автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.01, диссертация на тему:Обеспечение рациональных технологических режимов дробеобработки на основе закономерностей ударной контактной деформации

На правах рукописи

□0305Т84Т

Мосейко Вячеслав Валерьеви .

ОБЕСПЕЧЕНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ ДРОБЕОБРАБОТКИ НА ОСНОВЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ УДАРНОЙ КОНТАКТНОЙ ДЕФОРМАЦИИ

05 03 01 - Технологии и оборудование механической и физико-технической обработки

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Волгоград - 2007

003057847

Работа выполнена в Волгоградском государственном техническом университете

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор Матлин Михаил Маркович.

Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор

Шапочкин Василий Иванович; кандидат технических наук, доцент Паршев Сергей Николаевич.

Ведущая организация ОАО «Каустик», г Волгоград

Защита состоится «28 » мая 2007 г в Ю часов на заседании диссертационного совета К 212 028 02 в Волгоградском государственном техническом университете по адресу 400131, г Волгоград, проспект им В И Ленина, 28

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке Волгоградского государственного технического университета

Автореферат разослан « 17 » апреля 2007 г

Ученый секретарь диссертационного совета

Быков Ю.М.

г

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Среди известных в машиностроении способов упрочнения поверхностным плас гическим деформированием дробеударное упрочнение является одним из простых, технологичных и используемых в производстве широкой номенклатуры деталей из различных материалов, подвергающихся знакопеременному и контактному нагружению По показателям производительности, универсальности, сохранения точности изготовления, качества поверхностного упрочненного слоя, эффективности упрочнения деталей сложной формы, затрат на оборудование и оснастку дробеобработка превосходит большинство других способов

Вместе с этим, при определенных успехах в разработке и практическом освоении способов дробеобработки, определение и выбор параметров ее технологических режимов в большинстве осуществляется на основании производственного опыта и экспериментальных данных, получаемых при испытании деталей или образцов-свидетелей

Это вызвано рядом причин и, прежде всего, случайным характером распределения отпечатков дроби и пластически деформированных зон наклепа на обрабатываемой поверхности упрочняемых деталей, обусловленным неравномерной плотностью потока дроби по фронту и глубине, различием в скоростях и углах падения отдельных дробинок, их некруглостью, разбросом размеров и упругих характеристик, столкновением отскочившей и падающей дроби и так далее

Учет этих факторов требует совершенствования методов определения, расчета и назначения одного из основных параметров дробеупрочнения - степени покрытия поверхности детали отпечатками дроби, для чего необходимо знать законы распределения отпечатков и их размеры, зависящие от диаметра и скорости дроби, физико-механических характеристик материала дроби и детали, определяющих, в свою очередь, контактную силу и глубину упрочненною наклепом поверхностного слоя деталей

Для определения этих и друшх параметров дробеобработки надо знать характеристики ударного контактного взаимодействия дроби с поверхностью упрочняемой детали (динамическую твердость материала детали, коэффициент восстановления скорости дробинки кинематические и временные характеристики удара, упругую и полную составляющие ударной контактной деформации и др )

Тематика научно-технических конференций и публикаций в России и за рубежом подтверждает актуальность темы исследования

Диссертация выполнена в рамках госбюджетных исследований на кафедре «Детали машин и ПТУ» при финансовой поддержке гранта Министерства образования РФ для финансирования НИР аспирантов ВУЗов № АОЗ-З 18-79

Целью работы является разработка методик расчета основных параметров технологических режимов дробеобработки и выбора их рациональных значений на основе закономерностей упругопластической деформации в контакте дроби и детали, учитывающих случайный характер распределения дроби в потоке и ее отпечатков на поверхности детали, влияние коэффициента восстановления скорости дробинки, влияние повышения твердости материала детали при ударе, влияние

з

столкновения падающей и отраженной дроби, для обеспечения максимального повышения циклической долговечности и предела выносливости деталей

Для достижения этих целей в диссертации были поставлены следующие задачи исследования

1 Исследование закономерностей случайного распределения дроби в падающем и отраженном потоках и ее отпечатков на поверхности упрочняемой детали и обоснование рекомендаций по выбору степеней покрытия отпечатками и зонами наклепа, в том числе, при учете столкновения дроби и при использовании дроби с несколькими фракциями разных Диаметров

2 На основе понятия пластической твердости НД с использованием диаграммы вдавливания дробинки в материал детали исследование и разработка методик

- расчетного определения размеров остаточного ударного отпечагка дробинки, упругой, пластической и полней составляющих контактной деформации,

- расчета силовых, кинематических и временных характеристик контактной деформации при ударе дроби,

- расчетного определения коэффициента восстановления скорости дробинки,

- вычисления глубины упрочненного дробеобработкой наклепанного слоя стальных деталей, |

- экспериментального определения динамического коэффициента пластической твердости стальных деталей в диапазоне практических скоростей дробеобра-ботки

Методы и средства исследования. Теоретические исследования основаны на положениях и закономерностях теории вероятностей, теоретической механики, теории упругости и пластичности, методов сопротивления материалов

В качестве меры твердости материалов использовали пластическую твердость по Дрозду НД (ГОСТ 18835-73)1 твердость по Бринеллю НВ (ГОСТ 9012-59) и твердость по Шору HSD (ГОСТ 23273-78)

Контрочь твердости проводили на твердомерах ТШ-2, ТК-2, ТП-7Р-1 Диаметр и глубину остаточных огпечашов определяли с помощью инструментального микроскопа ММИ-2 и индикаторных стоек с индикаторами ИЧ с ценой деления 0,005 мм Определение механических свойств исследуемых материалов выполняли на программно-техническом комплексе ИР 5143-200 Для измерения скорости дробинок и шариков применяли баллистический маятник

Разгон дроби и шариков осуществляли с помощью промышленного дробеструйного пистолета, оригинального устройства для ТТПД с циркулирующей дробью по а с № 577750, пневматической! винтовки ИЖ-38с и пневматического пистолета ИЖ-53М Упрочнение деталей и образцов производили в пневмодробеструйной камере объемом 0,045 м3

При обработке экспериментальных данных применяли методы математической статистики и персональную ЭВМ IBM PC/AT Научная новизна:

1 Предложена вероятностная модель распределения дроби в ее потоке и сделана оценка снижения эффективности дробеобработки из-за столкновения падающей на деталь и отраженной от нее дроби

2 Разработана вероятностная модель распределения на обрабатываемой поверхности упрочняемой детали отпечатков дроби Определены аналитические зависи-

мости для степеней однократного и многократных покрытий отпечатками и зонами наклепа, для удельного и полного расхода дроби, для времени дробеобработ-ки, для плотности распределения отпечатков и для степени равномерности глубины наклепанного слоя, в том числе

- предложена методика определения времени дробеобработки по длительности и степеням заданного и неполного промежуточного покрытия,

- обоснован выбор границ рекомендуемого диапазона значений степеней покрытия,

- расширены возможности полученных зависимостей при использовании дроби, содержащей несколько фракций разного диаметра

3 На основе понятия пластической твердости материалов и формулы Г Герца разработана расчетная методика построения диаграммы вдавливания дробинки в упругопластическое контртело детали с циклами повторного нагружения-разгружения и получены аналитические выражения для упругой, пластической и полной глубины остаточного ударного отпечатка, его диаметра и коэффициента восстановления скорости дроби

4 Введение в анализ понятия коэффициента восстановления скорости позволило определить ряд аналитических зависимостей, характеризующих закономерности удара дроби по упругопластическому материалу детали (законы движения, скорости и ускорения дробинки в активной и пассивной фазах удара, законы полного, пластического и упругого сближения дробинки и детали, закон изменения контактной силы удара, длительность активной и пассивной фаз удара, выражение для глубины наклепанного слоя при дробеобработке и т д )

5 Предложена методика экспериментального определения динамической пластической твердости материала упрочняемой детали по глубине остаточного отпечатка путем однократного удара дробинкой

6 Получена аналитическая формула для пересчета чисел твердости Я50 (по Шору) в числа пластической твердости НД (по Дрозду)

На защиту выносятся:

1 Расчетные методики определения степеней покрытия поверхности детали отпечатками дроби, степеней покрытия зонами наклепа и степени равномерности глубины наклепанного слоя

2 Методика оценки снижения эффективности дробеобработки из-за столкновения падающей и отраженной дроби

3 Аналитическая зависимость для средневероятного числа ударов дроби, содержащей несколько фракций разного диаметра, в площадь собственного отпечатка

4 Аналитические зависимости для расчета глубины и диаметра единичного остаточного отпечатка при ударе дробинкой

5 Аналитические зависимости для определения коэффициента восстановления скорости дроби

6 Расчетная зависимость для определения глубины упрочненного слоя стальных детален при дробеобработке

7 Методика экспериментального определения динамической пластической твердости материала упрочняемой детали по глубине остточною отпечатка п)-тем однократного удара дробинкой

8 Расчетные зависимости для перевода чисел твердости HSD в числа пластической твердости НД

Достоверность научных положений, рекомендаций и выводов диссертации подтверждаются экспериментальными исследованиями автора и согласуются с известными результатами работ ¿ругих авторов

Практическая ценность и реализация результатов работы. Разработанные расчетные методики дают возможность многофакторного анализа процессов дро-беобработки, уверенного прогнозирования результатов расчета и обеспечения эффективности технологический режимов На способ определения пластической динамической твердости получен патент РФ 2288458

Предложенные методики используются на практике для оценки работоспособности и повышения долговечности деталей насосно-компрессорного оборудования в ОАО «Каустик» и в ВолгГТУ при чтении лекций по некоторым разделам курса «Детали машин и основы| конструирования», выполнении курсовых и дипломных проектов, выпускных работ бакалавров и магистерских диссертации

Апробация работы. Результаты работы были представлены ежегодных научно-технических конференциях ВолгГТУ (2002-2007 г г ), на VI, VII, X областных межвузовских научных конференциях студентов и молодых ученых (2001, 2002, 2005 г), на международном симпозиуме «Современные проблемы прочносш» (Старая Русса, 2003 г), на международной научно-практической конференции «Прогресс транспортных средств и систем» (Волгоград, 2002, 2005 гг ), на VI международном семинаре «Современные npo6ie\ibi прочности» (Старая Русса, 2003 гг), на международных конференциях «Механика» (Литва, Каунас, 2002-2006 г г), «Актуальные проблемы конструкторско-технологического обеспечения машиностроительного производства» (Волгоград, 2003 г), «Образование через науку» (Москва, 2005 г)

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 30 печатных работах, в том числе получен naieHT РФ

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов и приложений, содержит 222 страницы машинописного текста, включая 45 рисунков и 13! таблиц Список литературы включает 146 наименований В приложении приведены документы, подтверждающие внедрение и практическое значение результатов работы

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цель и основные задачи исследования, кратко изложены основные научные результаты, выносимые на защиту

В первой 1лаве приведены общие положения, характеризующие метод дро-беобработки, и выполнен анализ известных исследований (М М Саверина, И В Кудрявцева, В В Варнелло, М Cj Дрозда, В В Петросова, Б П Рыковского, М М Школьника, В И Смелянского, М М Матлина, Г С Батуева, С JI Лебского, Г Гольдсмита, М Abyaneh, D Kirk', К Lida, J Cammett, P Prevey и других отечественных и зарубежных ученых) и методов определения и назначения параметров технологических режимов и характеристик ударной контактной деформации при дробеобработке Показано, что многими авторами по разному интерпретируется

б

понятие степени покрытия поверхности детали отпечатками дроби, а рекомендуемые ее значения отличаются на порядок и более Некоторые авторы считают возможным значение этой величины быть равной 1,0 и даже 1,25, 2,0, 3,0, 4,0 и более, что неприемлемо теоретически и ведет к неопределенности практических рекомендаций для времени дробеобработки и расхода дроби

Известные эмпирические и теоретические зависимости для определения размеров отпечатков, входящих в выражения для степеней покрытий и характеристик контактной деформации, различаются структурой и, страдают, зачастую, противоречивостью и неопределенностью некоторых членов, например, твердости материала детали

Анализируемые методы вычисления глубины пластически деформированного слоя отличаются многообразием описаний и формул

Ограниченные опытные данные дтя коэффициентов восстановления скорости при ударе, входящих в большинство зависимостей для параметров и характеристик дробеобработки, не могут быть использованы для решения ее задач, так как были получены при небольших скоростях соударения ичи дня сфер, значительно превышающих размер дроби, и приводятся, как правило, без указания величин твердости соударяемых тел

На основании выполненного анализа сформулированы цель и основные задачи исследований

Во второй главе, посвященной разработке и исследованию расчетных методов определения вероятностных характеристик случайного распределения дроби и ее отпечатков, характеризуемого как пуассоновское, получены зависимости для степени хотя бы (по крайней мере) однократного покрытия (как доли обрабатываемой площади, покрытой отпечатками и однократно, и двукрашо, трехкратно и т д ), для времени ? дробеобработки, для общего массово! о расхода М дроби и для достигаемой при этом поверхностной плотности распределения отпечатков

х(/, =1-ехр(-аоти), (1) / = , -аот„, (2)

ЖготпЧо <-08а

М = ~ аотп, (3) Х.а=—I— аотп, (4)

^^ опт 7С ......

