автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.08, диссертация на тему:Повышение эффективности алмазного выглаживания на основе рационального использования энергии модулированного ультразвукового поля

На правах рукописи

СТЕПЧЕВА ЗОЯ ВАЛЕРЬЕВНА

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ АЛМАЗНОГО ВЫГ ЛАЖИВАНИЯ НА ОСНОВЕ РАЦИОНАЛЬНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ МОДУЛИРОВАННОГО УЛЬТРАЗВУКОВОГО ПОЛЯ

□ □3 162359

Специальность 05 02 08 - Технология машиностроения

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ульяновск - 2007

003162359

Работа выполнена на кафедре "Технология машиностроения" Ульяновского государственного технического университета (УлГТУ)

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Ведущая организация - ОАО «УТЕС» (г Ульяновск)

Защита диссертации состоится «13» ноября 2007 г в 12 00 на заседании

_ „_____. , ,, ______ ____ _ ТГ Т Г

дисссрглциилшши совет д z^¿ х/ / « в первом корпусе ульяновского государственного технического университета по адресу г Ульяновск, ул Энгельса, 3 (почтовый адрес 432027, ГСП, г Ульяновск, ул Северный Венец, 32")

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ульяновского государственного технического университета

Киселев Евгений Степанович

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор Барац Яков Ильич

кандидат технических наук, доцент

Федотов Геннадий Дмитриевич

Автореферат разослан « 11 » октября 2007 г

Ученый секретарь доктор технических наук

Н И Веткасов

I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Одной из проблем современного машиностроения является повышение надежности ответственных деталей машин, которая в значительной мере определяется их эксплуатационными свойствами и качеством поверхностного слоя

В связи с повышением требований к качеству таких деталей все более широкие перспективы применения на завершающей стадии технологического процесса изготовления приобретает операция алмазного выглаживания

Этот способ обработки обеспечивает благоприятное с позиции эксплуатационных свойств сочетание параметров шероховатости, микрорельефа поверхностного слоя, микротвердости, величины и характера распределения технологических остаточных напряжений при изготовлении широкого круга ответственных деталей, таких как штоки, валы, оси и др, изготовляемых, как правило, из высокопрочных сталей и работающих в условиях высоких скоростей, повышенного износа и циклических знакопеременных нагрузок

Однако необходимость создания значительных контактных усилий для достижения деформационного упрочнения ограничивает применение алмазного выглаживания для изготовления нежестких и превдптанннк деталей Поэтому важным критерием эффективности алмазного выглаживания является минимизация усилия, прикладываемого к инструменту, для обеспечения требуемого упрочнения поверхностного слоя

Достичь эффективного упрочнения при уменьшении силового воздействия позволяет использование при алмазном выглаживании энергии ультразвуковых колебаний (УЗК), оказывающих существенное влияние на характер контактного взаимодействия инструмента и заготовки Введение энергии ультразвукового (УЗ) поля в зону обработки, и особенно, модулированного, способствует доминированию деформационного упрочнения и одновременно снижению разупрочнения в процессе алмазного выглаживания При использовании пационгльных схем УЗ-воздействия на инструмент обеспечиваен-я существенное уменьшение трения и увеличение пластичности в очаге деформирования, в том числе за счет повышения эффективности используемых емазочно-охлаждающих технологических средств (СОТС)

Известные работы по изучению технологических возможностей использования ультразвука при алмазном выглаживании ведутся по двум направлениям исследование механизма упрочнения (возможности повышения глубины и степени упрочнения) при УЗ-воздействии и исследование процесса формирования регулярного микрорельефа (РМР) на обрабатываемой поверхности При этом в первом случае не используется потенциал УЗК по формированию РМР, а во втором случае деформирование осуществляется на мягких силовых режимах, и не используется потенциал УЗК по упрочнению

В качестве гипотезы, позволяющей разработать комплексную технологию упрочнения с одновременным формированием РМР, в настоящей работе выдвинута идея о том, что применение модуляции УЗК, повышающей энергетическое воздействие ультразвука на поверхностный слой обрабатываемой

I -У

заготовки, способствует увеличению глубины и степени упрочнения поверхностного слоя и позволяет формировать РМР, а управление параметрами модуляции позволит регламентировать технологический процесс обработки и получить заданные параметры поверхностного сдоя

Перечисленные вопросы, на наш взгляд, недостаточно исследованы Практически не существует рекомендаций как по рациональному применению модулированных ультразвуковых колебаний (МУЗК) при алмазном выглаживании, так и по расчету режимов такой обработки дая формирования заданной величины упрочнения, не использован потенциал МУЗК по созданию регулярных микрорельефов обработанных поверхностей

Решение данной задачи возможно на основе выявленных физических закономерностей процесса упрочнения поверхностного слоя в условиях ультразвукового контактного взаимодействия с позиции современной механики упрочнения деталей методами поверхностного пластического деформирования (ППД), основанной на учете накопленных значений деформации поверхностного слоя, определяющих, в свою очередь, упрочнение поверхностного слоя, степень исчерпания ресурса его пластичности и технологические остаточные напряжения Такой подход обусловливает удобство дальнейшего использования результатов настоящих исследований при решении задач оценки состояния поверхностного слоя на стадии эксплуатационного нагружения

Учитывая тенденции использования прецизионных ответственных деталей в современной технике и необходимость обеспечения их надежности в процессе эксплуатации на высокоскоростных режимах и при динамических нагрузках, данная работа, направленная на повышение технологической эффективности операции У3-выглажи вания путем использования энергии модулированного УЗ-поля, отвечает запросам производства, что и обусловливает ее актуальность

Цель работы. Разработка высокоэффективной технологии алмазного выглаживания заготовок на основе рационального использования энергии модулированного УЗ-поля для повышения производительности обработки и качества изготовляемых деталей

Для достижения поставленной цели в диссертационной работе решены следующие задачи

1 Проведен анализ физических закономерностей формирования поверхностного слоя заготовок при УЗ-воздействии алмазным выглаживающим инструментом и определены пути повышения производительноеги обработки и качества деталей

2 Разработана математическая модель процесса упрочнения поверхностного слоя при алмазном УЗ-выглаживании, на основе которой оценено влияние параметров и схем наложения УЗ-колебаний выглаживающего инсг-румента на показатели качества упрочнения деталей

3 Выполнена проверка адекватности математической модели процесса упрочнения поверхностного слоя

4 Выявлены возможности использования энергии УЗ-поля для формирования РМР на обработанных поверхностях деталей в процессе алмазною

выглаживания Определены условия формирования РМР в виде сетки чередующихся лунок, синусоидальных и винтовых канавок на поверхностях обрабатываемых заготовок

