автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.08, диссертация на тему:Повышение долговечности деталей из высокопрочных сталей программным поверхностным пластическим деформированием

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ВЫСШЕМУ ОБРАЗОВАНИЮ

МОСКОВСКИЙ ИНСТИТУТ ПРИБОРОСТРОЕНИЯ

На правах рэукогшсн

НИКИФОРОВА Татьяна Владимировна

ПОВЫШЕНИЕ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ВЫСОКОПРОЧНЫХ СТАЛЕЙ ПРОГРАММНЫМ ОВЕРХНОСТНЫМ ПЛАСТИЧЕСКИМ ДЕФОРМИРОВАНИЕМ

Специальность 05. 02. Об -Технология машиностроения

А В Т О Р Е Ф ЕР А Т " диссертаций на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1993

Работа выполнена в Московском институте приборострое пая на кафедре "Технология машиностроения*

НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЫкандидат технических наук,

доцент ПЛЕШАКОВ В. В.

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ: доктор технических наук, заслуженный изобретатель РФ, с. н. с. ОДИНЦОВ Л,Г. кандидат технических наук, доцент КОМАРОВ В.В.

ВЕДУЩЕЕ ПРЕДПРИЯТИЕ: ЛЭМЗ

Защита диссертации состоится " ^ 1993г.

на заседании специализированного Совета К063.93.01 "Технология машиностроения" в Московском институте приборостроения по адресу: Ю7864, Москва, ул. Стромыш

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МИП Отзывы в двух экземплярах просим направлять по

д. 2 О.

указанному адресу.

Автореферат разослан

Ученый секретарь Специализированного Советг к. т. н. доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Современное машиностроение предусматривает развитие работ, направленных на.повышение качества выпускаемых машин и механизмов, повышение их безотказности и долговечности. Особенно актуальной является задача повышения надежности деталей из высокопрочных сталей и сплавов, работающих в условиях жесткого стати ческого и динамического нагружения.

Повышение надежности такого типа деталей достигается использованием в процессе изготовления и ремонта методов поверхностного пластического деформирования. При обработ—-ке деталей сложного профиля и тел вращения оборонной техники широкое распространение получили ударные методы поверхностного пластического деформирования: динамическими методами обработки деталей дробью, шариками, бойками, галькой и другими рабочими телами.

Однако, ранее проведенные исследования и предложенные рекомендации не дают возможности однозначного управления свойствами поверхностного слоя и, следовательно, эксплуа-цпоннымн свойствами деталей.

Таким образом,' разработка методов оптимального управления свойствами деталей из высокопрочных сталей является одной из наиболее актуальных задач технологии машиностроения. • "

Цепь работы. Повышение безотказности и долговечности деталей из высокопрочных сталей программным поверхностным пластическим деформированием (ПППД).

Методы исследования. Экспериментальные исследован...[ проводились на современном оборудовании с использованием приборов, основанных но современных методах неразрушающе-го контроля гкгтества поверхностного слоя, & качестве факторных планов нспольеовшш близкие к Д-оптимальным планы оксперпмента. Разработаны оригинальные процедуры для выбора оптимальной структуры регрессионных моделей технологического процесса, Решенйе оптимизационных моделей осуществлялось методами случайного поиска р параметрпеской оптимизацией.

Научная новизна. Разработан новый технологический процесс упрочнения деталей программным поверхностным пластическим деформированием дробью. Предложена алгоритмическая модель формирования остаточных напряжений в поверхностном слое деталей при ПППД. Разработан не-разрушающий метод контроля эпюры распределения остаточных напряжений в поверхностном слое в процессе ПППД. Выявлены новые закономерности изменения механических характеристик поверхностного слоя деталей из высокопрочных сталей в процессе ПППД, позволившие определить систему оптимального управления распределением механических свойств поверхностного слоя и эксплуатационными характеристиками деталей.

Практическая ценность. Диссертация выполнена в соответствии с основными направлениями научных исследований, проводимых кафедрой 'Технология машиностроения* МИП по координационным планам программ КНП-2СЮО и ЭКНП-2000 Разработаны технологические рекомендации для практического использования ПППД при упрочнении деталей из высоко -прочных сталей. Разработаны технологические рекомендации по неразрушающему контролю остаточных напряжений в поверхностном слое деталей, основанного на магнитошумо-вом методе. Разработаны методы оптимального управления свойствами поверхностного слоя деталей в процессе ПППД и их эксплуатационными характеристиками. Разработана методика математического моделирования технологических процессов на ЭВМ, основанная на методах организации технологических экспериментов, регрессионного моделирования и решения оптимизационных моделей.