,1 2 л жготпЧ 0COSa где аит„=1п-= 7tromnKi =—--_ математическое ожидание

1 - У] т Т

(средневероятное) числа ударов дроби в площадь пГд„,п собс(венного отпечатка, romn ' радиус в первом приближении одинаковых отпечатков дроби, д0 - удельный массовый расход потока дроби, а - угол падения дроби, отсчитываемый от нормали к поверхности, m — масса отдельной дробинки, t - время дробеобработки, Т = т/{пГдтп <70cosa) - постоянная времени дробеобработки, равная среднему интервалу времени между ударами дробинок в площадь собственного отпечатка, S-обрабатываемая площадь деюпи

Такой подход позволил, кроме этого, определить структуру выражения для степеней v|/( хотя бы двукратного, хотя бы трехкратного и т д покрытий и для

степеней v/¡ только однократного, только двукратного, только трехкратного и т д

7

покрытий отпечатками дроби (как долей площадей, покрытых отпечатками только одно определенное число раз) и связей между ними

2 Л

у = 1 - (1 + яотП)ехр(- аопт), (5) мг3 = 1

1 + + -

ех

Р(~аптп),

(6)

а2 .а3

V* = аотпехр(- аотп), (7) у*2 = ехр(- аотп), (8) ^з = —ехР(~ аотп) - (9)

I о

+ 0°) (И) + .(12)

где \|/0 = 1 - степень непокрытия отпечатками

При замене в формулах (1), (5) и (6) числа аотп на средневероятное число а5ъЬ,25аотп ударов дроби в площадь ~к(2,5готп)2 х 6,25кг2тп пластически деформированной зоны наклепа, образующейся вокруг отпечатка, с диаметром с1ь этой зоны, равным ~2,5с/</т„ (И В Кудрявцев, В В Варнелло, В В Петросов), из них вытекают выражения для соответствующих степеней \]/21, 4/3, итд покрытия зонами наклепа

Анализ выражений для степеней \|/, и \|/* показывает, что повышение плотности и средневероятного числа аотп (или а5) ведет к увеличению, в первую очередь, степени у,, затем ц/2, Уз итд до асимптотического значения 1,0, значения степеней , у*2, у! итд при этом перераспределяются с сохранением ба-» * »

ланса у0+у1+у2 + уз + =1 и поочередно достигают максимума с последующим асимптотическим уменьшением до нуля (рис 1)

V,

V,

м '

и

Ф5 * * ч

Рис 1 Графики зависимостей степеней у, и у* покрытия обрабашваемой поверхности отпечатками от средневероятного чиспа аот„ ударов дроби в площадь собственного отпечатка

Использование понятий степеней покрытия отпечатками и зонами наклепа разной кратности достаточно полно и с разных сторон характеризует их распределение на обрабатываемой поверхности упрочняемой детали и позволяет 1 Определить время / дробеобработки по заданной степени у,, степени у1и и времени Г„ промежуточного неполного покрытия по формуле

t = -~— !n(l -

2 Дать оценку равномерности глубины наклепанного слоя по степени ц. (отношению минимальной глубины наклепанного слоя к максимальной в предположении эллипсоидной формы пластически деформированных объемов материала детали, образующихся вокруг отпечатков) равномерности глубины наклепанного слоя

3 Обосновать границы диапазона рекомендуемых разными авторами (В В Петросовым, Г Горовицем, В Джонсоном, D Kirk, Р Prevey и J Cammett) значений степени Yi~0.2 0,9 хотя бы однократного покрытия отпечатками, обеспечивающих практически одинаковую усталостную прочность деталей Анализ геометрических моделей случайного поверхностного распределения зон наклепа при нижних значениях \|/,«0,2 (и, соответственно, \|/ь«0,75, ц »0,96,

аотп~ 0,22 и а% «1,4) показывает, что, несмотря на наличие на поверхности детали ненаклепапных участков, свободных от остаточных сжимающих напряжений (составляющих -25% от общей площади обработки), развитие на них поверхностных микродефектов при циклическом нагружении детали и превращение их в протяженные усталостные макротрещины блокируются границами зон наклепа, формирующими замкнутый характер этих небольших участков При уменьшении значений у, ниже указанного диапазона, с одной стороны, резко падает величина ц.г, отражая возрастающую неоднородность глубины наклепанного слоя, с другой стороны, на увеличивающихся протяженных ненаклепаиных участках реально возникает возможность образования усталостных макротрещин, многократно превышающих по длине размеры зон наклепа

Увеличение степени у, свыше значения -0,2, практически не изменяя глубины наклепанного слоя, ведет к росту плотности распределения и наложения друг на друга зон наклепа, повышению сплошности и равномерности этою слоя, уменьшает или исключает влияние на эффективность дробеобработки не все1да учитываемых или случайных факторов (неравномерной плотности потока дроби по фронту и глубине, разбросом размеров, скоростей и углов падения дробинок, их некруглостью, собственного вращения и др )

Превышение верхней границы диапазона \|/|=0,9 (\|/ls~l,0, рр»0,99,

аотп ~ 2,3 и as « 14,4 ), по мнению большинства авторов, ведет к необоснованному увеличению времени дробеобработки и перерасходу дроби, снижению усталостной прочности из-за перенаклепа и уменьшению надежности точного контроля величины v|/]

4 Показать, что задачи по определению степеней покрытия зонами наклепа и отпечатками дроби, содержащей несколько фракций разного диаметра, могут

(14)

быть решены с помощью полученных зависимостей, в которых средневероят-ное число ударов дроби в площадь собственного отпечатка подсчитывается как сумма средневероятных ударов дроби в отпечаток для каждой фракции 5 Обосновать необходимость учета возможного столкновения падающей и отраженной дроби и оценить снижение эффективности дробеобработки с использованием зависимостей для вероятностей Р' «долета» и Р «недолета» дроби падающего потока на обрабатываемую поверхность

Р'= 1-

% И х д0 собсс 2т V 31п(а + р) '|

(15)

Р =

тс й1

х д0 собос

2т V зт(а + Р) '

(16)

где О - диаметр дроби, х - глубина фронта дробеобработки, V- скорость отскока дроби, р - угол ее отскока

Показано, что при практически используемых значениях параметров дробеобработки из-за столкновения дроби эффективность упрочнения может быть существенно снижена, особенно при больших значениях глубины фронта, удельного расхода дроби, ее диаметра и малых ее углах падения и отскока

В третьей главе, посвященной разработке и исследованию характеристик контактной деформации и коэффициента восстановления скорости дробинки при ее ударе, на основе понятия1 пластической твердости обоснован расчет диаграммы динамического однократного и многократного повторного вдавливания дробинки (принимаемой за шарик высокой твердости) в упругопластический материал детали по нормали к ее поверхности (рис 2) Контактная сила вдавливания Р связана восходящей ветвью ОР нагружения с полным сближением а = 1г + ау дробинки и поверхности детали, складывающимся из остаточного

сближения к (глубины остаточного отпечатка)

й =---, (17)

пВ Щд

где НДд = Лад НД - динамическая пластическая твердость материала детали,

цНд - динамический коэффициент ее пластической твердости и упругого

сближения а,,, вычисляемого по формуле Г Герца для случая контакта шара с

вогнутой сферической поверхностью восстановленного отпечатка, кривизна которой изменяется пропорционально его глубине ¡г

9я

1-Ц] , 1-М2

N2

жЕ,

ЛЕ7

Р'

О

1 +

2 И

у у

(18)

где р.,, ц2' £-2 ~ соответственно коэффициенты Пуассона и модули упругости материалов дробинки и детали

Нисходящие линии разгрузки ВОи С02, ОО^ и тд диаграммы описываются зависимостью (18), в которой глубина к остается постоянной величиной, рав-

ю

ной ее максимальному значению, достигнутому в конце предыдущего нагруже-ния

Показано, что при первом ударе упругая и пластическая деформации контртела и дробинки развиваются практически одновременно, при повторных ударах дробинки в центр ранее нанесенного отпечатка из-за деформационного упрочнения вначале развивается упругая деформация контртела и дробинки, а затем после точки перелома ветви нагружения и линий разгрузки - упругопла-стическая Поэтому энергия повторных ударов будет тратиться, в первую очередь, на преодоление возрастающих сил упругою, а затем сил упруго-пластического деформирования, при этом каждый очередной удар с одной и той же кинетической энергией будет увеличивать это соотношение в пользу работы сил упругого деформирования, что определит постепенное замедление роста размеров отпечатка, увеличение скорости отскока дробинки и коэффициента восстановления при каждом последующем ударе Наконец, при каком-то повторном ударе может наступить такой момент, когда вся кинетическая энергия дробинки будет полностью потрачена на работу только сил упругого деформирования - дальнейший рост размеров отпечатка при этом прекрати гея, скорость отскока дробинки станет равной скорости ее падения, а коэффициент восстановления скорости - единице

Рис 2 Диаграмма вдавливания дробинки (шарика ичи бойка со сферическим индентором-) в упругоптостичсски деформируемое контртело детали с циклами повторного нагружения-разгружения

При этом энергетический анализ первого удара позволил получить аналитические выражения для глубины кд и диаметра ¿д (аналога формулы М М Саве-рина) остаточного отпечатка

пД

>ОУп

РЧ1-4

(19)

>2£>3

рг<>

(20)

|6 ндд

и для коэффициента восстановления скорости дроби как функцию ее диаметра и размеров отпечатка и как функцию физико-механических характеристик материалов детали и дробинки, плотности ее материала р и скорости удара К0

\6hlD2 !1--(21) Ь

1+1,85

V Ег

ип 1.25 -0 25./-0 5

Щд р У0

, (22)

в том числе, при ударе стальной дроби по стальной детали к

[ + 1,8 Ю~иНД1п5 5

Г

-у1-\1Т1,о 1и пмд г 0 ) (23)

Графики последней зависимости с учетом (48) изображены на рис 3 и показывают, что величина коэффициента восстановления при возрастании скорости удара для всех уровней твердости стальной детали уменьшается от единицы до асимптотических значений тем меньших, чем меньше твердость материала детали, диаметр дробинки не оказывает влияния на величину коэффициента восстановления

Это подтверждается опытными данными Г С Батуева, В Гольдсмита, Н Л Кильчевского, В В Петросова и дает возможность получения аналитических выражений для контактной силы Ра (т ) и Рп (т ) удара дробинкой, а при линеаризации ветви нагружения и 'линий разгружения диаграммы вдавливания -законов сближения а а (т ) и а'()(т) дробинки и контртела и скорости дробинки с/ос а /<3х и Лл/Л в активной и пассивной фазах удара, изменения полной а, пластической к и упругой а у составляющих контактной деформации и длительности т а и т п фаз удара

Рис 3 Графики зависимости (23) коэффициента восстановления к при ударе стальной дробинки 01 ее скорости Го при раз 1ичных значениях гпастиче-ской 1иердости ИД стальной детали кривая 1- НД= 1000 МПа, 2- 2000 МПа, 3-3000 МПа, 44000 МПа, 5-5000 МПа, 6-6000 МПа, 7-7000 МПа, 8-8000 МПа, 9-9000 МПа

('о, м/с

10 20 30 40 50 60 70

Р0(т)»Рдямшвт, (24) соз(В„(х-х0),

р НДи (I-*2)

со„ =-

ос

г(т)ка5шсоат,

(27) (29)

1о Ага

а„(х)«а созю„(х-хй),

Л а«2Ж0

К0С05ШЦХ, (31) ^2.йИмп<ая(т-тв), (32)

Л

_р_

. (34)

/г(т)~ кд дгисо^х,

а=к2а*к2ОУп

Д/б ндд '

по Г

х,, -

, (37) т„*к1а.

