, В. П. Федоров. М.: Машиностроение, 1979.- 176 с.

76. Маталин А. А. Технологические методы повышения долговечности деталей машин / А. А. Маталин. Харьков: Техшка, 1971. - 144 е.: ил.

77. Биргер И. А. Остаточные напряжения / И. А. Биргер. М.: Государственное научно-техническое издательство машиностроительной литературы, 1963. -232 е.: ил.

78. Журавлев А. В. Технологическое обеспечение сопротивления усталости деталей машин обкатыванием на основе учета интенсивности деформации поверхностного слоя : дис. канд. техн. наук : 05.02.08. М., 1989. - 178 с.

79. Кудрявцев И. В. Внутренние напряжения как резерв прочности в машиностроении / И. В. Кудрявцев. М.: Машгиз, 1951. - 280 с.

80. Повышение выносливости и надежности деталей машин и механизмов / Б. А. Кравченко и др. Куйбышев: Куйбышевское книжное изд-во, 1966. - 222 с.

81. Баринов В. В. Влияние технологических факторов на уровень поврежденности поверхностного слоя деталей при обкатывании : дис. канд. техн. наук :05.02.08.-М., 1984.- 187 с.

82. Проскуряков Ю. Г. Технология упрочняюще-калибрующей и деформирующей обработки металлов / Ю. Г. Проскуряков. М.: Машиностроение, 1971. - 208 с.

83. Кобрин М. М. Определение внутренних напряжений в цилиндрических деталях / М. М. Кобрин, JI. И. Дехтярь. М.: Машиностроение, 1965. - 175 с.

84. Технологические остаточные напряжения и сопротивление усталости авиационных резьбовых деталей / С. И. Иванов и др.. М., 1992. - 192 с.

85. Чоудхури Мд. Н. Абсар. Разработка расчетной модели формирования остаточных напряжений и методики их технологического обеспечения при обработке деталей обкатыванием и выглаживанием : дис. . канд. техн. наук : 05.02.08.-М., 1988.-200 с.

86. Технологические остаточные напряжения / Под. ред. д-ра техн. наук проф. А. В. Подзея. М.: Машиностроение, 1973. - 216 с.

87. Каледин Б. А. Повышение долговечности деталей машин поверхностным деформированием / Б. А. Каледин, П. А. Чепа. Минск: Наука и техника, 1974.-232 с.

88. Школьник JI. М. Применение ППД для повышения прочности и долговечности деталей железнодорожного подвижного состава / JI. М. Школьник // Повышение прочности и долговечности деталей машин ППД : сб. / ЦНИИТМАШ. М., 1970. - №90. - С. 44-54.

89. Полые валы и оси / JI. М. Школьник и др. М.: Машиностроение, 1968. -183 с.

90. Климова J1. Г. Управление технологическими остаточными напряжениями при охватывающем деформировании маложестких валов : автореферат дис. канд. техн. наук Иркутск, 2006. - 15 с.

91. Кудрявцев И. В. Выбор продольной подачи при упрочнении осей и валов обкаткой роликами / И. В. Кудрявцев, Л. Н. Бурмистрова // Вестник машиностроения. 1965. - №3. - С. 16-20.

92. Кудрявцев И. В. Усталость крупных деталей машин / И. В. Кудрявцев, Н. Е. Наумченко, Н. М. Саввина. М.: Машиностроение, 1981. - 238 е.: ил.

93. Усов J1. А. Упрочнение галтелей шеек осей роликами с поворачивающейся осью вращения / JI. А. Усов, Л. М. Школьник // Поверхностные методы упрочнения металлов и сплавов в машиностроении. МДНТП. - 1983. - С. 124-129.

94. Технология машиностроения. В 2 т. Т. 2. Производство машин : учебник для вузов / В. М. Бурцев и др.. ; Под ред. Г. Н. Мельникова. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1999. - 640 е.: ил.

95. Дальский А. М. Технологическое обеспечение надежности высокоточных деталей машин / А. М. Дальский. М.: Машиностроение, 1975. - 223 с.

96. Дальский А. М. Технологическое наследование и направленное формирование эксплуатационных свойств изделий машиностроения / А. М. Дальский, А. С. Васильев, А. И. Кондаков // Известия ВУЗов. Машиностроение. -1996.-№Ю-12.-С. 70-76.

97. Блюменштейн В. Ю. Функциональная модель механики технологического наследования / В. Ю. Блюменштейн // Вестник КузГТУ. 2000. - № 4. - С. 46-54.

98. Елизаветин М. А. Технологические способы повышения долговечности машин / М. А. Елизаветин, Э. А. Сатель. М.: Машиностроение, 1964. - 438 с.

99. Суслов А. Г. Инженерия поверхности деталей резерв в повышении конкурентоспособности машин / А. Г. Суслов // Инженерия поверхности. Приложение к журналу "Справочник. Инженерный журнал". - М.: Машиностроение, 2001. - №4. - С. 3-9.

100. Технологические процессы поверхностного пластического деформирования : монография / Под ред. С. А. Зайдеса. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2007. -404 е.: ил.