Реализация результатов работы. Технологические рекомендации по упрочнению деталей ПППД дробью внедрены на ПО 'Муромтепловоз* при изготовлении торсионных валов гусеничных машин, на предприятии Телематика* при изготовлении валов и осей. Рекомендации по неразрушаюшему контролю остаточных напряжений и разработанные приборы для их реализации внедрены на п/я П-6521, Рекомендации по контролю качества поверхностного слоя и моделированию . технологических процессов на ЭВМ внедрены в учебный

процесс МИП при подготовке инженеров по специальности 1201 'Технология машиностроения'. Они реализованы при выполнении лабораторных работ и практических занятий по курсам: 'Основы проведения технологических экспериментов* и 'Математическое моделирование технологических задач', при выполнении курсовых и дипломных проектов студентами дневной и вечерней форм . обучения.

Апробация работы. Основные положения работы обсуждены и одобрены на Межрегиональной научно-практической конференции 'Разработка и внедрение новых ресурсосберегающих технологий в области машиностроения' (Орел, 1991г. ), научно-техническом семинаре 'Интегральные системы в машиностроительном производстве* (Москва, МДНТП, 1991г. ), на "научно-техническом семинаре 'Повышение надежности и долговечности выпускаемой продукции технологическими методами в машиностроении* (Орел, ОФ МИП, 1991г. ), на научно—техническом семинаре 'Поверхностный слой, точность и эксплуатационные свойства деталей машин" (Москва, МДНТП, 1991г. ), на научно-методических семинарах кафедры Технология машиностроения" МИП (1991-1993гг. ).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 печат ■• ных работ, подготовлены 3 учебно-методических материала кафедры' Технология машиностроения"' МИП.

Структура н объем работы. Диссертационная работа со -стоит из введения," шеста разделов, общих выводов, списка использовашпж источников, приложений. Содержит 1ЙО страниц машинописного текста, 5 таблиц, 67 рисунков, вС наименований литературных источников,

ОСНОВНОЕ СОД БРОСАНИЕ РАБОТЫ В первом разделе проведен анализ статистики отказе з деталей из высокопрочных- сталей, применяемых в авиационной' технике. Показало, что усталостная прочность таких деталей ограшппшает надегсиость изделий в целом. В изде лия:: авиационной, оборонно!! техники такие детали изготавливают на высокопрочных сталей типа ЗОХГСН2А, ВНС, ВКС, титановых сгшпеос, ■ '

Наиболее эффективным н распространенным в авнацнон-1ЮЙ промышленности методом повышения усталостной проч-

ностй деталей является применение методов поверхностного пластического деформирования (ПЦД). Для обработки поверхностей деталей как сложной, так и "простой формы применяются ударные методы ППП: обработка деталей дробью, шариками и другими рабочими телами. Такие методы достаточно полно исследованы -в работах А. П. Соколовского, В.М.Кована, В. С.Корсакова, И.В.Кудрявцева, М.М.Саверина, В.И.Серебрякова, А. А.Маталина, М.С.Дрозда, П. Е„Дьяченко, А. М.Дальск'ого, Б.А.Кравченко, А.П.Бабичева, В. М.Смелян-скосо, Д. П. Лаптева, А. М.Сулимы, А.Н.Овсеенко, A.A. Михайлова, В.В.Петросова, ИЛ. Кузнецова, А.М.Кузнецова, Э.Н.Рыжова, Л.Г.Суслова, Л. А.Хворостухина, П. А.Чепа, Д. Л. Юдина, Ю.Г.Шнейдера и ряда других ученых. Выявлены закономерности Армирования характеристик качества поверхностного слоя эксплуатационных характеристик деталей в зависимости от технологических факторов ППД. Разработаны технологические рекомендации по применению методов ППД широкого класса деталей.