пОк

\-к'

(25)

(26)

(28) (30) (33)

(35)

(36) (38)

2 У6 НЛд {Х~к2) ' 1 ]16 Щ

Для комплексной проверки справедливости выражений (19), (20), (23), (26) в диссертации с их помощью получены

1 Формула дчя пересчета чисел твердости по Шору ЖО в числа пластической твердости НД (или НВ), подтверждаемая известными опытным данными и снимающая существенное ограничение ГОСТ 23273 по переводу чисел твердости НБО в другие числа твердости и расширяющая возможности определения твердости разнородных упругопластических материалов по Шору

V л -1°8

„0 25 г/0 5 г-,-0 75

ЯД «0,7 10"

-1

V V - + "140

УГ П~

(39)

2 Зависимость для относительного увеличения диаметра с1тах последнего по-

вторного ударного отпечатка (при котором практически прекращается рост его

размеров) к диаметру первого опечатка

1

"4к

1 + 1,85

1-И? 1-Иг

1,25 -0 25т/-0 5

(40)

обосновывающая известную опытную формулу М С Дрозда

~ - //В/1000 для ударов стальной дроби по стальной детали 3 На основе известных формул С Г Хейфеца для глубины наклепанного слоя и М С Дрозда для предела текучести зависимость глубины наклепанного слоя

стальных деталей при более или менее полном покрытии зонами наклепа (у, «0,2 0,9, »0,75 1,0) как глубины осевой зоны наклепа единичного отпечатка

А, «(2,66 3,16)£4

1 Р^о'

6 нд

я

-м

(16 16,8 )£>К0

0,5

4у[ндд(1 + 1,8 10"'2 НД^ УГ°-5]

(41)

кд 'о

где меньшие значения относятся к большинству легированных сталей, средние - к углеродистым, большие - к малоуглеродистым сталям, из которой как частные случаи вытекают зависимости

А, «(1,33 1,58)^

(42) А, «(2,66 3,16ХЩ,

А5«(5,32 6,32)

О

(43)

(44)

качественно и количественно близкие или идентичные структурам известных формул М М Саверина, И В Кудрявцева, М С Дрозда, В В Петросова, Б П Рыковскою и других авторов, особенно при малых и средних значениях коэффициента к, и показывающие, что исходная зависимость (41) является их обобщением и дальнейшим развитием, учитывающим влияние упругопластических свойств материалов детали и дроби

В целом это подтверждает обоснованность исходных допущений, достоверность выводов и расширяет круг задач, решаемых при выборе и назначении рациональных технологических режимов дробеобработки

В четвертой главе, посвященной анализу нескольких методик определения динамическои пластической твердости НДд упрочняемых деталей выбран метод определения твердости по глубине остаточного отпечатка путем однократного удара дробинкой (шариком или бойком со сферическим индентором), как обеспечивающий при относительной простоте наибольшую точность и являющийся развишем метода определения твердости НД путем однократного статического вдавливания шарика, предложенного М С Дроздом В основу методики положена аналитическая зависимость между глубиной Ад ударного остаточного отпечатка, скоростью и твердостью детали НДд, получаемая из (19) с учетом (22) в общем виде

Ш15

к

Л. В

4 52НД

«Д'д25

Ех Е2

+ 0

54(рК02)°Ь

и в частном случае удара стальной дробинки по стальной детали

:% о

36К

//Д«5 [1 + 1,8 10-|2/УЛ^?2V0-0,

(45)

(46)

Результаты собственных экспериментов и экспериментов дру]их авторов по определению динамического коэффициента г\Нд=НДд/НД пластической

твердости армко-железа, сталей 20, 45, 40Х, 30ХГСА, 25ХГТ с твердостью НД

1600 9100 МПа путем однократного удара дробинкой с обработкой их методом наименьших квадратов позволили аппроксимировать их эмпирической формулой(рис 4)

цнд *1,5-0,5е-0 64Г" (47)

в зависимости от приведенной скорости удара Уп=У§НД:>т1 НД, где НДэт - 1440МПа - твердость условного эталонного материала - стали 20 (М С Дрозд, М М Матлин, Ю И Сидякин), и на рис 5 -формулой

-0,92 Ю9-^

Лад «1.5-0,5* т (48)

в зависимости от фактической скорости удара дробинки и пластической твердости сталей, где Уп , У0 и НД - безразмерные величины, численно равные соответствующим скоростям в м/с и пластической твердости в Па

Пял

2 5 2 1 5

0 5

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 ,

vn, м/с

Рис 4 Динамический коэффициеш пластической твердое ги в зависимости от приведенной скорости удара линия - расчет по формуле (47), кружки - эксперименты авторов, квадратики - эксперименты М С Дрозда, М М Матпши Ю И Сидякина, крестики - эксперименты С Л Лебскою

Пад

25 2 1 5

05

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 , М/ С

Рис 5 Динамический коэффициент пластической твердости при ударе стальной дробинкой в зависимости от ее скорости удара Ко при разных значениях пластической твердости НД сталей (расчет по формуле (48))

Анализ формулы (48) и ее графиков на рис 5 показывает, что с увеличением скорости удара дробинки до 5 20 м/с динамический коэффициент г\Нд пластической твердости сталей экспоненциально возрастает до значения —1,5 тем быстрее, чем ниже пластическая твердость стали

В диапазоне практических скоростей дробеобработки 20 120 м/с с достаточной для инженерной практики точностью величину т\Нд можно считать

равной постоянной величине ~1,5, а динамическую пластическую твердость сталей с погрешностью определения не более 4 % при доверительной вероятности 0,95 вычислять по эмпирической формуле

НДд « 1,5 НД (49)

I

В пятой главе разработана расчетная методика выбора параметров рациональных технологических режимов и характеристик контактной деформации при дробеобработке для получения максимально возможного приращения предела выносливости и циклической долговечности упрочняемых стальных деталей, достигаемого при одновременном выполнении двух условий - для интенсивности пластической деформации е, 0 на поверхности детали и для глубины наклепанного слоя (М С Дрозд, М М Матлин, Ю И Сидякин, С Л Лебский), и предполагает следующие операции

1 Согласно ГОСТ 18835-73 определяют пластическую твердость НД материала стальной детали и по формуле (49) вычисляют ее динамическую пластическую твердостью НДд

2 Реализуя первое условие для интенсивности пластической деформации е,0

на поверхности детали, которая должна быть равна или близка к предельной равномерной деформации ер, по эмпирической формуле Д Тейбора для интенсивности пластической деформации на поверхности детали при более или менее полном покрытии зонами наклепа «0,2 0,9, \|/и »0,75 1,0) отпечатка как интенсивности деформации в центре единичного отпечатка

£,„«0,2- (50)

подстановкой (20) определяют необходимую скорость У0 удара дроби

(51)

3 По формулам, например, работ М С Дрозда, М М Матлина, Ю И Сидяки-на, С Л Лебского и других авторов для детали заданного типа (пластины или вала), реализуя второе условие, вычисляют рациональную глубину Ьъ опт пластически деформированного слоя

4 По найденной скорости У0 и глубине И,апт с использованием формулы (41) находят диаметр дроби О |

5 Для найденных значений скорости У0 и диаметра О дроби по формулам (23), (19), (20), (26), (34), (36), (37) и (38) определяют коэффициент восстановления скорости дробинки, глубину и диаметр остаточного ударного отпечатка, мак-

симальную силу удара, упругое и полное сближение дробинки с контртелом, длительность активной и пассивной фаз удара и, далее, в зависимости от назначаемой степени хотя бы однократного покрытия у, и удельного расхода дроби имеющейся дробеструйной или дробеметной установки по формулам (2), (3), (4) и (14) - время дробеобработки, расход дроби, плотность распределения отпечатков и степень равномерности наклепанного слоя

6 По формулам (15) и (16) оценивают вероятность столкновения дроби падающего и отраженного потоков, при необходимости, варьируя значениями удельного расхода дроби, углов падения и отскока, минимизируют эту вероятность, доводя ее значение до нескольких процентов

Результаты расчетов параметров рациональных технологических режимов дробеупрочпения близки к ранее полученным М С Дроздом, М М Матлиным, Ю И Сидякиным, С Л Лебским и другими авторами опытным режимам дробеобработки плоских образцов и обкатки роликом круглых стальных образцов, показавшим при испытании на усталость с симметричным циклом нагружения максимальное повышение циклической долговечности на 400 500% и предела выносливости на 30 35%

Основные выводы и результаты работы:

1 Построены вероятностные модели распределения дробинок в потоках падающей на деталь и отраженной дроби и распределения ее отпечатков на поверхности детали

2 На основе вероятностного анализа распределения отпечатков дроби получены расчетные зависимости для математического ожидания числа ударов дроби в площадь своего отпечатка и связанных с ним степеней однократного и многократных покрытий отпечатками и пластически деформированными зонами наклепа

3 На основе понятия пластической твердости НД (по Дрозду) разработана расчетная методика построения диаграммы вдавливания дробинки (шарика или бойка со сферическим индентором) в упругопластический материал обрабатываемой детали Анализ диаграммы дал возможность определения силовых, временных и кинематических характеристик контактной деформации при динамическом однократном и многократном вдавливании дробинки

4 Обоснована методика расчета глубины и диаметра восстановленного ударного отпечатка в зависимости от скорости, диаметра и плотности материала (или массы) дробинки, динамической пластической твердости материала детали

5 Предложено несколько методик аналитического определения коэффициента восстановления скорости дробинки, в том числе, по глубине и диаметру ее остаточного отпечатка и по физико-механическим характеристикам материалов дроби и детали

6 Как иллюстрация возможностей и доказательство справедливости полученных выражений с ич помощью дано аналитическое обоснование эмпирической формулы М С Дрозда для относительного увеличения диаметра последнего отпечатка к диаметру первого и обоснование методики пересчета чисел твердости

по Шору в числа пластической твердости по Дрозду (или Бринеллю), снимающей одно из существенных ограничений ГОСТ 23273

7 На основе зависимостей С Г Хейфеца и М С Дрозда и зависимости для контактной силы удара, полученной в диссертации, обосновано выражение для глубины наклепанного слоя, из которого как частные случаи вытекают известные зависимости М М Саверина, И В Кудрявцева, М С Дрозда, В В Петросо-ва, Б П Рыковского и других авторов Поставлена и решена технологическая задача определения скорости удара дроби и ее диаметра для обеспечения в стальной детали заданной глубины наклепанного слоя

8 Обоснована методика определения динамической пластической твердости упругопластических материалов по глубине остаточного ударного отпечатка дробинки, являющаяся дальнейшим развитием методики определения пластической твердости путем однократного статического вдавливания шарика, предложенной М С Дроздом Способ определения динамической пластической твердости по коэффициенту восстановления скорости дробинки защищен патентом РФ №2288458 |