5 Выполнена опытно-промышленная апробация новых упрочняющих технологий в производственных условиях

6 Осуществлена оценка экономической эффективности внедрения новых технологий алмазного УЗ-выглаживания

Автор защищает: 1 Математическую модель процесса упрочнения поверхностного слоя, устанавливающую взаимосвязь между параметрами УЗ-воздействия, схемами его наложения, элементами режима выглаживания и показателями качества упрочненных деталей

2 Результаты аналитических исследований возможностей повышения эффективности алмазного УЗ-выглаживания заготовок

3 Результаты экспериментальных исследований влияния технологических факторов алмазного УЗ-выглаживания, и, в частности, параметров модуляции УЗ-поля, схемы наложения УЗК на эффективность обработки

4 Результаты аналитических и экспериментальных исследований возможностей формирования РМР на обрабатываемых поверхностях при алмазном выглаживании с различными схемами наложения УЗК, и, в частности, условия формирования РМР в виде сетки лунок радиальными модулированными УЗК и винтовых канавок касателыю-осевыми УЗК, аналитические зависимости параметров получаемых РМР от элементов режима обработки и параметров УЗ-поля

5 Результаты опытно-промышленной апробации результатов исследований в производственных условиях трех промышленных предприятий и их технико-экономическую эффективность

Методика исследований. Теоретические исследования выполнены на базе научных основ гехнологии машиностроения, физики сплошных сред, теории прочности и упругопластической деформации, механики поверхностного пластического деформирования

Экспериментальные исследования базируются на теории планирования экспериментов, аппарате математической статистики, корреляционном и дисперсионном анализе с использованием ЭВМ При выполнении работы использован метод определения накопленной деформации, предложенный В М Смелянским, современные методы неразрушающего контроля

Научная новизна. Разработана аналитически и проверена экспериментально математическая модель процесса упрочнения поверхностного слоя заготовок, отражающая влияние технологических параметров УЗ-выглаживания (элементы режима выглаживания, параметры УЗК и схемы их наложения на инструмент) на накопленную деформацию и глубину упрочнения при УЗ-выглаживашш с учетом пластических свойств обрабатываемого материала

Установлены аналитически и проверены экспериментально условия получения РМР в виде сетки лунок и винтовых канавок на обработанных поверхностях валов

Сформулированы рекомендации по использованию новой упрочняющей

1 ехнологчи «бархатного» УЗ-выглаживания с образованием РМР на обработанных поверхностях заготовок валов малой жесткости

Практическая ценность и реализация работы. Результаты проведенных исследований позволили

1 Выявить закономерное I и процесса упрочнения для определения рациональных режимов УЗ-воздействия для обеспечения заданных параметров упрочнения обработанных поверхностей деталей машин

2 Предложить новые эффективные способы УЗ-выглаживания, позволяющие реализовать выявленные анали гаческим путем и проверенные экспериментально условия формирования на обработанных поверхностях РМР в виде лунок (при радиальном наложении УЗК) и в виде винтовых канавок (при «бархатном» выглаживании)

3 Повысить и то сос тонкость обработанных поверхностей в среднем в 1,4 1,6 раза по результатам опытно-промышленных испытаний новых технологий в производственных условиях

4 Достичь расчетной годовой экономической эффективности в 462 тыс

руб

Апробация работы. Основные результаты работы доложены на научно-технических конференциях (IIГК) Ульяновского государственного технического университета (УлГТУ) в 2005 - 2007 г г , международны ч НТК «Машиностроение и техносфера XXI века», Севастополь, 2006 - 2007 г г, Всероссийском совещании заведующих кафедрами материаловедения и технологии конструкционных материалов «Материаловедение и технология конструкционных материалов - важнейшие составляющие компетенции современного инженера Проблемы качества технологической подготовки», г Волжский, 2007 г , «Высокие технологии в машиностроении «Интерпартнер — 2007», г Алушта, 2007, «Авиакосмические технологии «АКТ-2007», I Воронеж, 2007 г, «Экология и безопасность промышленно-транспортных систем «ЕЬР1Т-2007» г Тольятти, 2007 г. на научно-технических семинарах кафедр "Технология машиностроения" и "Металлорежущие станки и инсфу-менгы" УлГТУ, на заседании научно-технического совета машиностроительного факультета УлГТУ в 2007 г

По теме диссертации опубликовано 12 работ, в том числе три в изданиях перечня ВАК

Структура и объем работы. Диссертация состоит ш введения, пяти глав, заключения, библиографического списка (142 наименования) и приложений (46 страниц), включает 232 страницы машинописною текста, 93 рисунка и 19 таблиц

2. ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, ее практическая значимость, сформулированы основные положения, выносимые на защиту

В первой главе проведен анализ работ, посвященных исследованию технологических возможностей ППД и алмазною выглаживания по обеспечению заданных параметров качества поверхностного слоя

Значительный вклад в развитие этого направления внесли труды А П Бабичева, Я И Бараца, В Ф Безъязычного, В Ю Блюменштейна, В М Браславского, М С Дрозда, М М Жасимова, А В Киричска, Е Г Коновалова, Б Н Кравченко, И В Кудрявцева, И И Мамаева, А И Маркова, Л И Маркуса, Л Г Одинцова, Д Д Пашпева, А И Резникова, О А Розен-берга, Э В Рыжова, В М Смелянского, А. Г Суслова, М А Тамаркина, В М Торбило, Л А Хворостухина, П А Чеша, П С Чисгосердова, Ю Г Шнейдера и многих других исследователей

Показано, что алмазное выглаживание при интенсивных режимах обработки характеризуется повышенной силовой напряженностью вследствие больших удельных нагрузок в контактной зоне и низкой теплостойкости алмазного инструмента, что является причиной ухудшения эксплуатационных свойств обработанных деталей и повышенного износа инструмента Это ограничивает область применения процесса и обусловливает необходимость его совершенствования в направлении снижения силовых параметров обработки

Перспективным направлением совершенствования алмазного выглаживания является рациональное использование энергии УЗ-поля, в том числе модулированного

Применение модулированных УЖ позволяет интенсифицировать процесс размножения винтовых сегментов дислокаций методом двойного поперечного скольжения, в результате которого в соседних параллельных плоскостях образуются новые источники дислокаций' (источники Франка-Рида) С увеличением амплитуды УЗК растёт площадь областей возможного старта дислокаций, что в свою очередь, увеличивает вероятность образования источников Франка-Рида и способствует увеличению плотности дислокаций Варьирование частотой и амплитудой УЗК в зависимости от микроструктуры обрабатываемого материала открывает возможность определенным образом воздействовать на процесс образования дислокаций и упрочнения в цечом