Возможности традиционных способов ППП практически полностью реализованы. Дальнейшее повышение их эффективности затрудняется однозначным изменением свойств поверхностного слоя при варьировании режима обработки. "Ужесточение" режимов (большая скорость.дроби, продолжительность обработки) не приводит к большей степени упрочнения поверхностного слоя из-за явлений тер(.!опластической деформации. Поэтому, создание оптимальной огпорч распределения мох'шпчепм!:: огюЛстн »»' попоргшзстгом слог; ramt» пом ¡¡овыш-чин: устмлостной прочности дс-гале'.. Об '.гом сна— ¡гггельет/'-:-• р-\.угн.гатн' псслпдспаю'Я по мб:■ нип;-;i • ор.»боту.о 'р:;пост<"' ; !Г!.Ч: ол««а.-ик>" пыглй • u- i»-:i» с г,о< — лгя/ош» « "'IprOorroß г;>! срхностн у^очняитими iaoi/г. мл (П. Д. П":г:и;-), .-jD/r • о-тс:;мачс'Скап обработка и ППП (В. И. Серебряной) и др. Исполкзуи тот ко прииски многократно-то и иомешнсщеюсн склогovo воодой.'тоия рабочего тела на поверхность продлояеп способ программного пог ерхлосп.ого «шгсгаческого деформировании (Г1ПГШ). Сушносгь метод« заключается в программном изменении режимов и процессе П1Ш поверхности, Изменением программы нагру.кошш лег. с рыхлости можно аоантьсп любого распределения свойств мате—

риала в поверхностном слое и значительно повысить эксплуатационные свойства деталёй из" высокопрочных сталей.

Изменение свойств поверхностного слоя после очередного этапа обработки определяется технологическими факторами ППД на данном этапе и состоянием поверхностного слоя детали, достигнутом на предыдущем этапе. Поэтому, создание адаптивной системы управления ПППД прелпол^гг,-ет разработку элективных неразрушаюшнх методой контроля распределении свойств материала в поверхностном слое детал5г.

Таким образом, для достижения поставленной цел*», а работе решались следующие задачи:

1. Разработка основных принципов программного roilcpr--ностпого пластического^ деформирования деталей дробеструйной обработкой. -

2, Теоретическая оценка формирования остаточных гап -ряжений в поверхностном слое деталей в процессе ПППД„

3, Разработка оперативного неразрушаюшего метод/г • контроля распределения остаточных иапгахсенг". п г-с-веп,- -ггостноы croe деталей,

4. Оценка закономерностей изменении пяраметгоп качества поверхностного слол р зависш-юсп; от режимов я условпГг оптимального управления процессом ПППД»

" Разработка технологических рекомендаций по ПППД .деталей дробью я оценка технико-окономичосгоЯ: ?>4a'e»iT¡í г поста спедреш!-',,

Во втором раздел:; разработана метод!:"::« пропелен::л мкого.|>акториьп': экспериментальных нссяеяоваши< проце:.гч ПППД обработкой деталёй дробью. С;сем«тизашг.! слихкогл' npóiioosa roseo лига определить оптимальную nporpab;:.rv содергкашю исследований, Программа предполагает оне:;су распределения махдтшческнл. caolicra в поверхнистном с:.з«'; деталс! на каждом этапе ПППД, н.ч основ© которой npo'.rs ■ подитсп оценка свойств поверхностного слоя после последуй • шего этапа обработки. Поскольку усталостные свойства деталей из высокопрочных стаяеЛ определяются распределеккеп d поверхностном слоо остаточкы" irnnprríítGíLtn, произведена теоретическая п экспериментальная оценка ti." в процесса ПППД."

'Оптимизационные модели процесса ПППД предполагают оценку функциональных статистических связей между входными фа факторами каждого блока и выходными его характеристиками. Такие связи представлены регрессионными и имитационными моделями. Оптимальная структур« регрессионных моделей оценивалась шаговыми методами с геометрическим упорядочением аргументов. Пля оценки параметров моделей предложены оригинальные алгоритмы .основанные на использовании метода наименьших взвешанных квадратов и его разновидностей в зависимости от статистических свойств выходных параметров процесса.

Для обеспечения наибольшей точности прогноза показателей качества изделий и наибольшей точности оценок параметров разработаны процедуры построения точныхCD —оптимальных планов. Исследование устойчивасти статистических характеристик экспериментальных планов при использовании методов поиска оптимальной структуры регрессионных полиномов, позволило классифицировать существующие планы с позиций A-, !D и F.-оптимальности и выбрать группу планов, которые были использованы при проведении экспериментальных исследований. Решение оптимизационных моделей производилось методом случайного поиска.