9 Установлено, что в диапазоне скоростей дробеобработки 20 120 м/с динамический коэффициент пластической твердости для широкого круга сталей с достаточной для инженерной практики точностью можно считать равным постоянной величине -1,5, а их динамическую пластическую твердость вычислять по упрощенной формуле НД^ 1,5 НД

10 Разработана инженерная методика выбора рациональных параметров технологических режимов упрочняющей дробеобработки и характеристик ударной контактной деформации, обеспечивающая при выполнении двух условий (для интенсивности пластической деформации на поверхности детали и для глубины наклепанного слоя) максимальное приращение предела выносливости и многократное увеличение циклической долговечности упрочняемых деталей Приведен числовой пример их расчета 'для деталей типа пластины или вала

11 Методики расчета параметров дробеобработки и характеристик контактной деформации использованы на практике для оценки повышения долговечности деталей насосно-компрессорного оборудования ОАО «Каустик» Результаты работы применяются в учебном J процессе ВолгГТУ при чтении лекций по отдельным разделам курса «Детали машин и основы конструирования», выполнении курсовых проектов, выпускных работ бакалавров и магистерских диссертаций

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

] Млтлин, М М Коэффициент восстановтсния и динамическая твердость четалта при дробеобра-ботке деталей машин /ММ Матпин, В В Мосейко // Образование через науку (тезисы докладов Международной конференции, 17- 18 мая 2005 г, Москва, Россия) - М МГТУ им НЭ Баумана, 2005 -С 266-267

2 Матлин, М М Определение характеристик ударов дробинки по ynpyi опластическому контртелу по анаграмме вдавливания сферического инденгора /ММ Машин, В В Мосейко // Волжскии технологическим вестник Научно-технический производственный журнал - Волгоград, 2006 -№5 -С 26-35 |

3 Мат тин, ММ Коэффициент полезного действия удара дробинки при дробеобработке /ММ

Маглин, В В Моссйко В В // Известия ВолгГТУ, серия "Автоматизация технологических процессов в машиностроении" Межвуз сб науч статей ВолгГТУ - Волгоград, 2004 -№1,С 41-43

4 Матлин, М М Кинематика отскока круиюй дроби при пневмодробеструйнои и дробеметпой обработке /ММ, Матлин, В В Мосейко В В // Прогрессивные технологии в машиностроении Мсж-в>! сб науч статей ВопгГТУ - Волгоград, 2004 - №9, С 20-22

5 Матлин, М М Отскок дроби при ее косом неупругую ударе о шероховалую поверхность /ММ Матлин М М , В О Мосейко В О , В В Мосейко // Автоматизация технологических процессов в машиностроении Межвуз сб науч тр ВолгГТУ - Волгоград, 2002 - С 104-109

6 Матлин, М М Исследование отскока дроби в ее потоке при дробеструйной обработке / М М Матлин, В В Мосейко // Прогресс транспортных средств и систем (материалы международной научно-практической конференции, 8-11 октября 2002 г ) -Вол1 оград -2002 - С 333-334

7 Матлин, ММ Анализ движения дроби при дробеструйной или дробемешой обрабоЕке / ММ Матлин, В В Мосейко) // Актуальные проблемы конструкторско-|ехнотогического обеспечения машинострошельнот производства материалы международной конференции, 16- 19 сентября 2003 г - Волгоград Политехник - 2003 - С 225-228

8 Матлин, ММ Вероятностная оценка степеней покрытия обрабатываемой поверхности отпечатками дроби при упрочняющей дробеобработке /ММ Матлин, В В Мосейко // научные труды VI Международного семинара «Современные проблемы прочности» им В А Лихачева, 20-24 окгября 2003 г, Старая Русса, Том 2 - Великий Ношород -2003 - С 247-252

9 Матлин, М М Вероятностная оценка параметров потоков дроби при дробеобработке с цслыо поверхностного упрочнения /ММ Мапин, ВО Моссйко, В В Мосейко // XIV Петербургские чтения по проблемам прочности (посвященные 300-летию Санкт-Петербурга 12-14 мар)а 2003 г) - С Петербург -2003 -С 58-59

10 Матлин, М М Коэффициент восстановления и динамическая твердость металла при дробеобработке деталей машин /ММ Маттин, В В Мосейко // Образование через науку (тезисы докладов Международной конференции, 17-18 мая 2005 т, Москва Россия) -М МГТУ им НЭ Баумана, 2005 -С 366-267

11 Маттин, М М Определение степени покрытия отпечатками дроби поверхноыи при дробеобработке / М М Мапин, В О Мосейко, В В Мосейко, // Справочник Инженерный журнал - 2005 -№3 -С 18-25

12 Матлин, М М Вероятностная оценка параметров процесса дробеобработки /ММ Матлин, В В Мосейко // Известия ВолгГТУ Серия Прогрессивные 1е\нологии в машиностроении межвузовский сборник научных статей -Волгоград - Выпуск 1 - Ч» 9 -2004 -С 20-23

13 Мапин, М М Вероятностная оценка параметров процесса дробеобработки / М М Матлин, В В Мосейко // Известия ВолгГТУ Серия Автоматизация технологических процессов в машиностроении межвузовский сборник научных статей -Волгоград -Вып>ск2-№2 -2005 -С 35-38

14 Матлин, ММ Определение коэффициента восстановления скорости дробинки по размерам ее ударного отпечатка /ММ Матчин, В О Мосейко, В В Мосейко // Волжский технологически!! вестник Научно-технический производственный журнал - Волгоград, 2005 -№3 -С 20-35

15 Матлин, ММ Определение коэффициента восстановления скоросш дробинки по диаграмме вдавливания сферического ипдентора / М М Матлин, В О Мосейко, В В Мосейко // Волжский технологический вестник Научпо-техпическии производственный журнал - Волгоград, 2005 - ЛЬ 3 -С 36-39

16 Матлин, М М О возможности аналитического пересчета числе твердости по Шору в другие числа твердости / М М Матлин, ВО Мосейко, В В Мосейко // Волжский технологический весшик Научно-технический производственный журнал - Волгоград, 2006 - №4 -С 35-37

17 Матлин, М М Определение динамической пластической твердости и динамического коэффициента твердости по размерам ударного отпечатка дробинки /ММ Матлин В О Моссйко, В В Мосейко // Волжский технологический вестник Научно-технический производственный журнал - Волгоград 2006 — №5 -С 33-40

18 Матлин, ММ Механика силового контактного взаимодействия дроби с поверхностью упрочняемой детали /ММ Матлин, В О Моссйко, В В Моссйко // Упрочняющие технологии и покрытия -2006 -№ 10 -С 45 -52

19 Мосейко, В В Отскок дроби при ее косом ударе о преграду при дробеструйной обработке / В В Мосейко Н VI Региональная конференция молодых исследователей Волгоградской области, 13 — 16 ноября 2001, тезисы докладов -Волю1рад Полшсхник -2002 -С 70-72

20 Мосейко, В В К вероятностной оценке взаимного столкновения падающей и отскочившей дроби при дробеструйной обработке / В В Мосейко // VI Pei иональная конференция молодых исследователей Волгоградской области, 12 - 15 ноября 2002, тезисы докладов - Волгоград Политехник -2003 -С 67-68

21 Мосейко, В В Диаграмма вдавливания твердого шара (сферического индентора) в упругопласти-ческое контртело и ее практическое приложение для целей дробеобработки деталей транспортных машин /В В Мосейко // Прогресс транспортных средств и систем (материалы международной научно-практической конференции, 20-23 сентября 2005 г, ч 2) - Волгоград - 2005 - С 669-670

22 Мосейко, В В Возможность пересчета чисел твердости по Шору в другие числа твердости / В В Мосейко // X Региональная конференция молодых исследователей Волгоградской области, 8 -11 ноября 2005, тезисы докладов - Волгоград Политехник -2006 - С 131-133

23 Мосейко, В В Определение характеристик ударов дробинки по упругопластическому контртелу посредством диаграммы вдавчивания сферического индентора / В В Мосейко /' Волжский технологический вестник Научно-технический производственный журнал - Волгоград, 2006 - №5 -С 4149

24 Мосейко, В В Анализ изменения размеров повторных ударных отпечатков дробинки по линеаризованной диаграмме вдавливания сферического индентора / В В Мосейко // Волжский технологический вестник Научно-технический проишодственныи журнал - Волгоград, 2006 -№5 - С 49-53

25 Matlin, M The modeling of shot movement in portable and pneumodinamic equipment / M Matlm, V Moseyko, V Moseyko, // MECHANIKA - 2002 Proceedings of the International Conference, Kaunas, April 4-5, 2002/ Kaunas University of Technology -Kaunas -2002 -C 129-134

26 Matlin, M The probable parameters evaluation of shot flow and the ins indentation field at the shot treatment / M Mathn, V Moseyko // MECHANIKA - 2003 Proceedings of the International Conference, Kaunas, April 3-4, 2003/Kaunas University of Technology -Kaunas -2003 -C 213-118

27 Matlin, M Development and research of the pneumodinamic device with circular movement of fraction for local strengthening processing / M Matlin, V Moseyko,//MECHANIKA - 2004 Proceedings of the International Conference, Kaunas, April 1-2, 2004/ Kaunas University of Technology - Kaunas -2004 -С 92-96

28 Matlin, M Definition of speed restitution coefficient of the pellet on geometrical parameters of the elasto-plastic impression / M Matlin, V Moseyko, // MECHANIKA - 2005 Proceedings of the International Conference, Kaunas, April 7-8, 2005' Kaunas University of Technology - Kaunas -2005 -C 73 -75

29 Matlin, M Opportunity of analytical recalculation of Shore Hardness numbers in other hardness numbers / M Matlin, V V Moseyko V О Moseyko // MFCHANIKA - 2006 Proceedings of the International Conference, Kaunas, April 6-7, 2006/Kaunas University of Technology - Kaunas -2006 -C 225-227

30 Патент 2288458, Российская Федерация, МПК G01N 3/48 Способ измерения динамической твердости материалов / M M Матлин, В О Мосейко, В В Мосейко - Приоритет 30 05 2005

Подписано в печать 16 04.2007 г Закат /С 329 Тираж 100 экз Печ л 1,0 Формат 60x84 1/1б! Бумага офсетная Печать офсетная

Типография РГТК «Политехник» Волгоградского государственного технического университета 400131, Волгоград, ул Советская, 35

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ.

ВВЕДЕНИЕ.

1. МЕТОД УПРОЧНЯЮЩЕЙ ДРОБЕОБРАБОТКИ. ПОСТАНОВКА

ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1. Общие положения, характеризующие метод дробеобработки.

1.2. Анализ методов определения и назначения степени покрытия поверхности обрабатываемой детали отпечатками дроби.

1.3. Анализ методов расчетного определения диаметра и глубины восстановленного отпечатка дроби.

1.4. Анализ методов определения глубины пластически деформированного поверхностного слоя.

1.5. Анализ методов определения коэффициента восстановления скорости при ударе дробинкой (шариком или бойком со сферическим индентором).

Выводы к главе 1 и постановка задач исследований.

2. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ РАСЧЕТНОГО

ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ДРОБИ В

ПОТОКЕ И ЕЕ ОТПЕЧАТКОВ НА ПОВЕРХНОСТИ

ОБРАБАТЫВАЕМОЙ ДЕТАЛИ.

2.1. Разработка и исследование метода расчетного определения характеристик распределения дроби в падающем и отраженном потоках.

2.2. Разработка и исследование метода расчетного определения характеристик распределения отпечатков дробинок на поверхности обрабатываемой детали.

2.2.1. Определение времени дробеобработки, общего расхода дроби и плотности распределения отпечатков.

2.2.2. Определение степени однократного покрытия при дробеметной и дробеструйной обработке.

2.2.3. Определение необходимой длительности дробеобработки при заданной степени покрытия по времени и степени неполного промежуточного покрытия.

2.2.4. Определение степеней покрытия зонами пластической деформации.

2.2.5. Сравнение расхода дроби и времени дробеобработки при регулярном и случайном распределении отпечатков по поверхности детали.