К благоприятным последствиям наложения МУЗК на процесс пластического деформирования относятся также уменьшение усилий деформирования и затрат на трение, возможность формирования РМР на обрабатываемых поверхностях, усиление проникающего действия СОТС, повышение износостойкости выглаживающего инструмента и его периода стойкости

Показана целесообразность проведения исследований по разработке мероприятий, обеспечивающих повышение технологической эффективности и расширения сферы рационального применения энергии модулированного УЗ-поля на операции алмазного выглаживания, в том числе для формирования РМР без дорогостоящей модернизации металлорежущего оборудования Сформулированы цель и задачи работы, приведенные выше Во второй главе рассмотрен процесс контактного взаимодействия инструмента и заготовки при УЗ-выглаживании Проанализировано влияние параметров УЗ-поля на показатели упрочнения Показано, что основными факторами, влияющими на эффективность УЗ-упрочнения, являются усилие деформирования, амплитуда УЗК и вид модуляции УЗ-поля

В основу предлагаемой математической модели положена теория меха-

ники упрочнения металлов ПИД, разработанная В М Смедянским и связывающая геометрические параметры очага деформации в процессе 1ТПД с напряженно-деформированным состоянием соотношением

D»

3 d0 R-cos2'j

О)

где 1)и - накопленная деформация, %, <1о размер отпечатка, мм, определяемый по формуле И В Кудрявцева, предложенной для расчета глубины внедрения инструмента Н, к мм

8R

(2)

Рис 1 Расчетная схема очага деформации для определения значений накопленной деформации В„

К - радиус инструмента, мм, у -угол, образованный линией АС очага деформирования (рис 1) и радиусом инструмента в точке касания, положение которой определяется коэффициентом трения на дуге контакта АЕ

у = 0,5агссо$ (2кузк ) (3)

Глубину внедрения инструмента А определяли с учетом соотношения упругой и пластической деформации в контакте по зависимостям М Д Тяв-ловского Вклад УЗ-воздействия в уменьшение коэффициента трения учитывали по зависимостям В Ю Веромана - для касательного наложения УЗК

D,.

I

—tg] arceos

AR L

r /

2 kx

\

i 2 Vc

1---arceos —

я ^Jj

1

1.12 P 2 58(l-ti)í /'я(|-ц2)'

(l + |i)ffK

Tv)

2/ /3

(4)

- для радиального наложения УЗК f

DH =—-tg " 4 R S

arceos

0,63/fc.

7 1

Wm'Vcf+1 j

1,12P 2,58(1 -ц) ( í'¡<{\ - p2 )

%

1+ f^Jj

где к\ - коэффициент трения в обычных условиях (без УЗК); К(к2) - полный эллиптический интеграл; Р - усилие деформирования, Н; ц - коэффициент Пуассона; Е - модуль упругости обрабатываемого материала, МПа; НУ ~ твердость обрабатываемого материала; Ус - скорость скольжения на поверхности контакта, м/с; Ут - амплитуда колебаний скорости волновода, м/с.

Для амплитудной модуляции с глубиной <?, %, амплитудой исходных УЗК Ао, м, частотой основных колебаний ш = 2п/, рад/с, где/- частота УЗК, кГц, и модулирующих колебаний О, рад/с: Vт = А0ю( 1 + С ■ «и ii.lt)) . Для частотной модуляции с девиацией частоты (3 :Ут = Д,(о) + £^-л-ш(Г2/)).

Согласно представлениям о механике ППД В.М. Смелянского. высота волны вытесненного металла кв связана с глубиной упрочнения ку соотношением:

■а...... (6)

К

где £ - длина передней внеконтактнои зоны очага деформирования, мм; (. = 2,1 ■ ^[¿д ■

Выразив величину у в зависимости (3) через геометрические параметры очага деформации (углы ф и 1|/)и подставив полученные выражения в (6), получим:

\

_2ДЧ

0,5

-м

М--

1-е -агссояОкуш) ■ч Ж+Б -Ь:- I 2Я

«8 ^ агссо${7кут) 18 Щ+Б' 2Д

(7)

Рис. 2. Расчетные значения величины накопленной деформации Он: 1 - без УЗК; 2-е УЗК; 3, 4, 5 - при амплитудно-частотной модуляции с частотами 12,5; 18; 20 кГц; (

, о — при

амплитудной модуляции с глубиной модуляции 30, 60 и 90%

В зависимостях (4) - (5) и (7) для определения показателей упрочнения в качестве аргументов входит, наряду с параметрами УЗ-воздействия, коэффициент трения при обработке без УЗК. Для увеличения накопленной деформации поверхностного слоя и глубины упрочнения необходимо уменьшать коэффициент трения, например, за счет повышения эффективности действия используемых СОТС, или стремиться к увеличению энергетического воздействия УЗК на обрабатываемую поверхность, например, за счет модуляции УЗ-сигнала. При этом наибольшее упрочнение обеспечивается при повышении энергетического воздействия УЗК за счет амплитудной модуляции по сравнению с амплитудно-частотной и обработкой без УЗК (рис. 2). Установлено, что среди параметров МУЗК основными факторами, влияющими на эффективность упрочнения, являются амплитуда, глубина амплитудной модуляции УЗК и усилие деформирования.

В случае касательных колебаний резервом повышения эффективности упрочнения является уменьшение скорости скольжения по поверхности контакта Ус (см. зависимость (4)). Достичь указанного уменьшения, при условии сохранения неизменной производительности обработки, можно за счет наложения УЗК в касательно-осевом направлении по отношению к обрабатываемой заготовке; при этом снижение скорости Ус обусловлено углом наложения УЗК а в плоскости ХОТ (рис. 3). Такая схема наложения УЗК способствует уменьшению трения в процессе обработки за счет превращения на некотором промежутке времени обеих активных составляющих силы трения в реактивные, что обусловлено периодическим изменением направления вектора скорости приложенных УЗК.

Рис. 3. Схема сил в зоне обработки при наложении УЗК в касательно-осевом направлении: Рузх - проекция вектора скорости приложенных УЗК на ось ОХ; Уузг -проекция вектора скорости приложенных УЗК на ось ОТ; Р,, Рг - составляющие силы выглаживания, -составляющая сипы трения по оси ОХ; а - утол между направлением вектора скорости приложенных УЗК и осью ОТ

Наряду с упрочнением, важной задачей, направленной на повышение эксплуатационных свойств детали и решаемой в процессе обработки алмазным выглаживанием, является обеспечение на обрабатываемой поверхности требуемого микрорельефа заданной геометрии.

Использование модулированных УЗК позволяет достичь формирования РМР широкого диапазона параметров, не усложняя кинематику процесса (рис. 4).