На основе проведенных исследований разработано математическое обеспечение системы организации технологических экспериментов для ЭВМ типа 1ВМ и Apile . При экспериментальном исследовании качества поверхностного слоя деталей и образцов из высокопрочной стали ЗОХГСН2А использованы современные неразрушающие методы контроля, основанные на рентгеновских, магнитошумовых, токовихре— вых и других эффектах,

В третьем разделе произведена теоретическая оценка остаточных напряжений в поверхностном слое формируемых в процессе ПППД. Принято, что весь процесс Г1ПГЩ делится на этапы. Каждый этап характеризуется определенным режимом оброботки, силового воздействия рабочих тел на поверхность детали. Зависимость остаточных напряжений от продолжительности дробеструйной обработки носит модифицированный экспоненциальный характер. Поэтому введены следующие предпосылки моделирования процесса ПППД:

продолжительность обработки на каждом этапе (3 мин. ) обеспечивает стабильное и однозначное распределение остаточных напряжений в поверхностном слое и распределение остаточных напряжений определяется исключительно условиями обработки.

Эпюра распределения остаточных напряжений определяется целым рядом процессов, протекающих при ПГ1Д (процессы упруго-пластической деформации, тепловые процессы в зоне контакта рабочих тел с поверхностью детали, волновые процессы). Анализ указанных процессов позволил две основные составляющие формирующие остаточные напряжения на расстоянии й от поверхности детали:

60(Ы = 6т(ь)+6А(Ы, па ,

где Ог — остаточные напряжения в поверхностном слое из-за термопластического эффекта, ПА; - из-за упруго-пластической деформации поверхностного слоя, Па.

Решение частной задачи Буссинека позволяет оценить распределение напряжений в упругой среде при точечном приложении силы Р и оценить толшину пластически деформированного слоя

Оценка степени деформации упруго-пластического тела под воздействием рассчитанных напряжений задача сложная и неразрешимая классическими методами теории пластичности и упругости. Поэтому, в первом приближении принята степенная аппроксимация эпюры распределения остаточных напряжешь в поверхностном слое:

еА=-б-0>2(н-ь/и)п , па ,

где п— постоянная, характеризующая нелинейность эпюры распределения остаточных напряжений (ОД)., , , 0,85).

На следующем этапе ПППД пластическая лоформишт по-верлгостного слоя оценивается следующим образо;Если формируемые на предыдущем этапе остаточные напряжения и степень деформации материала меньше, чем создаваемые на последующем этапе, принимаем значения параметров деформации и напряжений, создаваемые на последнем этапе. В противном случае остаточные напряжения и степень деформации в рассматриваемой точке поверхностного глоя не меняются. Оценка изменения твердости и предела гекучегти ма-

териала б зависимости от степени его деформации производилась на основании разработанных регрессионных моделей. Оценка термопластической составляющей остаточных напряжений в каждой точке деформируемой поверхности получена на основе оценки интенсивности термического воздействия в этой точке. Для этого рассмотрено классическое дифференциальное уравнение теплопроводности, решение которого приведено п следующем виде:

_ па

т ^(етГП+ККв))''* & Р 4Н(4+ККв)

где Е - модуль упругости, Па, <А - коэффициент линейного расширения, — коэффициент распределения тепловых потокоц; V - скорость рабочего тела перед ударом, м/с; Кв - коэффициент восстановления скоростц; К - коэффициент восстановления поверхности, ш - коэффициент температуропроводности.

Разработан алгоритм расчета распределения остаточных напряжений в поверхностном слое деталей для любой программы пластического нагружения поверхности. Статистическим анализом доказана адекватность разработанной модели экспериментальным данным при 95% доверительной вероятности во всем диапазоне изменения факторов процесса ПППП, Ошибка оценки остаточных напряжений в поверхностном слое на расстоянии 80. . . 100 мкм от поверхности составляет не более 20%. Выявлены основные закономерности изменения остаточных напряжений в зависимости от режимов ПППД.

В четвертом разделе разработана методика оперативного неразрушающего контроля распределения остаточных напряжений в поверхностном слое высокопрочных сталей, необходимая для создания системы оптимального управления процессом ПППД. Проведен экспериментальный анализ традиционных методов неразрушающего контроля остаточных напряжений (вихретоковой, магнитошумовой, акустической эмиссии, термоЭДС) на основании которого показано, что наиболее эффективным для поставленной цели являемся магнито шумовой метод.