2.2.6. Оценка равномерности глубины наклепанного слоя.

2.2.7. Выбор значений степеней покрытия.

2.2.8. О возможности использования результатов экспериментальных исследований роста размеров отпечатка при многократных повторных ударах для целей дробеобработки и оценка влияния смещения смежных отпечатков на глубину наклепанного слоя.

2.2.9. Определение степеней покрытия отпечатками дроби различного фракционного состава.

2.2.10. Разработка расчетной методики оценки возможности столкновения дроби падающего и отраженного потока.

Выводы к главе 2.

3. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ РАСЧЕТНЫХ МЕТОДОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ВОССТАНОВЛЕНИЯ СКОРОСТИ ДРОБИНКИ И ХАРАКТЕРИСТИК КОНТАКТНОЙ ДЕФОРМАЦИИ ПРИ УДАРЕ.

3.1. Диаграмма статического и динамического вдавливания дробинки (шарика или бойка со сферическим индентором) в упругопластический материал обрабатываемой детали.

3.2. Разработка метода расчетного определения размеров и упругого восстановления остаточного отпечатка при ударе дробинкой.

3.3. Разработка метода экспериментального определения коэффициента восстановления скорости дробинки по размерам ее ударного отпечатка.

3.4. Разработка метода аналитического определения коэффициента восстановления скорости по физико-механическим характеристикам материалов дробинки и контртела.

3.5. О возможности аналитического пересчета чисел твердости по Шору в другие числа твердости.

3.6. Определение характеристик контактной деформации при ударе дробинки.

3.7. Разработка метода расчетного определения размеров повторных ударных отпечатков.

3.8. Разработка методики расчетного определения глубины пластически деформированного поверхностного слоя.

Выводы к главе 3.

4. РАЗРАБОТКА МЕТОДА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКОГО КОЭФФИЦИЕНТА ПЛАСТИЧЕСКОЙ ТВЕРДОСТИ МАТЕРИАЛА УПРОЧНЯЕМОЙ

ДЕТАЛИ.

4.1. Обоснование методов экспериментального определения динамической пластической твердости.

4.2. Результаты экспериментального исследования и анализа методов определения динамической пластической твердости по размерам восстановленного ударного опечатка.

Выводы к главе 4.

5. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАЦИОНАЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ И ХАРАКТЕРИСТИК КОНТАКТНОЙ ДЕФОРМАЦИИ ПРИ ДРОБЕУДАРНОМ

УПРОЧНЕНИИ.

Выводы к главе 5.

Объектом исследования работы является дробеударный способ упрочнения поверхностного слоя деталей машин, в качестве предмета изучения рассматриваются и анализируются параметры технологического процесса дробеобра-ботки и характеристики контактной деформации при ударе дроби (ее скорость, диаметр, время дробеобработки, степени покрытия отпечатками дроби и пластически деформированными зонами наклепа, расход дроби, твердость материала упрочняемых деталей, коэффициент восстановления скорости дроби, диаметр и глубина отпечатков дроби, сила удара, глубина упрочненного слоя и т.д.), определяющие качество упрочненного поверхностного слоя.

Актуальность работы. Одним из эффективных методов повышения несущей способности и эксплуатационной надежности деталей машин является их упрочнение поверхностным пластическим деформирование (ППД), которое при оптимальных значениях параметров технологического процесса обеспечивает высокое качество поверхностного слоя деталей, повышает их долговечность, усталостную и контактную прочность, коррозионную стойкость и износостойкость и применяется, как правило, на финишных операциях после механической, термической или химико-термической обработки.

В сравнении с точением, шлифованием, полированием и другими обработками со снятием стружки ППД повышает плотность дислокаций в упрочненном поверхностном слое, повышает твердость этого слоя, создает в нем благоприятные сжимающие напряжения, образует в нем мелкозернистую структуру, сохраняет целостность волокон металла, исключает термические эффекты (при-жоги, коробление, трещины) и шаржирование обрабатываемой поверхности частицами шлифовальных кругов и полировальных паст, обеспечивает благоприятную форму микронеровностей с большой долей опорной поверхности. В отличие от термических методов упрочнения ППД не снижает прочность деталей в местах перехода наклепанного слоя в ненаклепанный как, например, при поверхностной закалке в зоне перехода закаленного слоя в незакаленный.

Среди известных в машиностроении технологических статических и ударных способов упрочнения ППД (раскатывание и обкатывание шариками и роликами, алмазное выглаживание, дорнование, вибрационное накатывание, галтовка, ударная чеканка, обработка ротационными упрочнителями, металлическим вращающимися щетками и др.) дробеударное упрочнение продолжает и будет оставаться одним из простых, доступных, технологичных и используемых в производстве широкой номенклатуры деталей машин из конструкционных и жаропрочных сталей и сплавов, чугунов, алюминиевых и титановых сплавов, подвергающихся знакопеременному и контактному нагруже-нию. По показателям эффективности и производительности, универсальности, сохранения точности изготовления и качества поверхностного слоя, затрат на оборудование и оснастку упрочнение дробью превосходит большинство методов ППД.

Вместе с этим, несмотря на определенные успехи в разработке, исследовании и практическом освоении способов дробеобработки, определение и выбор параметров ее технологических режимов в большинстве осуществляется на основании производственного опыта и экспериментальных данных.

Это вызвано рядом причин и, прежде всего, случайным характером распределения дробинок в потоке падающей дроби, ее отпечатков и пластически деформированных зон наклепа на обрабатываемой поверхности, неравномерной плотностью потока дроби по фронту и глубине, различием в скоростях и углах падения отдельных дробинок, их некруглостью, разбросом их размеров и упругих характеристик, возможным столкновением отскочившей и падающей дроби, влиянием на процесс их собственного вращения и т.д.).

Учет этих факторов требует создания и совершенствования экспериментальных и расчетных методов определения характеристик случайного распределения дробинок в падающем и отраженном потоках дроби и ее отпечатков на обрабатываемой поверхности для возможности определения и вычисления одного из основных параметров технологического процесса дробеударного упрочнения - степени покрытия поверхности детали отпечатками дроби (и, соответственно, степени покрытия пластически деформированными зонами наклепа), которая до настоящего времени у многих исследователей не имеет однозначной трактовки и по используемым или рекомендуемым значениям может отличаться на порядок и более.

Вычисление степеней покрытия требует, в свою очередь, определения диаметров и площадей отпечатков, оставляемых дробью на поверхности обрабатываемой детали и зависящих как от диаметра дроби и скорости ее падения, так и от физико-механических характеристик ее материала и материала детали.

Информация о размерах отпечатков необходима также и для вычисления глубины упрочненного слоя, которая в большинстве исследований считается прямо или косвенно обусловленной контактной силой, диаметром или глубиной отпечатков.

Для определения этих и других параметров дробеобработки надо знать характеристики ударного контактного взаимодействия дроби с поверхностью упрочняемой детали (динамического коэффициента твердости детали, коэффициента восстановления скорости дробинки, силовых, кинематических и временных характеристик удара, полной глубины, глубины упругой и пластической составляющих контактной деформации и др.).

Отсутствие или несовершенство методов расчетного определения перечисленных параметров и характеристик в практике и теории дробеобработки заставляет разрабатывать соответствующие методики определения и расчета, в том числе, для определения их рациональных величин при назначении рекомендуемых параметров технологических режимов упрочнения.

Тематика научно-технических конференций и публикаций в России и за рубежом подтверждает актуальность темы исследования.

Диссертация выполнена в рамках госбюджетных исследований на кафедре «Детали машин и ПТУ» при финансовой поддержке гранта Министерства образования Российской Федерации для финансирования научно-исследовательских работ аспирантов высших учебных заведений № АОЗ-3.18-79.

Целью работы является разработка методов расчета основных технологических параметров и рациональных режимов дробеобработки на основе закономерностей ударной упругопластической деформации в контакте дроби и детали, физико-механических свойств их материалов, случайного характера распределения дроби в потоке и ее отпечатков на поверхности детали с учетом коэффициента восстановления скорости дробинки при ударе, динамического коэффициента твердости материала детали и возможности столкновения дроби падающего и отраженных потоков.

Методы и средства исследования. В теоретических исследованиях использовали положения и закономерности теоретической механики, теории вероятностей, теории упругости и пластичности, принципы и методы сопротивления материалов.

В качестве меры твердости материалов использовали пластическую твердость ЯД (ГОСТ 18835-73), твердость по Бринеллю НВ (ГОСТ 9012-59) и твердость по Шору HSD (ГОСТ 23273-78).

Контроль твердости проводили на твердомерах ТШ-2, ТК-2, ТП-7Р-1. Диаметр и глубину остаточных отпечатков определялись с помощью инструментального микроскопа ММИ-2 и индикаторов часового типа. Определение механических свойств исследуемых материалов выполняли с помощью программно-технического комплекса для испытания материалов ИР 5143-200. Для измерения скорости дробинок и шариков использовали баллистический маятник.

Разгон дроби и шариков осуществлялся с помощью промышленного дробеструйного пистолета, оригинального устройства для ППД с циркулирующей дробью по а.с. № 577750, пневматической винтовки ИЖ-38с и пневматического пистолета ИЖ-53М. Дробеобработка деталей и образцов производилась в пневмодробеструйной камере объемом 0,045 м .

Для обработки экспериментальных данных применяли методы математической статистики и персональную ЭВМ IBM PC/AT.

Научная новизна:

1. Предложена вероятностная модель распределения дробинок в потоке дроби и сделана оценка снижения эффективности дробеобработки из-за столкновения падающего на деталь и отраженного от нее потоков дроби.

2. Разработаны вероятностные модели однократного и многократного покрытия обрабатываемой поверхности отпечатками дроби и пластически деформированными зонами наклепа. Получены аналитические зависимости между удельным расходом дроби, диаметром ее отпечатков, временем дробеобработки, плотностью распределения отпечатков, степенями покрытий отпечатками, степенями покрытия наклепанными зонами и степенью равномерности глубины наклепанного слоя, в том числе:

- уточнено выражение М.М. Саверина для степени однократного покрытия при дробеметной обработке; получены выражения для степеней однократного покрытия при пневмодробеструйной обработке и при дробеобработке портативными устройствами с циркулирующим движением дроби и относительным движением детали;

- предложена методика определения необходимого технологического времени дробеобработки по длительности и степеням заданного и неполного промежуточного покрытия;

- разработана методика оценки равномерности глубины наклепанного слоя и обоснован выбор рекомендуемых значений степени покрытия;

- получена аналитическая зависимость для средневероятного числа ударов дроби, содержащей несколько фракций дробинок разного диаметра, в площадь собственного отпечатка, которая расширяет возможности предлагаемых методик.

3. На основе понятия пластической твердости материалов и формулы Г. Герца предложен расчетный метод построения диаграммы непрерывного статического и динамического вдавливания дробинки (шарика или бойка со сферическим индентором) в упругопластическое контртело детали с циклами повторного нагружения-разгружения, давший возможность определения аналитических выражений:

- для глубины и диаметра остаточного ударного отпечатка на поверхности детали в зависимости от диаметра и скорости дробинки, плотности ее материала, пластической твердости материла упрочняемой детали и коэффициента восстановления скорости дроби;

- для коэффициента восстановления скорости при ударе дробинкой (шариком или бойком со сферическим индентором) по поверхности упругопластиче-ского материла детали в зависимости от диаметра дробинки, диаметра и глубины остаточного ударного отпечатка и в зависимости от физико-механических характеристик материла детали и дробинки, в том числе, при ударе стальной дробинкой по стальной детали;

- для коэффициента восстановления скорости при ударе дробинкой как функции характеристик ударной контактной деформации (отношения упругого и полного сближения дробинки и поверхности детали; отношения времени пассивной и активной фазы удара; отношения силы первого удара к силе последнего удара; отношения восстановленной глубины первого ударного отпечатка к глубине отпечатка от последнего удара; отношения диаметра первого ударного отпечатка к диаметру отпечатка при последнем ударе).