Необходимым условием достижения РМР является регламентация элементов режимов обработки и параметров МУЗК в зависимости от вида требуемого микрорельефа, обусловленного назначением детали.

а

б

Рис. 4. Схема получения РМР в виде сетки лунок при алмазном выглаживании наложением радиальных МУЗК: а - схема процесса выглаживания; б -схема движения инструмента, 1 - инструмент: 2 -заготовка

Для формирования на поверхности обрабатываемой заготовки плотной сетки выдавливаемых непересекающихся лунок (рис. 5) с заданным осевым и круговым (радиальным) шагами 5„ и & и углом направления микронеровностей 0, для исключения повторной обработки уже упрочненных участков в поверхностном слое, необходимо величину продольной подачи выбирать из соотношения:

Д., 0' 6

5 =

пс/

(8)

где й - диаметр обрабатываемой заготовки, мм; (3' — угол подъема винтовой линии выдавливаемых канавок, град.:

Р' = агссох

/ „ \ дк

+ е. (9)

Рис. 5, Схема микрорельефа в виде сетки лунок: ¿V- круговой шаг выдавливаемых канавок, осевой шаг выдавливаемых канавок, 6 - угол направления микронеровностей, р' - угол подъема винтовой

линии выдавливаемых канавок

Частота МУЗК О выбирается из соотношения.

_ кт1

(Ю.)

где п - частота вращения заготовки, об/мин.

Минимальная амплитуда УЗК для обеспечения заданного упрочнения выступов определяется из условия равенства рабочему натягу при выглаживании. Максимальная амплитуда колебаний с учетом глубины модуляции:

А„

.{и-ив)-

\+с 1-е?

-1

Радиальный шаг микронеровностей:

¿0 =

2 л Я-с-а., ■Ь

тах О

Щ}(1г-Ив)

1 -а

к+1

(П)

(12)

где с - коэффициент с теснения; о ,. - предел текучести обрабатываемого материала, МПа; Ь, V коэффициенты, описывающие опорную кривую профиля микронеровностей до уровня средней линии, р| коэффициент, учитывающий упругую осадку микровыступов; Ктахо - максимальная высота профиля микронеровностей, мкм.

Глубина образующихся лунок определяется по формуле:

т

ль-ю.

(13)

Круговой шаг микронеровностей равен величине относительного перемещения индентора и заготовки в направлении ее вращения за период модулированного колебания:

SK - ■

2кR n

1000/ frac

a

2 R f,

где frac - целая часть выражения

12 (14)

П

Ж/

Для формирования на поверхности сетки непересекающихся канавок искривленного синусоидального профиля или, в частном случае, бинтовых канавок (рис 6) с учетом кинематики движения инструмента, подача определяется из условия

5 =

\

sin а

1

(15)

Рис 6 Схема РМР в виде сетки синусоидальных винтовых канавок & - осевой шаг выдавливаемых канавок, мм, Ь - шаг синусоидальных канавок, м, а -угол искривления канавки микрорельефа, град, Р' - угол подъема винтовой линии выдавливаемых канавок, град, 1Р ~ ширина кйЛЬЦШЙ ШШЩ Ш

■—1

кп 2яУ)

где А - амплитуда УЗК? мкм, Ь - шаг синусоидальных канавок, м, а - угол искривления канавки РМР, град, V— окружная скорость заготовки, м/мин

Расчет элементов режима выглаживания по зависимостям (8) - (11) и (15) при радиальном и касательно-осевом наложении УЗК показывает, что условием формирования на обрабатываемой поверхности РМР является интенсификация технологических режимов выглаживания, и, прежде всего, увеличение амплитуды УЗК и глубины модуляции при радиальном, и скорости продольной подачи - при касательно-осевом наложении УЗК

В третьей главе изложена методика экспериментальных исследований влияния параметров УЗ-выглаживания на эффективность обработки В качестве основных материалов образцов для исследований выбраны быстроре-

жущая сталь Р18, высокопрочная сталь 30ХГСА-ВД, коррозионно-стойкие стали 12Х18Н10Т, 95X18, титановый сплав ВТЗ-1, существенно различающиеся по своим свойствам и широко применяемые для изготовления ответственных деталей машин Обработка заготовок из титановых сплавов алмазным выглаживанием в настоящее время вызывает наибольшие затруднения из-за склонности алмаза к адгезионному взаимодействию с титаном В качестве базы для сравнения использовали образцы из стали 40Х

Экспериментальные исследования проводили на токарно-винторезном станке модели УТ-16П, оснащенном устройствами для алмазного УЗ-выглаживания с радиальным и касательно-осевым наложением УЗК При исследовании сравнительной эффективности амплитудной и амплитудно-частотной модуляции радиальных УЗК окружной скоростью заготовок из стали 95X18 варьировали от 25 до 31 м/мин, из стали Р18 - от 37 до 46 м/мин, из стали 40Х - от 32 до 40 м/мин Усилием деформирования Р варьировали от 100 до

200 Н, величиной продольной подачи - от 0,036 мм/об до 0,064 мм/об, радиусом выглаживателя от 1,5 мм до 3 мм.

Экспериментальные исследования проводили в несколько этапов. На первом этапе многофакторным планом оценивали влияние УЗ-воздействия на эффективность упрочнения при алмазном выглаживании с целью проверки адекватности разработанной математической модели. Адекватность проверяли путём перевода расчетных значений накопленной деформации Он в значение микротвердости поверхности Я;««. Выявленные в результате аналитических исследований взаимосвязи объясняют более 85 % всей дисперсии экспериментальных данных, относительная погрешность определения не превышает 15 %.

Исследование влияния СОТС и способа их подачи на эффективность алмазног о УЗ-выглаживания выполняли на втором этане. Третий этап экспериментов был посвящен исследованию влияния вида модуляции УЗ-сигнала (амплитудная или амплитудно-частотная) и ее параметров при варьировании элементами режима обработки на эффективность алмазного выглаживания с радиальной схемой наложения УЗК. На этОхМ же этапе оценивали возможность модуля мни по формированию на обрабатываемых поверхностях РМР в виде лунок.

В ЧбДе заключительного (четвертого) этапа экспериментов выявляли наиболее рациональные параметры наложения касательно-осевых УЗК и оценивали их влияние на эффективность УЗ-выглаживапия, а также возможности способа по формированию РМР в виде винтовых канавок.

В четвертой главе поэтапно представлены результаты экспериментальных исследований и их анализ.

В целом полученные результаты подтверждают основные выводы, сделанные в результате аналитических исследований Как и ожидалось, наложение на инструмент- УЗК способствует увеличению микротвердости поверхности обработанных заготовок на 15 ... 20% (рис. 7, 8, кривая 1).