101. Упрочнение стали механической обработкой / Г. В. Карпенко и др.. -Киев, Наукова думка, 1966.

102. Стойкость валков чистового холодного проката / Д. А. Драйгор и др. М.: Машиностроение, 1964.

103. Рыжов Э. В. О возможности управления технологической наследственностью / Э. В. Рыжов, В. И. Аверченков // Проблемы технологичности конструкций изделий машиностроения : сб. Брянск, 1974. - Вып. 2.

104. Рыжов Э. В. Влияние технологической наследственности на качество поверхности при обработке поверхностным пластическим деформированием (ППД) / Э. В. Рыжов, В. А. Бауман // Вестник машиностроения. 1973. - № 10.-С. 59-62.

105. Блюменштейн В. Ю. Механика технологического наследования как научная основа проектирования процессов упрочнения деталей машин поверхностным пластическим деформированием : автореферат дис. . д-ра техн. наук : 05.02.08. М., 2002. - 36 с.

106. Филиппов Ю. К. Критерий оценки качества деталей, получаемых холодной объемной штамповкой / Ю. К. Филиппов // Кузнечно-штамповочное производство. 1999. - № 2. - С. 3-9.

107. Колмогоров В. J1. Механика обработки металлов давлением / В. J1. Колмогоров. М.: Металлургия, 1986. - 688 с.

108. Колмогоров В. J1. Напряжения. Деформации. Разрушение / В. J1. Колмогоров. М.: Металлургия, 1970. - 230 с.

109. Богатов А. А. Ресурс пластичности металлов при обработке давлением /

110. A. А. Богатов, О. И. Мижирицкий, С. В. Смирнов. М.: Металлургия, 1984. -144 с.

111. Богатов А. А. О разрушении металлов при обработке давлением / А. А. Богатов // Кузнечно-штамповочное производство. 1997. - № 8. - С. 2-7.

112. Смирнов С. В. Деформируемость и поврежденность металлов при обработке давлением : автореферат дис. . д-ра техн. наук : 05.16.05. Екатеринбург , 1998. - 38 с.

113. Огородников В. А. Оценка деформируемости металлов при обработке давлением / В. А. Огородников. Киев: Вища школа, 1983. - 176 с.

114. Блюменштейн В. Ю. Механика технологического наследования. Показатель схемы напряженного состояния на стадии циклической долговечности /

115. B. Ю. Блюменштейн ; Кузбасс, гос. техн. ун-т. Кемерово, 2000. - 8 с. - Деп. в ВИНИТИ, № 2968-В00.

116. Кречетов А. А. Расчет циклической долговечности. Свидетельство обофициальной регистрации программы для ЭВМ №2003611306. Заявка №2003610712, дата поступления 4 апреля 2003 г. Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 29 мая 2003 г.

117. Анфилатов В. С. Системный анализ в управлении: учеб. пособие / В. С. Анфилатов, А. А. Емельянов, А. А. Кукушкин ; под ред. А. А. Емельянова. -М.: Финансы и статистика, 2002. 368 с.: ил.

118. Вендров А. М. CASE-технологии. Современные методы и средства проектирования информационных систем / А. М. Вендров. М.: Argussoft Со, 1999.- 86 с.

119. Методология функционального моделирования IDEF0 : руководящий документ. М.: Изд-во стандартов, 2000. - 75 с.

120. Марка Давид. Методология структурного анализа и проектирования / Давид Марка, Клемент МакГоуэн ; Пер. с англ. М.: 1993. - 240 с. - ISBN 57395-0007-9 (в пер.).

121. Блюменштейн В. Ю. Механика технологического наследования. Описание программы нагружения на стадии свободного ортогонального резания / В. Ю. Блюменштейн // Обработка металлов. 2002. - № 2. - С. 32-35.

122. Блюменштейн В. Ю. Механика технологического наследования. Формирование программ нагружения и оценка исчерпания ресурса пластичности на стадии свободного ортогонального резания / В. Ю. Блюменштейн // Обработка металлов. 2002. - №1(14). - С. 37-40.

123. Смелянский В. М. Геометрические аспекты пластического волнообразования при обработке поверхностным пластическим деформированием / В. М. Смелянский // Известия Вузов. Машиностроение. 1983. - №10. - С. 125129.

124. Смелянский В. М. Исследование процесса алмазного выглаживания жестким инструментом : дис. канд. техн. наук : 05.02.08. М., 1969. - 229 с.

125. Смелянский В. М. Граничные условия для напряжений и скоростей для процессов поверхностного пластического деформирования / В. М. Смелянский // Прогрессивные методы современной штамповки : сб. тез. докл. на-уч.-техн. конф. Кишинев, 1973. - С. 159-162.

126. Смелянский В. М. Механизм накопления деформаций поверхностного слоя деталей при обработке поверхностным пластическим деформированием / В. М. Смелянский // Автомобильная промышленность. 1980. - № 3. -С. 28-30.

127. Смелянский В. М. Механика упрочнения поверхностного слоя деталей машин при обработке ППД / В. М. Смелянский // Вестник машиностроения. 1982.-№ 11.-С. 19-22.