4. Предложена обобщенная аналитическая зависимость для определения глубины пластически деформированного слоя стальных деталей при дробеобра-ботке как функция диаметра дробинки, диаметра и глубины остаточного ударного отпечатка и как функция плотности материала и скорости дроби, пластической твердости материала детали и коэффициента восстановления скорости дроби.

5. Получены приближенные аналитические зависимости, характеризующие закономерности удара дробинкой по упругопластическому контртелу (законы движения, скорости и ускорения дробинки в активной и пассивной фазах удара; законы полного и упругого сближения дробинки и детали; закон изменения контактной силы удара; ее максимальная величина; максимальное ускорение дробинки; длительность активной и пассивной фаз удара и т.д.) как функции диаметра и скорости дроби, плотности ее материала, динамической пластической твердости материла детали и коэффициента восстановления скорости.

6. Разработан метод экспериментального определения динамической пластической твердости (и, соответственно, коэффициента динамической пластической твердости) для материалов с разными уровнями твердости и упругости, в том числе, сталей путем однократного удара дробинкой (шариком или бойком со сферическим индентором).

7. Получена аналитическая формула для пересчета чисел твердости ЯЖ (по Шору) в числа пластической твердости НД (по Дрозду), снимающая существенное ограничение метода измерения твердости по Шору, заключающееся в невозможности точного перевода ее величины в другие меры твердости.

На защиту выносятся:

1. Расчетные методы определения степеней однократного и многократного покрытия поверхности детали отпечатками дроби, степеней покрытия наклепанными зонами и степени равномерности глубины наклепанного слоя.

2. Методика оценки снижения эффективности дробеобработки из-за столкновения дроби падающего и отраженного потоков.

3. Аналитическая зависимость для средневероятного числа ударов дроби, содержащей несколько фракций дробинок разного диаметра, в площадь собственного отпечатка.

4. Аналитические зависимости для расчета глубины и диаметра остаточного отпечатка при ударе дробинкой.

5. Аналитические зависимости для определения коэффициента восстановления скорости при ударе дробинкой (шариком или бойком со сферическим индентором) по упругопластическому контртелу.

6. Расчетная зависимость для определения глубины упрочненного слоя стальных деталей при дробеобработке.

7. Метод экспериментального определения динамической пластической твердости материала упрочняемой детали путем однократного удара дробинкой (шариком или бойком со сферическим индентором).

8. Расчетные зависимости для перевода чисел твердости #££> в числа пластической твердости НД.

Достоверность научных положений, рекомендаций и выводов диссертации подтверждаются экспериментальными исследованиями авторов и согласуются с известными результатами работ других авторов.

Практическая ценность и реализация результатов работы. Разработанные расчетные методы определения степеней покрытия отпечатками дроби разной кратности, коэффициента восстановления скорости дробинки, размеров остаточного отпечатка, глубины пластически деформированного слоя, характеристик контактной деформации при ударе дробинкой и динамической пластической твердости дают возможность для многофакторного анализа явлений при дробеобработке, надежного прогнозирования ее результатов и обеспечения эффективности ее технологических режимов. На способ определения пластической динамической твердости получен патент РФ 2288458.

Предложенные расчетные методы используются на практике для оценки работоспособности и повышения долговечности деталей и насосно-компрессорного оборудования ОАО «Каустик», а также используется в ВолгГ-ТУ при чтении лекций по некоторым разделам курса «Детали машин и основы конструирования», выполнении курсовых и дипломных проектов, выпускных работ бакалавров и магистерских диссертаций.

Апробация работы. Результаты работы были представлены и получили одобрение на VI, VII, X областных межвузовских научных конференциях студентов и молодых ученых (2001, 2002, 2005 г.); международном симпозиуме «Современные проблемы прочности» (Старая Русса, 2003 г.); международной научно-практической конференции «Прогресс транспортных средств и систем» (Волгоград, 2002, 2005 гг.), международной конференции «Актуальные проблемы конструкторско-технологического обеспечения машиностроительного производства» (Волгоград, 2003 г.), VI международном семинаре «Современные проблемы прочности» (Старая Русса, 2003 гг.), международных конференциях «Механика» (Литва, Каунас; 2002 - 2006 г.г.), международной конференции «Образование через науку» (Москва, 2005 г.).

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 30 печатных работах.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов и приложений, содержит 222 страницы машинописного текста, включая 45 рисунков и 13 таблиц. Список литературы включает 146 наименований. В приложении приведены документы, подтверждающие внедрение и практическое значение результатов работы.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

В результате выполненных исследований параметров технологических режимов дробеударной упрочняющей обработки деталей машин и характеристик ударной контактной деформации на основе вероятностных методов и закономерностей упругопластического контакта сферического индентора и детали разработаны методы определения, выбора и назначения их рациональных значений.

Полученные результаты представлены в аналитическом, графическом и табличном виде, удобным для использования в инженерной практике технолога или конструктора. Основные результаты и выводы работы состоят в следующем.

1. Созданы вероятностные модели распределения дробинок в потоках падающей на деталь и отраженной от нее дроби и распределения ее отпечатков на поверхности детали.

2. На основе вероятностного анализа распределения отпечатков дроби получены расчетные зависимости для математического ожидания числа ударов дроби в площадь своего отпечатка и связанных с ним степеней однократного и многократных покрытий отпечатками и зонами наклепа, которые дают возможность:

- определения технологического времени дробеобработки, в том числе, по времени неполного промежуточного покрытия, удельного и общего расхода дроби, плотности распределения отпечатков, наиболее вероятного расстояния между отпечатками;

- вычисления степени покрытия при дробеметной и дробеструйной обработке, при плоском фронте потока дроби и для портативных устройств с циркулирующим движением дроби и относительным движением детали;

- сравнения расхода дроби и времени дробеобработки при регулярном и случайном распределении отпечатков;

- оценки равномерности глубины поверхностного наклепанного слоя детали;

- выбора рациональных значений степеней покрытия отпечатками дроби;

- оценки возможности использования результатов известных экспериментальных исследований роста размеров отпечатка при многократных повторных ударах;

- определения степени покрытия отпечатками дроби, содержащей фракции разных диаметров;

- оценки снижения эффективности дробеобработки при возможном столкновении дроби падающего и отраженного потоков.

3. Разработан расчетный метод построения диаграммы вдавливания дробинки (шарика или бойка со сферическим индентором) в упругопластическое контртело детали с использованием понятия пластической твердости НД (по Дрозду). Анализ диаграммы дал возможность определения силовых, временных и кинематических характеристик контактной деформации при статическом и динамическом, однократном и многократном вдавливании дробинки.

4. Обоснована методика расчетного определения глубины и диаметра восстановленного ударного отпечатка в зависимости от скорости, диаметра и плотности материала (или массы) дробинки, динамической пластической твердости материала детали и коэффициента восстановления скорости дробинки при ударе.

5. Предложено несколько расчетных методов аналитического определения коэффициента восстановления скорости дробинки (по глубине и диаметру восстановленного отпечатка; по физико-механическим характеристикам материалов дроби и детали; по угловым коэффициентам ветви нагружении и линий разгружения; по отношению компонент упругого и полного сближения дробинки и поверхности детали; по отношению времени пассивной фазы удара к времени активной фазы удара; по отношению силы первого удара к последнему, при котором прекращается рост размеров отпечатков; по отношению восстановленной глубины или диаметра первого отпечатка к глубине или диаметру последнего).

6. Как иллюстрация возможностей полученных выражений для коэффициента восстановления и доказательства их справедливости дано аналитическое обоснование эмпирической формулы М.С. Дрозда для определения относительного увеличения диаметра последнего отпечатка к диаметру первого и обоснование методики пересчета чисел твердости по Шору в числа пластической твердости по Дрозду (или Бринеллю), снимающей одно из существенных ограничений при использовании ГОСТ 23273-78 и имеющей также самостоятельное значение.

7. На основе зависимостей С.Г. Хейфеца и М.С. Дрозда и зависимости для контактной силы удара, полученной в диссертации, обосновано обобщенное выражение для глубины наклепанного слоя как функция диаметра дроби, плотности ее материала, скорости удара, динамической пластической твердости материала детали и коэффициента восстановления, из которого как частные случаи вытекают большинство известных зависимостей М.М. Саверина, И.В. Кудрявцева, М.С. Дрозда, В.В. Петросова, Б.П. Рыковского и других авторов.

8. Поставлена и решена технологическая задача определения скорости удара дроби заданного диаметра для того, чтобы при более или менее полном покрытии в стальной детали известной твердости была обеспечена необходимая глубина наклепанного слоя и задача определения необходимого диаметра дроби при заданной скорости ее удара и глубине наклепанного слоя детали.

9. Обосновано несколько методов определения динамической пластической твердости упругопластических материалов, в том числе, как наиболее точный -по глубине восстановленного ударного отпечатка дробинки, являющийся дальнейшим развитием метода определения пластической твердости путем однократного статического вдавливания шарика, предложенного М.С. Дроздом. Метод определения динамической твердости по коэффициенту восстановления скорости дробинки защищен патентом РФ №2288458.

10. Получены эмпирические зависимости для нахождения величины динамического коэффициента пластической твердости для широкого круга сталей в зависимости от скорости удара дроби и пластической твердости детали. Установлено, что в используемом в практике дробеобработки диапазоне значений скоростей удара дроби У0 = 20. 120 м/с, динамический коэффициент пластической твердости для широкого круга сталей с достаточной для инженерной практики точностью можно считать равным постоянной величине ~1,5, а их динамическую пластическую твердость вычислять по упрощенной формуле НДд&\,5-НД.

11. Показано, что некоторое расхождение между величиной динамического коэффициента пластической твердости, определенного в диссертации, и соотношением, рекомендуемым И.В. Кудрявцевым, является кажущимся и фактически подтверждает результаты, полученные автором и объясняемые особенностями нелинейного перевода чисел пластической твердости в числа твердости по Бринеллю.

12. Разработана практическая инженерная методика определения рациональных параметров технологических режимов упрочняющей дробеобработки и характеристик ударной контактной деформации, обеспечивающая максимальное приращение предела выносливости и многократное увеличение циклической долговечности упрочняемых деталей при выполнении двух условий выбора рациональных режимов дробеобработки - для интенсивности пластической деформации на поверхности детали и для глубины наклепанного слоя. Приведен числовой пример их расчета для деталей типа пластины, вала или оси.

13. Методы расчета параметров силового контакта использованы на практике для оценки повышения несущей способности и долговечности деталей насосно-компрессорного оборудования ОАО «Каустик». Результаты работы применяются в учебном процессе ВолгГТУ при чтении лекций по отдельным разделам курса «Детали машин и основы конструирования», выполнении курсовых проектов, выпускных работ бакалавров и магистерских диссертаций (акты внедрения приведены в приложении).

1. Абразивная и алмазная обработка материалов: справочник / под ред. А. Н. Резникова. М.: Машиностроение, 1977. - 330 с.

2. А. с. 577750 СССР, МПК В 24 В 31/00. Устройство для поверхностно пластического деформирования деталей / М. С. Дрозд, Ю. И. Славский, Ю. И. Рубенчик, М. М. Матлин; заявл. 12.05.74; опубл. 27.06.02.

3. А. с. 1061022 СССР, МПК в 01 N 3/48. Способ определения твердости / М. С. Дрозд, М. М. Матлин, С. Л. Лебский, Ю. И. Сидякин; заявл. 12.08.82; опубл. 15.12.83.

4. А. с. 875261 СССР, МПК в 01 N 3/40. Устройство для определения коэффициента восстановления в твердых материалах / В. Н. Белов, В. Д. Волков, С. Н. Бречко; опубл. 23.10.81.

5. А. с. 932371 СССР, МПК в 01 N 3/48. Способ определения твердости материалов / М. С. Дрозд, Г. В. Гурьев, Ю. И. Сидякин; опубл. 30.05.82.