4500 | МПа \ 4000

Н100

3500

3000

. 1 1" 3 [

- т

4500 А МПа 4000 Н юо 3500

0,01 0,07

0,13 1г—>

0,2'

3000

г- > 4 3

1 \ , т ~ 1

N 1

0.01 0,07 0,13

0,24

Рис. 7. Результаты экспериментального исследования распределения микротвердости //(оо но глубине поверхностного слоя И обработанной заготовки из стали 95X18: Р = 30 Н, К,- 0,0:36 мм/об, V = 40 м/мнн, Я =1,5 мм, /1 = 8 мкм; 1, 2, 3, 4 - 0 = 0, 30, 60, 90%

Рис. 8. Результаты экспериментального исследования распределения микро-гвердости Я/оо по глубине поверхностного слоя И обработанной заготовки из стали 95X18: А = 14 мкм, остальные условия - см. рис. 7; 1, 2, 3. 4 -0 = 0, 30, 60, 90 %

При обработке с амплитудой УЗК 8 мкм и глубиной модуляции 30 % отмечено увеличение микротвердости поверхности по сравнению с обработкой без модуляции при сравнительно одинаковой глубине наклепа 0,18 ... 0,2 мм (см. рис. 7 , кривая 2). Выглаживание с амплитудой УЗК 14 мкм и глубиной модуляции 30 % сопровождалось увеличением микротвердости поверхности по сравнению с обработкой без применения модуляции (см, рис. 8, кривая 2). При г лубине модуляции 60 % (см. рис. 8, кривая 3), наблюдалось уменьшение микротвердости поверхности, вызванное исчерпанием ресурса пластичности. При этом глубина наклепа увеличилась до 0,22 ... 0,24 мм.

С увеличением усилия деформирования микротвердость поверхности обработанной заготовки также увеличивается. С ростом амплитуды УЗК увеличивается глубина упрочнения. Наряду с этим, увеличение амплитуды УЗК до 14 мкм привело к уменьшению микротвердости поверхностного слоя, что вызвано разупрочнением поверхностного слоя вследствие избыточной пластической деформации и соот ветствует исчерпанию ресурса пластичности.

С увеличением амплитуды УЗК наблюдалось увеличение касательной составляющей силы выглаживания (см. рис. 9, а, в).

I

Л

н

Рг 2,5 2 1,5 1

8 % А —> а

1 ¡2 3

- — 4

______

14

т

Рг

И

2,5 2 1 5

Г Т2~Г~ 1 \ \ А

3 П>Д

-о/

4

§ мкм

А->

в

14

н

т

Рг 2,5

Г........,,8............

■>л

1 —г |Г" ч-5

-—у к—— . о ?

'"■ ..... 1

О 30 % О->

90

Рис. 9. Влияние амплитуды УЗК А (а, в) и глубины модуляции О (б, г) на касательную составляющую силы выглаживания Рг при УЗ-выглаживании заготовок из сталей 95X18 (а, б), 40Х (в. г): .V =0,036 мм/об, У= 40 м/мин, 11 = 1,5 мм; г, 2, 3, 4 - О = 0; 30; 60; 90 %; 5, 6, 7, 8 - А = 5; 8; 11; 14 мкм

Это связано с тем, что с увеличением амплитуды УЗК одновременно увеличивается глубина рабочего натяга и, следовательно, нагрузка на инструмент. Применение модулированных по амплитуде УЗК способствует уменьшению вели чины рабочего натяга, причем чем больше глубина модуляции, тем меньше рабочий натяг, что приводит к снижению составляющих силы обработки и является причиной уменьшения касательной составляющей Рг (рис. 9). Эта закономерность наблюдалась при обработке заготовок из всех материалов (см рис. У б, г). Наибольшее снижение составляющей силы выглаживания Рг ( 40 ... 50 % ) со ответствует глубине модуляции 90 % и отмечено при обработке с амплитудой 14 мкм. При выглаживании с меньшими амплитудами степень уменьшения силы Рг меньше, порядка 16 .20%. При использовании модуляции УЗК малой амплитуды (5 . 8 мкм) эффект снижения Рг незначителен.

Подтверждено, что наибольшее упрочнение по сравнению частотно-модулированными и немодулированными УЗК обеспечивается при амплитудной модуляции (рис. 10).

Экспериментальные исследования касательно-осевого способа наложения УЗК в качестве основного критерия эффективности потребовали экспериментальных замеров составляющих силы обработки. В результате наложения УЗК при углах наклона порядка 60 ° удалось достичь уменьшения сил выглаживания Ру и Рг до 60 % Эго позволило интенсифицировать процесс выглаживания без потери качества обработки и осуществлять упрочнение при тех же значениях усилия деформирования на подачах порядка 0,2 . . 0,7 мм/об, получая РМР на обработанной поверхности по установленным аналитическим зависимостям (рис. 11).

4600 M Па А 4000 3700 3400 3100 2800

H ню

.^J . 1 _ 3 -------

S

-Li »

2 1/1 ----—:

0 0,05 0,1 0,Ь

0,24

h

Рис. 10. Распределение микротвёрдости Н,т обработанной поверхности заготовок из стали PIS по глубине поверхностного слоя h S = 0,036 мм/об, V - 46 об/мин. Р = 200 Н, W — 3 мм; 1 - без УЗК; 2-е УЗК; 3 - с амплитудной модуляцией УЗК, 4-е амплитудно-частотной модуляцией УЗК

в г

Рис. 11. Микрорельеф обработанной поверхности касательно-осе-выми УЗК нз образцах из стали 40Х исходный РМР с увеличением в 30 раз (а, в) и полученный РМР с увеличением в 50 раз (б) и 63 раза (г)

Такая производительная обработка с благоприятными усилиями деформирования получила название «бархатного» выглаживания.

В процессе алмазного выглаживания с радиальным наложением УЗК достигнута регуляризация обрабатываемых поверхностей как в окружном, так и в осевом направлении. На глубину получаемых в процессе такой обработки масляных карманов (рис. 12, 13) в большей мере оказывают влияние величина усилия деформирования, радиус алмазного выглаживателя и глубина модуляции ультразвукового воздействия. Данная технология позволила получить масляные карманы глубиной 30 мкм и радиусом 400 ... 500 мкм.