На основе оригинальных конструкторских решений маг-нитошумовых приборов в ОКР и НИР МИП (В. Р. Шатерни-ков, В. В.Плешаков, А.И.Соколик и др. ) предложен прибор для контроля эпюры распределения остаточных напряжений в поверхностном слое высокопрочных сталей. Для восстановления эпюры распределения остаточных напряжений предложено использование скин—эффекта, определяющего формирование сложного высокочастотного магнптошумового сигнала. Схема прибора предполагает измерение и одновременную обработку двух или более амплитудных и' спектральных характеристик 1 мапштошумового сигнала. Для формирования наиболее ннфор' мативных магннтошумовых параметров введены селективные фильтры. Основными технологическими параметрами процесса контроля являются: ток и частота перемагничиванип, уровень селекции, положение строба, коэффициент усиления сигнала. Целевой функцией оптнмнзацноннной модели процесса контроля при его оптимизации явился коэффициент парной корреляции параметров эпюры распределения остаточных напряжений и параметров магнитного шума. Проведенные эксперименты позволили выявить основные закономерности процесса и оптимизировать его. Показана возможность эффективного использования не только спектральных, то и традиционных амплитудных параметров магнитного шума. Показано, что коэффициент парной корреляции может достигать 0,85.. .0,90.

Для оценки эффективной глубины сканирования поверхности разработана феноменологическая моделб формирования ЭПС магнитного шума. Приращение ЭДС за счет перемаг— Ннчившшя слоя толщиной сН Ь на расстоянии Ь от поверхности детали, описывается дифференциальным уравнением:

с*£ * 00 ехрС<*-$»/е0(М) с!Н то Оо — постоянная, определяемая коэффициентом усиления прибору о1 и - параметры гиперболической аппроксимации взаимосвязи ЭДС шума п остаточных напряжений. Интегрирование предложешгоП модели с помощью ЭВМ спадет елъстэует о том, что шигад в ЭДС шут.«а слоя, расположенного на расстоянии 0,04 мм от поверхности со стал пет 35. . . 38%, а слоя, расположенного на расстоянии 0,08мм от поверхности достигает 13.. .15% от общего уровня игу—

ма. Средневыпрямленная ЭДС несет основную достоверную информацию о поверхностном слое толщиной до ОД мм. Применение фильтрующих элементов в схеме прибора снижающих верхнюю границу частотной характеристики регистрируемого шума от 400 до 50 Гц позволяет увеличить глубину сканирования до 0,5мм, однако, достоверность регистрации остаточных напряжений снижается.

Для восстановления эпюры распределения остаточных напряжений в поверхностном слое стали ЗОХГСН2А предложены регрессионные модели. При использовании в качестве информационных параметров число выбрасов ЯПС за период стробирования р (0,45) и р (0,85), где 0,45 и 0,85 относительное положение строба соответственно при измерении первого и второго параметра, разработана следующая модель: _

=185,86-4.68Ь -0,0449 И +о,0349ЬГ (0,85)--12,66Р(0,85)-Ю,12Р(0,45)Г(0,85)-0,0295Р (0,85)--0,0616Р (0.45), ГПа.

Модель обладает достаточно высокой информативной ценностью для решения прогостических задач. Погрешность воспроизведения эпюры распределения остаточных напряжений (в слое толщиной до ЮОмкм) не превышает 20%. К преимуществам использования разработанной модели следует отнести то, что она не требует повторного измерения сигнала на другом режиме, а быделение двух стробов на одном сигнале значительно упрощает схемотехническое решение магнита шумового прибора. Разработанная методика использована для оценки изменения остаточных напряжений- в процессе • ПППД деталей дробью. .

В пятом разделе приведены результаты экспериментальных исследований влияния технологических факторов процесса ПППД обработкой дробью на параметры качества поверхностного слоя и усталостную прочность деталей из стали ЗОХГСН2А.

Для разработки достаточно уштерсальных технологических рекомендаций по ПППД, не зависящих от конструкции установки для дробеструйной обработки, выявлены закономерности формирования потока рабочих тел. В качестве новой системы технологических факторов рассмотрены: интенсивность потока - , закон распределения скпрости шари-

ков - р ( V), диаметр шариков -2) .