6. А. с. 1400862 СССР, МПК В 24 В 39/00. Способ упрочнения деталей поверхностным пластическим деформированием / М. С. Дрозд, С. Л. Лебский, М. М. Матлин, Ю. И. Сидякин; опубл. 07.06.88.

7. А. с. 1415146 СССР, МПК в 01 N 3/52. Устройство для определения динамической твердости материалов / Ю. Г. Камчатный, В. П. Полянко, Г. С. Боргуленко и др.; опубл. 07.08.88.

8. А. с. 344329 СССР, МПК в 01 п 3/40. Способ косвенного определения физико-механических характеристик материала / Б. Б. Ужполявичюс; опубл. 07.07.72.

9. А. с. 1476347 СССР, МПК в 01 N 3/48. Способ определения твердости / В. С. Щипцов, В. С. Надежкина, Е. К. Петров; опубл. 30.04.89.

10. Александров, В. М. Контактные задачи в машиностроении / В. М. Александров, Б. Л. Ромалис. -М.: Машиностроение, 1986. 176 с.

11. Бабаков, А. В. Разработка рациональных технологических режимов поверхностного упрочнения деталей обкаткой цилиндрическими роликами : специальность 05.03.01 : дис. . канд. техн. наук / А. В. Бабаков; Волгогр. гос. техн. ун-т. Волгоград, 2002. - 139 с.

12. Бабичев, А. П. Повышение долговечности деталей методом ударного упрочнения / А. П. Бабичев, И. Н. Левин, А. М. Ещенко // Вестник машиностроения. 1977. - № 4. - С. 66-67.

13. Балтер, М. А. Упрочнение деталей машин / М. А. Балтер. М.: Машиностроение, 1978. - 184 с.

14. Батуев, Г. С. Соударение массивных тел при упругопластических деформациях в зоне контакта / Г. С. Батуев, А. А. Федосов, А. К. Ефремов // Расчеты на прочность. М., 1964. - Вып. 10. - С. 363-390.

15. Батуев, Г. С. Инженерные методы исследования ударных процессов / Г. С. Батуев, Ю. В. Голубков, А. К. Ефремов. М.: Машиностроение, 1969. -248 с.

16. Биргер, И. А. Расчет на прочность деталей машин: справочник / И. А. Биргер, Б. Ф. Шорр, Г. Б. Иосилевич. М.: Машиностроение, 1993. - 640 с.

17. Браславский, В. М. Технология обкатки крупных деталей роликами / В. М. Браславский. -М.: Машиностроение, 1975. 160 с.

18. Булычев, С. И. Испытание материалов непрерывным вдавливанием индентора / С. И. Булычев, В. П. Алехин. М.: Машиностроение, 1990. -224 с.

19. Бутаков, Б. И. Повышение эффективности реновации металлических деталей путем совмещения чистового и упрочняющего обкатывания роликами / Б. И. Бутаков // Вестник машиностроения. 2004. - № 7. - С. 59-67.

20. Варнелло, В. В. Распространение пластической деформации при шариковой пробе / В. В. Варнелло // Труды Новосибирского института инженеров ж.-д. транспорта. М., 1952. - Вып. 8. - С. 200-214.

21. Вентцель, Е. С. Теория вероятностей / Е. С. Вентцель, Л. А. Овчаров. -М.: Наука, 1973.-368 с.

22. Вентцель, Е. С. Теория вероятностей и ее инженерные приложения / Е. С. Вентцель, Л. А. Овчаров. М.: Наука, 1988. - 480 с.

23. Вентцель, Е. С. Прикладные задачи теории вероятностей / Е. С. Вентцель, Л. А. Овчаров. М.: Радио и связь, 1983. - 416 с.

24. Горовиц, И. Упрочняющая дробеструйная обработка, основы, основные понятия и методы контроля результатов обработки / И. Горовиц // Труды ВЦП. -М., 1981.-С. 33-40.

25. ГОСТ 1497-84. Металлы. Метод испытания на растяжение. Введ. 198501-01. -М.: Изд-во стандартов, 1985.-20 с.

26. ГОСТ 9012-59. Металлы. Методы испытаний. Измерение твердости по Бринеллю. Введ. 1960-01-01. - М.: Изд-во стандартов, 1960. - 18 с.

27. ГОСТ 18296-72. Обработка поверхностным пластическим деформированием. Термины и определения. Введ. 1974-01-01. - М.: Изд-во стандартов, 1974. - 12 с.

28. ГОСТ 18835-73. Металлы. Метод измерения пластической твердости. -Введ. 1974-01-01. -М.: Изд-во стандартов, 1974. 12 с.

29. ГОСТ 11964-81Е. Дробь чугунная и стальная техническая. Введ. 198501-01. - М.: Изд-во стандартов, 1985. - 13 с.

30. ГОСТ 23273-78. Металлы и сплавы. Измерение твердости методом упругого отскока (по Шору). Введ. 1980-01-01. - М.: Изд-во стандартов, 1980. - 16 с.

31. Гольдсмит, В. Удар, теория и физические свойства соударяющихся тел / В. Гольдсмит. М.: Стройиздат, 1965. - 448 с.

32. Гогоберидзе, Д. Б. Твердость и методы ее измерения / Д. Б. Гогоберидзе. М.: Машгиз, 1952. - 320 с.

33. Григорович, В. К. Механические принципы, лежащие в основании испытания на твердость / В. К. Григорович. М.: Наука, 1976. - 290 с.

34. Григорович, В. К. Твердость и микротвердость металлов / В. К. Григорович. М.: Наука, 1976. - 220 с.

35. Гудков, А. А. Методы измерения твердости металлов и сплавов / А. А. Гудков, Ю. И. Славский. -М.: Металлургия, 1982. 168 с.

36. Гурьев, Г. В. Исследование динамики соударения упругого шара с плоскостью при наличии пластической деформации в зоне контакта: дис. . канд. техн. наук / Г. В. Гурьев; Волгогр. политехи, ин-т. Волгоград, 1973.- 122 с.

37. Гурьев, Г. В. Метод твердости для оценки сопротивления стали пластической деформации при ударе / Г. В. Гурьев, М. С. Дрозд, А. В. Федоров // Научные труды Волгоградского политехнического института / ВПИ. Волгоград, 1967. - С. 383-403.

38. Давиденков, Н. Н. Динамическое испытание металлов / Н. Н. Давиденков. -М.: ОНТИ, 1936.-395 с.

39. Джонсон, В. О дробеструйной обработке металлов / В. Джонсон, А. Г. Мамалис, С. К. Гош // Труды ВЦП. М., 1982. - С. 2-22.

40. Дрозд, М. С. Определение глубины наклепанного слоя металла при дробеструйной обработке / М. С. Дрозд // Научные труды / Сталингр. мех. ин-т. Сталинград, 1955. - Т. 2. Сопротивление материалов. - С. 135-152.

41. Дрозд, М. С. О глубине распространения пластической деформации под отпечатком сферического штампа / М. С. Дрозд, А. В. Федоров // Металловедение и прочность материалов: тр. ВПИ. Волгоград, 1968. -С. 159-161.

42. Дрозд, М. С. Определение механических свойств металла без разрушения / М. С. Дрозд. М.: Металлург, 1965. - 171 с.

43. Дрозд, М. С. Инженерные расчеты упругопластической контактной деформации / М. С. Дрозд, М. М. Матлин, Ю. И. Сидякин. М.: Машиностроение, 1986. - 224 с.

44. Елизаветин, М. А. Технологические способы повышения долговечности машин / М. А. Елизаветин, Э. А. Сатель. М.: Машиностроение, 1969. -400 с.

45. Иванова, В. С. Усталость и хрупкость металлических материалов / В. С. Иванова, С. Е. Гуревич, И. М. Копьев. М.: Наука, 1968. - 215 с.

46. Илюшин, А. А. Пластичность. Упругопластические деформации / А. А. Илюшин. М.: Гостехиздат, 1948. - 376 с.

47. Ишлинский, А. Ю. Осесимметричная задача пластичности и проба Бринелля / А. Ю. Ишлинский // Прикладная математика и механика. -1994. Т. 8, вып. 3. - С. 201-223.

48. Кассандрова, О. Н. Обработка результатов наблюдений / О. Н. Кассандрова, В. В. Лебедев. М.: Наука, 1970. - 104 с.

49. Кучеров, В. Г. Основы научных исследований / В. Г. Кучеров, О. И. Тужиков, Г. В. Ханов. Волгоград: РПК «Политехник», 2004. - 303 с.

50. Кильчевский, Н. А. Курс теоретической механики / Н. А. Кильчевский. -М.: Наука, 1977. Т. 2. - 544 с.

51. Киричек, А. В. Повышение эффективности упрочняющих технологий / А. В. Киричек // Справочник. Инженерный журнал. 2004. -№ 3. - С. 15-20.

52. Киричек, А. В. Управление параметрами поверхностного слоя упрочнение статико-импульсной обработкой / А. В. Киричек, Д. Л. Соловьёв // Справочник. Инженерный журнал. 2004. - № 10. - С. 16-19.

53. Кузнецов, Н. Д. Технологические методы повышения надежности деталей машин: справочник / Н. Д. Кузнецов, В. И. Цейтлин, В. М. Волков. М.: Машиностроение, 1992. - 304 с.

54. Кузнецов, Н. Д. Пневмодробеструйное упрочнение / Н. Д. Кузнецов, В. И. Цейтлин, В. И. Волков // Справочник. Инженерный журнал. 2002. - № 6.-С. 14-19.

55. Кузьменко, А. Г. Расчетно-экспериментальный метод решения упругопластических контактных задач / А. Г. Кузьменко, Г. А. Кузьменко, В. В. Сорокатый // Современные проблемы механики контактных взаимодействий / ДГУ. Днепропетровск, 1990. - С. 36-39.

56. Кудрявцев, И. В. Основы выбора режима упрочняющего поверхностного наклепа ударным способом / И. В. Кудрявцев // Повышение долговечности деталей машин методом поверхностного наклепа / ЦНИИТМАШ. М, 1965. - Кн. 108. - С. 6-34.

57. Кудрявцев, И. В. Влияние кривизны поверхностей на глубину пластической деформации при упрочнении деталей поверхностным наклепом / И. В. Кудрявцев, Г. Е. Петушков // Вестник машиностроения. -1966,-№7.-С. 41-43.

58. Лебский, С. Л. Исследование и разработка рациональных технологических режимов дробенаклепа стальных деталей : специальность 05.03.01 : автореф. дис. . канд. техн. наук / С. Л. Лебский; Волгогр. гос. техн. ун-т. Волгоград, 2000. - 21 с.

59. Лойцянский, Л. Г. Курс теоретической механики. Т. 2 / Л. Г. Лойцянский, А. И. Лурье. М.: Наука, 1983. - 640 с.

60. Марковец, М. П. Определение механических свойств металлов по твердости / М. П. Марковец. М.: Машиностроение, 1979. - 192 с.

61. Матлин, М. М. Расчет нагрузочной способности неподвижных соединений с экспрессной оценкой физико-механических свойств материалов : дис. . д-ра техн. наук / М. М. Матлин; Волгогр. гос. техн. ун-т. Волгоград, 1997. - 508 с.

62. Матлин, М. М. Новые упрочняющие технологии, повышающие долговечность деталей / М. М. Матлин, С. Л. Лебский, А. И. Мозгунова // Надежность машин и технических систем: матер, междунар. науч.-техн. конф., 16-17 окт. 2001 г.-Минск, 2001.-С. 40-41.

63. Матлин, М. М. Определение глубины пластически деформированного слоя при упрочняющей обкатке деталей цилиндрическими роликами / М. М. Матлин, С. Л. Лебский, А. В. Бабаков // Вестник машиностроения. -2002.-№ 10.-С. 53-55.

64. Матлин, М. М. Контактный модуль упрочнения металла в задачах поверхностного пластического деформирования деталей машин / М. М. Матлин, С. Л. Лебский, А. И. Мозгунова // Упрочняющие технологии и покрытия. 2005. - № 4. - С. 13-19.