фж. Aiimm

Щы ■ I ¡Sp

ШЩр

^ » '' ' с

Рис. 12. Микрорельеф обработанной поверхности на заготовках из стали Р18 с увеличением в 30 (а, б) и 63 раза (в, г): S = 0.036 мм/об. V= 37 м/мин; а - без УЗК; б - с УЗК; в - с амплитудной модуляцией УЗК, 1 - с амилтудно-частот-ной модуляцией

Рис. 13. Микрорельеф обработанной поверхности заготовок из стали 95X18 (а, б) и 40Х (в, г) при выг лаживании с амплитудной (а, в) и амплитудно-частотной (б, г) модуляцией УЗК с увеличением в 30 (б), 50 (а) и 63 (в, г) раз (условия см пис Iii

В пятой главе описаны условия опытно-промышленной апробации результатов исследований: технологии алмазного УЗ-выглаживания с образованием РМР на финишной операции изготовления штамповочного инструмента - пуансонов (сталь Р18) 3-й и 4-й вытяжки гильзы пистолетно-спортивного па-îpona «Luger» (калибр 9 мм) на ОАО "Ульяновский патронный завод"; при ремонте шеек валов (сталь 12Х18Н10Т) валопровода теплохода ПР.112 на ЗАО «Криушинская судоремонтная компания»; «бархатного» УЗ-выглаживания на операции окончательной обработки оси сателлитов дифференциала 1111-2303010 редуктора переднего моста электрокара «Гольфкар» (сталь 40Х) на ОАО «Ульяновский механический завод».

Результаты испытаний подтвердили высокую эффективность предложенных разработок, обеспечивающих повышение износостойкости обработанных деталей в условиях действующего производства: в 1,5 2 раза при «бархат-

ном» выглаживании, в 1,4 - 1,7 раз при выглаживании с радиальным наложением амшштудно-модулированных УЗК

Приложения включают результаты многофакторных исследований и регрессионные зависимости для расчета критериев эффективности алмазного УЗ-вьилаживания, метрологическую оценку результатов экспериментальных исследований и акты опытно-промышленных испытаний

3. ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

В диссертационной работе выполнен комплекс теоретико-экспериментальных исследований процесса упрочнения материала заготовок при алмазном УЗ-выглаживании, разработаны новые теоретические положения о процессе накопления деформаций с учетом УЗ-воздействия В результате исследований получены следующие научные выводы и практические результаты

1 На основе механики поверхностного упрочнения разработана математическая модель процесса упрочнения обработанной поверхности при алмазном УЗ-выглаживании, адекватно учитывающая как параметры УЗ-воздействия, в том числе модулированного, так и направление приложенных УЗК, и позволяющая прогнозировать значения микротвердости поверхности после обработки

2 Установлено, что применение модуляции УЗ-поля позволяет увеличить значения накопленной деформации поверхностного слоя, причем применение амплитудной модуляции обеспечивает большую эффективность этого процесса по сравнению с частотной В результате применения модулированных по амплитуде УЗК наблюдается увеличение глубины наклепа до 20 % и величины сжимающих остаточных напряжений до 18 % в поверхностном слое обработанных заготовок

3 Экспериментальным нугем подтверждено, что использование энергии касателъно-осевых УЗ-колебаний позволяет уменьшить касательную составляющую силы выглаживания до 60 %, увеличить величину сжимающих остаточных напряжений на 20 % Данный вид обработки при определенных углах наложения отличается небольшими величинами статических нагрузок, и получил название «бархатного» выглаживания

4 На основе анализа критериев эффективности процесса алмазного УЗ-выглаживания установлены рациональные области применения традиционного выглаживания с радиальным наложением УЗК и «бархатного» выглаживания

5 Определены условия формирования РМР в виде лунок (при радиальном наложении УЗК) и винтовых и синусоидальных канавок (при «бархатном» выглаживании) на обрабатываемых поверхностях в зависимости от параметров модуляции УЗК и схемы их наложения

7 Опытно-промышленными испытаниями результатов исследований установлено, что износостойкость поверхностей обработанных деталей повысилась в среднем в 1,5 раза Общий ожидаемый экономический эффект от внедрения разработок по трем предприятиям составил свыше 462 тыс руб в год

Основное содержание диссертации опубликовано в трех изданиях, включенных в перечень ВАК РФ:

1 Киселев, Е С Эффективность применения газообразных СОТС в процессе ультразвукового алмазного выглаживания /ЕС Киселев, 3 В Степ-чева // Технология машиностроения - 2007 - № 5 -С 21-24

2 Киселев, Е С Эффективность касательно-осевых наложений ультразвуковых колебаний в процессе алмазного выглаживания стальных заготовок /ЕС Киселев, 3. В Степчева // Упрочняющие технологии и покрытия -2007 -№7 -С 34-38

3 Киселев, Е.С Использование ультразвука при обработке заготовок шлифованием и алмазным выглаживанием /ЕС Киселев, В Н Ковальяо-гов, 3 В Степчева // Упрочняющие технологии и покрытия - 2007 - № 8 -С 49-53

Публикации в других изданиях:

4 Киселев, Е. С Исследование эффективности амплитудной модуляции ультразвукового сигнала при алмазном выглаживании /ЕС Киселев, 3 В Степчева, А В Матгас // Машиностроение и техносфера XXI века сборник трудов XIII международной няучнр-т^н, вднф. - Донепк, ДНТУ, -

2006 -Т2 -С 89-99

5 Киселев, Е. С Эффективность применения модуляции ультразвуковых колебаний при алмазном выглаживании заготовок /ЕС Киселев, 3 В Степчева // Вестник Ульян госуд техн унив - 2007 - Выл 1 - С 36 - 39

6 Киселев, Е С Перспективы применения ионно-электронных технологий подачи СОТС в процессе ультразвукового алмазного выглаживания / Е С Киселев, 3 В Степчева // Экология и безопасность жизнедеятельности цромышленно-транспортных систем «ЕЬР1Т-2007» сборник трудов 3-й международной научно-техн конф - Тольятти ТГУ, 2007 -Т 5 -С 40-44

7 Киселев, Е. С Формирование регулярного микрорельефа при алмазном выглаживании модулированными ультразвуковыми колебаниями /ЕС Киселев, 3 В Степчева // Вестник двигателестроения - Запорожье Мотор Сич,2007 -№2-С 120-125

8 Киселев, Е. С Формирование регулярного микрорельефа ультразвуковым алмазным выглаживанием с предварительной релаксацией остаточных напряжений /ЕС Киселев, 3 В Степчева, П А Половников // Прогрессивные технологии и системы машиностроения международный сборник научных трудов - Донецк ДонНТУ.-2007 -Вып 34 -С 103 -109

9 Степчева, 3. В Расчет глубины упрочнения поверхностного слоя при ультразвуковом алмазном выглаживании // Авиакосмические технологии «АКТ-2007» труды VIII Всероссийской с международным участием научно-техн конф и школы молодых ученых, аспирантов и студентов - Воронеж ГОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет»,

2007 -С 38-42

10 Ковальногов, В Н Снижете силовой напряженности алмазного выглаживания за счет совмещения с обработкой резанием / В Н Ковальногов, Д Н. Малышев, 3 В Степчева // Материаловедение и технология конструк-

ционных материалов - важнейшие составляющие компетенции современного инженера Проблемы качества технологической подготовки сборник статей Всероссийского совещания заведующих кафедрами материаловедения и конструкционных материалов. - Волжский ВИСТех (филиал) ВолгГАСУ, 2007 -С 224-227

11 Киселев, ECK вопросу расчета накопленной деформации при ультразвуковом алмазном выглаживании /ЕС Киселев, 3 В Степчева // Там же (см п 10) - С 220-224

12 Степчева, 3. В Моделирование контактного взаимодействия в процессе ультразвукового алмазного выглаживания // Там же (см п. 10). - С 322 -325

Автореферат СТЕПЧЕВА 3. В.