При программном ППД шероховатость поверхности деталей из стали ЗОХГСН2А определяется технологическими факторами последнего этапа обработки, в том числе степенью упрочения поверхности:

8а*0,0<22Ю +0,0877е+ 0,045]?+0,т7У -0,0991) + +0,02953 -0,0М4\/£-0,047, мкм

Наибольшее влияние на высоту шероховатости оказывает скорость и диаметр шариков. При изменении степени упрочнения от О до 0,2 шероховатость поверхности несколько снижается, однако, снижение это незначительно.

Микротвердость поверхностного слоя деталей оценивалась с помощью коэрцетнметров н микротвердомеров ударного действия. Показано, что при ПППД поверхностей деталей шариками большого диаметра с большой скоростью формируется упрочненный слой большой толщины (до 250мкм). А для создания высоких остаточных напряжений в тонком подповерхностном слое толщиной до БОмкм, необходимо использовать шарики малого диаметра. Причем, зависимость напряжений от диаметра носит монотонный характер. Для эффективного упрочнения следует применять шарики диаметром до 2 мм.

Если в программе изменения режимов предусмотреть изменение лишь скорости шариков, операцию упрочнения деталей можно проводить за один установ. Наилучший эффект достигается при диаметре и.ариков Змм и дискретном или непрерывном изменении их скорости от8.. . ГО до 2. . . 3 м/с, В этом случае в поверхностном слое до ЮОмкм фррмируются остаточные стабильные напряжения до 1,5. , . 1,6 ГПа. Степень упрочнения поверхностного слоя достигает 20%.

Для оценки влияния эпюры распределения остаточных напряжений в поверхностном слое на много- и малоцикло— вую выносливость стали ЗОХГСН2А проводились испытания образцов при изгибе с вращением и при пульсирующем рас— тяжении. Получены следующие модели зависимости числа циклов нагружения до разрушения образцов от характерных точек эпюры, остаточных напряжений: многоцикловая выносливость ( "1,рГПа).

малоцикловая выносливость ( =1,4ГПа)

ЫН0ВС23,?6+23,67епгЦ0,076-л + ?,$0 бтл,еп-з,твтл,).

Полученные данные свидетельствуют о преимущественном влиянии на усталостную прочность подповерхностного слоя. Причем, большей чувствительностью к изменению

Сол и& обладает малоцикловая выносливость деталей, Б ТиЛ*

целом зависимость является монотонной, что позволило ис~ пользовать в качестве целевой функции в оптимизационной модели процесса ПППД использовать остаточные сжимающие напряжения в поверхностном слое. Использование оптималь~ ных режимов ПППД позволило повысить предел молошасло— вой выносливости на 3 ^ , ■!> % и предел многояикловой выносливости сталк на 57. . 7<о по сравнению с упрочненными традиционным методом образцами.

В шестом разделе описаны результаты внедрении разработанных в процессе выполнения диссертации рокомациа-ций» Разработанные рекомендации внедряются при ремолги деталей авиационной техники из высокопрочных стшге-л ЗОХГСН2А, ВНС-2, ВНЛ-5. Рекомендации Но* ПППД внедрены на ПО "Муромтеплопоз" прп изготовлешш валов и пальцев гусеничной машины. Условный экономичеаа:{1 « фект при внедрении процесса ПППД на предприятии Телами-тика" составил 125 тыс. рублей. Разработанные методические положения проведении многофакторгшгс; экспериментальных исследований и обработки их результатов, программное обеспечение ЭВМ внедрены в учебный процесс МНИ при подготовке студентов по спец 1201 в курсам делан.:. "Основы проведешш те^олопгчесшх експерцмен'гоЪ' « "Математическое моделирование технологически;; задач при проведении практических занятий н лабораторных ра'^о'п

ОБШИЕ ВЫВОДЫ 1. Решена проблема повышения еффектпвностп повер;;-врртвегд гшастйчёокэрэ деформирования дотслей ёз оысош-ярэчнш еталей для н&нбэльшего повышения иг усталостной прочности »в основа создания целенаправленной программной системы изменения режимов б процессе обработки.

Процесс назван программным поверхностным пластическим деформированием (ПППД).

2. На" основе анализа термопластических явлений в.ео-не контакта рабочих тел с поверхностью деталей при ППД разработаны энергетические моделл формирования остаточных напряжений в поверхностном слое.' Показано, что формирование остаточных напряжения определяется деформационными процессами, а снижение напряжений в подповерхностном слое - термопластическими эффектами. Выявлены закономерности изменения механических свойств поверхностного слоя, определяющие формирование ошоры остаточных напряжений на каждом этапе ПППД.