128. Блюменштейн В. Ю. Механика технологического наследования. Описание программы нагружения очага деформации на стадии поверхностного пластического деформирования (ППД) / В. Ю. Блюменштейн // Инструмент Сибири,-2001.-№ 1.-С. 18-23.

129. Кречетов А. А. Методика расчета параметров механического состояния поверхностного слоя деталей машин / А. А. Кречетов // Вестник КузГТУ. -2001.-№5.-С. 27-31.

130. Работнов Ю. Н. Механика деформируемого твердого тела : учеб. пособие для вузов / Ю. Н. Работнов. 2-е изд., испр. - М.: Наука, гл. ред. физ. - мат. лит., 1988.-712 с.

131. Блюменштейн В. Ю. Механика поверхностного слоя при обработке размерным совмещенным обкатыванием / В. Ю. Блюменштейн, М. С. Махалов // Упрочняющие технологии и покрытия. М.: Машиностроение, 2006. -№2(14).-С. 18-27.

132. Блюменштейн В. Ю. Управление качеством поверхностного слоя деталей машин на основе применения размерного совмещенного обкатывания / В. Ю. Блюменштейн, М. С. Махалов // Известия ОрелГТУ. 2004. - № 2. - С. 24-28.

133. Блюменштейн В. Ю. Очаг деформации при размерном совмещенном обкатывании как основа физических представлений и решения задач механики технологического наследования / В. Ю. Блюменштейн, М. С. Махалов // Вестник КузГТУ. 2004. - № 4. - С. 83-89.

134. Марочник сталей и сплавов / Под. ред. В. Г. Сорокина. М.: Машиностроение, 1989.

135. Циклические деформации и усталость металлов. В 2 т. Т.1. Малоцикловая и многоцикловая усталость металлов / В.Т. Трощенко и др. ; под. ред. В.Т. Трощенко. Киев: Наук, думка, 1985. - 216 с.

136. Махалов М. С. Экспериментальная установка для размерного совмещенного обкатывания усталостных образцов / М. С. Махалов // Информационный листок / Кем ЦНТИ. Кемерово, 2005. - 3 с.

137. Блюменштейн В. Ю. Методика и устройства контроля геометрическихпараметров очага деформации при обкатывании и выглаживании деталей горных машин / В. Ю. Блюменштейн, Ю. А. Антонов, И. Н. Гергал // Вестник КузГТУ. 2001. - № 3. - С. 26-27.

138. Боровиков В. П. Statistica. Статистический анализ и обработка данных в среде Windows / В. П. Боровиков, И. П. Боровиков. М.: Информационно-издательский дом "Филинъ", 1998. - 608 с.

139. Боровиков В. П. Прогнозирование в системе Statistica в среде Windows. Основы теории и интенсивная практика на компьютере : учеб. пособие / В. П. Боровиков, Г. И. Ивченко. М.: Финансы и статистика, 1999. - 384 е.: ил.

140. ГОСТ 25.507-85. Расчеты и испытания на прочность в машиностроении. Методы испытаний на усталость при эксплуатационных режимах нагружения. Общие требования.

141. Школьник Л. М. Методика усталостных испытаний : справочник / Л. М. Школьник. М.: Металлургия, 1978. - 304 с.

142. ГОСТ 25.502-79. Расчеты и испытания на прочность в машиностроении. Методы механических испытаний металлов. Методы испытаний на усталость.

143. Сторожев М. В. Теория обработки металлов давлением : учебник для вузов / М. В. Сторожев, Е. А. Попов. М.: Машиностроение, 1977. - 423 с.

144. Блюменштейн В. Ю. Влияние режимов размерного совмещенного обкатывания на механическое состояние поверхностного слоя / В. Ю. Блюменштейн, М. С. Махалов // Упрочняющие технологии и покрытия. М.: Машиностроение, 2006. - № 5(17). - С. 21-29.

145. Браславский В. М. Технология обработки крупных деталей машин / В. М. Браславский. М.: Машиностроение, 1975. - 160 с.

146. Махалов М. С. Алгоритм расчета параметров размерного совмещенного обкатывания / М. С. Махалов // Информационный листок / Кем ЦНТИ. -Кемерово, 2005. 3 с.

147. Махалов М. С. Автоматизация проектирования технологии размерного совмещенного обкатывания / М. С. Махалов // Известия ОрелГТУ. Машиностроение. Приборостроение. В 2-х т. Т.2. 2006. - № 3(529) - С. 31-36.

148. Delphi 7 / А. Д. Хомоненко и др. ; под общ. ред. А. Д. Хомоненко. -СПб.: БХВ-петербург, 2004. 1216 е.: ил.

149. Идрисов А. Б. Стратегическое планирование и анализ эффективности инвестиций / А. Б. Идрисов, С. В. Картышев, А. В. Постников. М.: Информационно-издательский дом «Филинъ», 1996. - 272 с.

150. Дель Г. Д. Определение напряжений в пластической области по распределению твердости / Г. Д. Дель. М.: Машиностроение, 1971. - 200 с.

151. Кроха В. А. Упрочнение металлов при холодной пластической деформации : справочник / В. А. Кроха. М.: Машиностроение, 1980. - 157 е.: ил.