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ АЛМАЗНОГО ВЫГЛАЖИВАНИЯ НА ОСНОВЕ РАЦИОНАЛЬНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ МОДУЛИРОВАННОГО УЛЬТРАЗВУКОВОГО ПОЛЯ

Подписано в печать 1010 2007 Формаг 60x84/16 Бумага писчая Уел печл 1,16 Тираж 100 экз Заказ 1310 Типография УлГТУ 432027, Ульяновск, ул Сев Венец, 32

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ

ОБОЗНАЧЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ. И

ГЛАВА 1. ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ОТДЕЛОЧНО-УПРОЧНЯЮЩЕЙ ОБРАБОТКИ МЕТОДОМ АЛМАЗНОГО ВЫГЛАЖИВАНИЯ. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ. j

1.1. Анализ существующих схем и способов алмазного выглаживания.

1.2. Особенности формирования поверхностного слоя при ультразвуковом алмазном выглаживании.

1.3. Особенности формирования регулярного микрорельефа (РМР) в процессе отделочно-упрочняющей обработки

1.4. Перспективные пути технологического воздействия на формирование качества поверхностного слоя заготовок при алмазном выглаживании рациональным использованием энергии ультразвуковых колебаний.

1.4.1. Повышение эффективности упрочнения за счет воздействия модулированными УЗК.

1.4.2. Повышение эффективности алмазного выглаживания за счет формирования РМР модулированными УЗК.

1.4.3. Уменьшение трения в контактной зоне за счет рациональных схем наложения УЗК.

1.4.4. Повышение эффективности применяемых СОТС.

1.5. Выводы. Цель и задачи исследований

ГЛАВА 2. АНАЛИТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ УЛЬТРАЗВУКОВОГО АЛМАЗНОГО ВЫГЛАЖИВАНИЯ.

2.1. Математическое моделирование и исследование процесса упрочнения поверхностного слоя заготовок при ультразвуковом алмазном выглаживании.

2.1.1. Исследование возможностей обеспечения прерывистого контактного взаимодействия в процессе ультразвукового алмазного выглаживания.

2.1.2. Исследование возможности повышения эффективности алмазного выглаживания путем рационального способа наложения УЗК.

2.2. Исследование процесса формирования регулярных микрорельефов модулированными ультразвуковыми колебаниями (МУЗК) при алмазном выглаживании.

2.2.1. Исследование возможности формирования регулярного микрорельефа при алмазном выглаживании наложением радиальных МУЗК.

2.2.2. Исследование возможности формирования регулярного микрорельефа при алмазном выглаживании наложением касательно-осевых

2.3. Выводы.

ГЛАВА 3. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ УЛЬТРАЗВУКОВОГО АЛМАЗНОГО ВЫГЛАЖИВАНИЯ.

3.1. Оборудование и образцы для исследовании.

3.2. Режимы обработки. Контролируемые параметры, методы и средства их измерения.

3.3. Состав опытов. Планирование эксперимента.

ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ УЛЬТРАЗВУКОВОГО АЛМАЗНОГО ВЫГЛАЖИВАНИЯ И ИХ ВЛИЯНИЯ НА ФОРМИРОВАНИЕ КАЧЕСТВА ОБРАБАТЫВАЕМЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ.

4.1. Проверка адекватности математической модели.

4.2. Исследование влияния СОТС и способа их подачи на эффективность ультразвукового алмазного выглаживания.

4.3. Исследование влияния технологических параметров алмазного выглаживания с радиальной схемой наложения

УЗК на эффективность обработки.

4.3.1. Исследование влияния усилия деформирования на эффективность ультразвукового алмазного выглаживания.

4.3.2. Исследование влияния амплитудной модуляции на эффективность алмазного выглаживания.

4.3.3. Исследование влияния параметров амплитудно-частотной модуляции на эффективность алмазного выглаживания.

4.3.4. Исследование влияния параметров ультразвукового поля на эффективность формирования упорядоченного микрорельефа.

4.4. Исследование влияния технологических параметров алмазного выглаживания с касательно-осевой схемой наложения УЗК на эффективность обработки.

4.4.1. Исследование влияния параметров ультразвукового поля на эффективность формирования упорядоченного микрорельефа.

4.5. Выводы.

ГЛАВА 5. ОПЫТНО-ПРОМЫШЛЕННАЯ АПРОБАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ.

5.1. Патронное производство.

5.2. Судостроение и ремонт деталей судовых узлов.

5.3. Производство автокомпонентов.

5.4. Выводы.

Одной из проблем современного машиностроения является повышение надежности ответственных деталей машин, которая в значительной мере определяется их эксплуатационными свойствами и качеством поверхностного слоя.

В связи с повышением требований к качеству таких деталей все более широкие перспективы применения на завершающей стадии технологического процесса изготовления приобретает операция алмазного выглаживания.

Этот способ обработки обеспечивает благоприятное с позиции эксплуатационных свойств сочетание параметров шероховатости, микрорельефа поверхностного слоя, микротвердости, величины и характера распределения технологических остаточных напряжений при изготовлении широкого круга ответственных деталей, таких как штоки, валы, оси и др., выполняемых, как правило, из высокопрочных сталей, и работающих в условиях высоких скоростей, повышенного износа и циклических нагрузок.

Однако необходимость создания значительных контактных усилий для достижения деформационного упрочнения ограничивает применение алмазного выглаживания для изготовления нежестких и прецизионных деталей. Поэтому важным критерием эффективности алмазного выглаживания является минимизация усилия, прикладываемого к инструменту, для обеспечения требуемого упрочнения поверхностного слоя.