3. Разработана алгоритмическая модель процесса ПППД, позволяющая определить распределение остаточных напряжений на* яаждом отапе обрсботг.п, основанная на гипотезе превалирующего влияния силового воздействия рсбочнх тел па поверхность деталей. Погреш1гость при онс:гхе напрпже— !!'.и'1 в поверхностном слое толщлноЛ до 150).ям пе превышает 20%.

4. Разработаны оптимальные ро:г:п.ш м а г: > п то юу г. :о по го контроля распределения остаточных шшрлжонлЛ в прворяпо-стком слое доталеД из стали ЗОХГСН2А после ПППД. Установлено, что при оценке остаточных иапрпжонпЛ целесообразно использовать несколько параметров одного мпп:п-

тошумосого сигнала, формируемого прп частоте :п:рнмагтш— т.шишп 2 Гц, амплитуде поля 3 Д/м, у рог, I! о сслехшти ' 0,2 В. Погрешность госгц^яо^одсння гпгзрм рзсгтроаолсотя остато'г.чы.1: нзпргшент! не превышает 20%.

:7>. Рпзрабо-чны и реглнгозачм аряГоры мвгаптоаумо-г.ого -'г;;|':;х")ля о<."?.тт"ямх напрч:"г>ннЯ з пог.ордзгастяом сто о яотал«'.'! нз выешэ прочных стплсй на оскоэо анализа »то-то гзрпхтерче-г.« млпг,гго'лу>/ои>го сягяэла.

О, Экспериментальны«* лееяеаозашш прсцоссз'ПППД

ло* пысо::о1:г:-о'::гп'.'1 стая:! гесгсяяя:! лылгять с-^та-иомэриоста формирования 'лрротарлтостя полергкгостя 71' про 41 ■остыл харзхт»р,,ст1я пписр::г.зстг:огэ стоп. Похагяг», '¡"¡о ¡трч дробеструйной и лрсгёочотсоЯ сбрс:'отко ПППП обо-спотяпаст ||ормпрог-и'ло шерояопстсстп подоргиэспт, сс-ст-^ !ютс'глу;о:исй !;с--л 'лч:>му 1угапу обрп'Чэтки. Мякротэорсость

поверхностного слоя'достигается с последовательно снижающемся^ силовым воздействием рабочих тел на поверхность.

7. Предложена и решена оптимизационная модель процесса ПППО" дробью деталей из стали ЗОХГСН2А, работающих в "условиях усталостного нагружения. Показано, что" двухэтапная обработка деталей (на первом этапе шариками диаметром 4мм, скорость шариков 7.. 8 м/с, на вторам этапе шариками 2мм, скорости шариков 4. . . 5 м/с) обе- к спечивает повышение предела малоцикловой выносливости на 3. . . 5%, многоцикловой выносливости на 5. . . 7% по "сравнению с традиционным одно этапным упрочнением деталей дробью,

8. Выявлены новые закономерности изменения малоцикловой и многошнсловой выносливости стали ЗОХГСН2А в зависимости от формируемых в процессе ПППД свойств ' повёрхностного слоя. Показано, что формирование оптимального распределения остаточных напряжений в поверхностном сдое толщиной 200мкм оказывает большее влияние на многоцикловую выносливостъ н несколько меньшее на малоцикловую выносливость.

9. Разработанные технологические рекомендации по оптимальному упрочнению деталей программным поверхностным пластическим деформированием внедрены при изготовлении деталей типа валов и осей машин на ПО "Му-ромтепловоз" и на предприятии Телематика". Разработанные приборы неразрушаюшего контроля остаточных напряжений внедрены на а/а П6521. Методические рекомендации газ организации технологических. экспериментов внедрень1 в учебный процесс МИП при подготовке студентов по специальности "Технология машпностроешцз^ 1201."

" Основное'содержание диссертации опубликовано о следующих "работах: " ........

1, Н ©разрушающий контроль поверхностного слон де~ талей ^аишн и приборов. В кн. - Поверхностный слой, точность н (эксплуатационные свойства деталей машин. -М. : МЭИ, 1901, с. 59 (Соавтор: В.В.Плешаков)."