65. Матлин, М. М. Определение характеристик ударов дробинки по упругопластическому контртелу по диаграмме вдавливания сферического индентора / М. М. Матлин, В. В. Мосейко // Волжский технологический вестник. Волгоград, 2006. - № 5. - С. 26-35.

66. Матлин, М. М. Отскок дроби при ее косом неупругом ударе о шероховатую поверхность / М. М. Матлин, В. О. Мосейко, В. В. Мосейко // Автоматизация технологических процессов в машиностроении: межвуз. сб. науч. тр. / ВолгГТУ. Волгоград, 2002. - С. 104-109.

67. Матлин, М. М. Исследование отскока дроби в ее потоке при дробеструйной обработке / М. М. Матлин, В. В. Мосейко // Прогресс транспортных средств и систем: матер, междунар. науч.-практ. конф., 811 окт. 2002 г. Волгоград, 2002. - С. 333-334.

68. Матлин, М. М. Определение степени покрытия отпечатками дроби поверхности при дробеобработке / М. М. Матлин, В. О. Мосейко, В. В. Мосейко // Справочник. Инженерный журнал. 2005. - № 3. - С. 18-25.

69. Матлин, М. М. Определение коэффициента восстановления скорости дробинки по размерам ее ударного отпечатка / М. М. Матлин, В. О. Мосейко, В. В. Мосейко // Волжский технологический вестник. -Волгоград, 2005. № 3. - С. 20-35.

70. Матлин, М. М. Определение коэффициента восстановления скорости дробинки по диаграмме вдавливания сферического индентора / М. М. Матлин, В. О. Мосейко, В. В. Мосейко // Волжский технологический вестник. Волгоград, 2005. - № 3. - С. 36-39.

71. Матлин, М. М. О возможности аналитического пересчета числе твердости по Шору в другие числа твердости / М. М. Матлин, В. О. Мосейко, В. В. Мосейко // Волжский технологический вестник. Волгоград, 2006. - № 4. -С. 35-37.

72. Матлин, М. М. Механика силового контактного взаимодействия дроби с поверхностью упрочняемой детали / М. М. Матлин, В. О. Мосейко, В. В. Мосейко // Упрочняющие технологии и покрытия. 2006. - № 10. - С. 45-52.

73. Мосейко, В. В. Исследование параметров дробеструйного упрочнения деталей машин : дис. магистр / В. В. Мосейко; Волгогр. гос. техн. ун-т.- Волгоград, 2002. 84 с.

74. Мосейко, В. В. Отскок дроби при ее косом ударе о преграду при дробеструйной обработке / В. В. Мосейко // VI Региональная конференция молодых исследователей Волгоградской области, 13-16 нояб. 2001 г.: тез. докл. Волгоград, 2002. - С. 70-72.

75. Мосейко, В. В. Возможность пересчета чисел твердости по Шору в другие числа твердости / В. В. Мосейко // X Региональная конференция молодых исследователей Волгоградской области, 8-11 нояб. 2005 г.: тез. докл. Волгоград, 2006. - С. 131-133.

76. Мосейко, В. В. Определение характеристик ударов дробинки по упругопластическому контртелу посредством диаграммы вдавливания сферического индентора / В. В. Мосейко // Волжский технологический вестник. Волгоград, 2006. - № 5. - С. 41-49.

77. Мосейко, В. В. Анализ изменения размеров повторных ударных отпечатков дробинки по линеаризованной диаграмме вдавливания сферического индентора / В. В. Мосейко // Волжский технологический вестник. Волгоград, 2006. - № 5. - С. 49-53.

78. Мок, К. Динамическое соотношение между напряжениями и деформациями для металлов, определяемое из ударных испытаний твёрдыми шариками / К. Мок, Дж. Даффи // Механика: период, сб. пер. иностр. ст.-М., 1966.-№5.-С. 139-157.

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

80. Олейник, Н. В. Поверхностное динамическое упрочнение деталей машин / Н. В. Олейник, В. П. Кычин, А. Л. Луговской. Киев: Техника, 1984. -151 с.

81. О'Нейль, Г. Твердость металлов и её измерение: пер. с англ. / Г О'Нейль. -М.; Л.: Металлургиздат, 1940. 376 с.

82. Пат. 971119 ФРГ, МПК в 01 N 3/52. Способ определения твердости материалов методом упругой отдачи и устройство для его осуществления / Дитмар Лееб, Марко Брандестини; опубл. 30.10.1982.

83. Пат. 2054647 Российская Федерация, МПК в 01 N 3/48. Способ определения твердости и устройство для его осуществления / М. Б. Бакиров, А. Ф. Гетман, С. А. Попов, Н. А. Федотова; опубл. 20.02.1996.

84. Пат. 2141638 Российская Федерация, МПК G 01 N 3/48. Способ определения твердости /М. М. Матлин; опубл. 20.11.1999.

85. Пат. 2170415 Российская Федерация, МПК G 01 N 3/48. Способ контроля механических характеристик материалов / Д. В. Поклад, В. С. Жабреев; опубл. 10.07.2001.

86. Пат. 2194263 Российская Федерация, МПК G 01 N 3/00. Способ определения толщины упрочненного наклепом поверхностного слоя / М. М. Матлин, С. JI. Лебский, А. И. Мозгунова; опубл. 10.12.2002.

87. Пат. 2288458 Российская Федерация, МПК G 01 N 3/48. Способ измерения динамической твердости материалов / М. М. Матлин, В. О. Мосейко, В. В. Мосейко. 2005.

88. Пашков, П. О. Пластичность и разрушение металлов / П. О. Пашков. Л.: Судпромгиз, 1950. - 150 с.

89. Петросов, В. В. Гидродробеструйное упрочнение деталей и инструмента / В. В. Петросов. М.: Машиностроение, 1977. - 163 с.

90. Полевой, С. Н. Упрочнение машиностроительных материалов: справочник / С. Н. Полевой, В. Д. Евдокимов. М.: Машиностроение, 1994. - 495 с.

91. Расчеты на прочность в машиностроении : в 3 т. / под ред. С. Д. Пономарева. М.: Машгиз, 1956-1958.

92. Пронин, А. М. Определение глубины наклепа по размерам остаточного отпечатка / А. М. Пронин, Ю. И. Кургузов // Поверхностное упрочнение деталей машин и инструментов: сб. науч. тр. / Куйбышев, политехи, ин-т. -Куйбышев, 1976.-С. 9.

93. Рыковский, Б. П. Местное упрочнение деталей поверхностным наклепом / Б. П. Рыковский, В. А. Смирнов, Г. М. Щетинин. М.: Машиностроение, 1985.- 152 с.

94. Саверин, М. М. Дробеструйный наклёп. Теоретические основы и практика применения / М. М. Саверин. М.: Машгиз, 1955. - 312 с.

95. Сидякин, Ю. И. Оптимизация процесса повышения циклической прочности деталей, подвергаемых обкатке роликами: дис. . канд. техн. наук / Ю. И. Сидякин; Волгогр. политехи, ин-т. Волгоград, 1983. - 187 с.

96. Сидякин, Ю. И. Повышение эффективности упрочняющей механической обработки валов обкаткой их роликами или шариками / Ю. И. Сидякин // Вестник машиностроения. 2001. - № 2. - С. 43-49.

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

98. Смирнов-Аляев, Г. А. Сопротивление материалов пластическому деформированию / Г. А. Смирнов-Аляев. Л.: Машиностроение, 1978. -368 с.

99. Соотношение значений твердости по Бринеллю, Роквеллу, Виккерсу и Шору // Упрочняющие технологии и покрытия. 2005. - № 11. - С. 50-56.

100. Справочник машиностроителя. Т. 6. М.: Машиностроение, 1956. - 250 с.

101. Суслов, А. Г. Технологическое обеспечение и повышение эксплуатационных свойств деталей машин обработкой пластическим деформированием / А. Г. Суслов // Справочник. Инженерный журнал. -2003.-№3.-С. 8-12.

102. Тимошенко, С. П. Теория упругости: пер. с англ. / С. П. Тимошенко, Дж. Гудьер. М.: Наука, 1975. - 576 с.

103. Томленов, А. Д. Теория пластического деформирования металлов / А. Д. Томленов. М.: Металлургия, 1972. - 408 с.

104. Труханов, В. М. Надежность в технике / В. М. Труханов. М.: Машиностроение, 1999. - 598 с.

105. Фридман, Я. Б. Механические свойства металлов. В 2 т. Т. 1-2 / Я. Б. Фридман. М.: Машиностроение, 1974. - Т. 1. - 472 е.; Т. 2. - 368 с.

106. Федоров, А. В. Повышение надежности и долговечности наземных транспортных систем методами поверхностного упрочнения деталей: учеб. пособие / А. В. Федоров, Н. Г. Дудкина; Волгогр. гос. техн. ун-т. -Волгоград, 1997. 60 с.

107. Хейфец, С. Г. Аналитическое определение глубины наклепанного слоя при обкатке роликами стальных деталей / С. Г. Хейфец // Новые исследования в области прочности машиностроительных материалов: сб. науч. тр. / ЦНИИТМАШ. М., 1952. - Кн. 49. - С. 7-17.

108. Чепа, П. А. Эксплуатационные свойства упрочненных деталей / П. А. Чепа, В. А. Андрияшин; под ред. О. В. Берестнева. Минск: Наука и техника, 1988.- 192 с.

109. Abyaneh, М. Y. Teoretical basis of shot peening coveradge control / M. Y. Abyaneh // Proceedings of the fifth international conference on shot peening. -Oxford, 1993.-P. 183-190.

110. Эталон Шора. Современное состояние метрологического обеспечения измерения твердости методом упругого отскока бойка (по Шору) // Метрологическое обеспечение измерений: обз. инф. М., 1980. - Вып. 3. -С. 10-15.

111. Hertz, Н. Improving fatigue life through advanced shot peening technigues / H. Hertz // Manuf. Eng. (USA). N. Y., 1984. - Vol. 92, № 5. - P. 87-97.

112. Industry news // The shot peener. 2006. - Winter. - P. 38.

113. Kirk, D. Coverage: Development, measurement, control and significance / D. Kirk // The shot peener. 2002. - Fall. - P. 33-36.

114. Kirk, D. Prediction and control of indent diameter / D. Kirk // The shot peener. -2004.-Spring.-P. 18-21.

115. Kirk, D. Actual and predicted shot peening indentations / D. Kirk // The shot peener. 2004. - Summer. - P. 24-28.

116. Kirk, D. Theoretical principles of shot peening coverage / D. Kirk // The shot peener. 2005. - Spring. - P. 24-28.

117. Lida, K. Dent and affected layer produced by shot peening / K. Lida // The second international conference on shot peening (ICSP2). Paris, 1984. - P. 283-292.

118. Matlin, M. The modeling of shot movement in portable and pneumodinamic equipment / M. Matlin, V. V. Moseyko, V. O. Moseyko // MECHANIKA -2002: proc. of the Int. Conf., Kaunas, April 4-5, 2002 / Kaunas Univ. of Technology. Kaunas, 2002. - P. 129-134.

119. Miller, H. H. Shot peening coverage / H. H. Miller, P. H. Flynn // Meeting of division XX on shot penning iron and steel technical committee society of automotive engineers (USA). -N. Y., 1952. P. 1-13.

120. Prevey, P. S. The effect of shot peening coverage on residual stress, cold work and fatigue in Ni-Cr-Mo low allow steel / P. S. Prevey, J. T Cammett // The eighth international conference on shot peening (ICSP8). Leipzig, 2002. - P. 1-7.

121. Prevey, P. S. Is 100% coverage necessary? / P. S. Prevey, J. T Cammett // The shot peener. 2003. - Spring. - P. 4-5.1. АКТ ВНЕДРЕНИЯ

122. Зам. главного механика ОАО «Каустик»по технологии ремонта I / Сырмолотов М.Н.