Достичь эффективного упрочнения при уменьшении силового воздействия позволяет использование при алмазном выглаживании энергии ультразвуковых колебаний (УЗК), оказывающих существенное влияние на характер контактного взаимодействия инструмента и заготовки. Введение энергии ультразвукового (УЗ) поля в зону обработки, и особенно, модулированного УЗ-поля, способствует доминированию деформационного упрочнения и, одновременно, снижению явления разупрочнения в процессе алмазного выглаживания. При использовании рациональных схем УЗ-воздействия на инструмент обеспечивается существенное уменьшение трения и увеличение пластичности в очаге деформирования, в том числе за счет повышения эффективности используемых смазочно-охлаждающих технологических средств (СОТС).

Известные работы по изучению технологических возможностей использования ультразвука при алмазном выглаживании ведутся по двум направлениям: исследование механизма упрочнения (возможности повышения глубины и степени упрочнения) при УЗ-воздействии, и исследование процесса формирования регулярного микрорельефа (РМР) на обрабатываемой поверхности. При этом в первом случае не используется потенциал УЗК по формированию РМР, а во втором случае деформирование осуществляется на мягких силовых режимах, и не используется потенциал УЗК по упрочнению.

В качестве гипотезы, позволяющей разработать комплексную технологию упрочнения с одновременным формированием РМР, в настоящей работе выдвинута идея о том, что применение модуляции УЗК, повышающей энергетическое воздействие ультразвука на поверхностный слой обрабатываемой заготовки, способствует увеличению глубины и степени упрочнения поверхностного слоя и позволяет формировать РМР, а управление параметрами модуляции позволит регламентировать технологический процесс обработки и получить заданные параметры поверхностного слоя.

Перечисленные вопросы, на наш взгляд, недостаточно исследованы. Практически не существует рекомендаций как по рациональному применению модулированных ультразвуковых колебаний (МУЗК) при алмазном выглаживании, так и по расчету режимов такой обработки для формирования заданной величины упрочнения, не использован потенциал МУЗК по созданию регулярных микрорельефов обработанных поверхностей.

Решение данной задачи возможно на основе выявленных физических закономерностей процесса упрочнения поверхностного слоя в условиях ультразвукового контактного взаимодействия с позиции современной механики упрочнения деталей методами поверхностно-пластического деформирования (ППД), основанной на учете накопленных значений деформации поверхностного слоя, определяющих, в свою очередь, его упрочнение, степень исчерпания ресурса пластичности и технологические остаточные напряжения. Такой подход обусловливает удобство дальнейшего использования результатов настоящих исследований - при решении задач оценки состояния поверхностного слоя на стадии эксплуатационного нагружения.

Учитывая возрастающие тенденции в использовании прецизионных ответственных деталей в современной технике и необходимость обеспечения их надежности в процессе эксплуатации на высокоскоростных режимах и при динамических нагрузках, данная работа, направленная на повышение технологической эффективности операции УЗ-выглаживания путем использования энергии УЗ-поля, отвечает запросам производства, что и обусловливает ее актуальность.

Целью настоящей работы является разработка высокоэффективной технологии алмазного выглаживания заготовок на основе рационального использования энергии модулированного УЗ-поля для повышения производительности обработки и качества изготовляемых деталей.

Для достижения поставленной цели в рамках настоящей работы необходимо решить следующие задачи:

1. Провести анализ физических закономерностей формирования поверхностного слоя заготовок при УЗ-воздействии алмазным выглаживающим инструментом и определить пути повышения производительности обработки и качества деталей.

2. Разработать математическую модель процесса упрочнения поверхностного слоя при алмазном УЗ-выглаживании, на основе которой оценить влияние параметров и схем наложения УЗ-колебаний выглаживающего инструмента на показатели качества упрочнения деталей.

3. Выполнить проверку адекватности математической модели процесса упрочнения поверхностного слоя.

4. Выявить возможности использования энергии УЗ-поля для формирования регулярных микрорельефов на обработанных поверхностях деталей в процессе алмазного выглаживания. Определить условия формирования РМР в виде сетки чередующихся лунок, синусоидальных и кольцевых канавок на поверхностях обрабатываемых заготовок.

5. Выполнить опытно-промышленную апробацию новых упрочняющих технологий в производственных условиях.

6. Оценить экономическую эффективность внедрения новых технологий алмазного УЗ-выглаживания.

На защиту выносятся:

1. Математическая модель процесса упрочнения поверхностного слоя, устанавливающая взаимосвязь между параметрами УЗ-воздействия, схемами его наложения, элементами режима выглаживания и показателями качества упрочнения деталей."

2. Результаты аналитических исследований возможностей повышения эффективности алмазного УЗ-выглаживания заготовок.

3. Результаты экспериментальных исследований влияния технологических факторов алмазного УЗ-выглаживания, и, в частности, параметров модуляции УЗ-поля, воздействия СОТС и способов их подачи, схемы наложения УЗК на эффективность обработки.

4. Результаты аналитических и экспериментальных исследований возможностей формирования регулярных микрорельефов на обрабатываемых поверхностях при алмазном УЗ-выглаживании с различными схемами наложения УЗК, и, в частности, условия формирования регулярного микрорельефа в виде сетки лунок радиальными модулированными УЗК и кольцевых канавок касательно-осевыми УЗК; аналитические зависимости параметров получаемых микрорельефов от элементов режима обработки и параметров УЗ-поля.

5. Результаты опытно-промышленной апробации результатов исследований в действующем производстве трех промышленных предприятий и их технико-экономическую эффективность.

Автор выражает сердечную благодарность коллективу кафедры «Технология машиностроения» Ульяновского государственного технического университета за помощь при выполнении данной работы, коллективам предприятий ОАО «Ульяновский патронный завод», ЗАО «Криушинская судостроительная компания» и ОАО «Ульяновский механический завод» за содействие, оказанное при проведении опытно-промышленных испытаний результатов исследований в условиях действующего производства.

5.4. Выводы

Результаты опытно-промышленных испытаний (приложения 5-7) технологических операций УЗ-выглаживания с рациональным наложением УЗК и использованием методик расчета их параметров для обеспечения заданных критериев качества обработанных поверхностей, а также проведенные на основе этих результатов расчеты экономической эффективности, позволяют сделать следующие выводы:

1) Износостойкость деталей различных отраслей промышленности, обработанных по предложенным технологиям, повысилась в среднем в 1,5 раза (инструментальное производство пуансонов для изготовления патронов - 1,3 . 1,5 раза, ремонт валопроводов в судостроении - 1,4 . 1,7 раз, производство автокомпонентов - 1,5.2 раза).

2) Способ алмазного выглаживания с наложением амплитудно-модулированных УЗК с формированием регулярного микрорельефа в виде лунок показал свою эффективность и применимость для изготовления инструмента, используемого на операциях высокоскоростного деформирования (штамповка, глубокая вытяжка и т.п.).

3) Способ алмазного выглаживания с наложением амплитудно-модулированных УЗК с целью обеспечения заданного упрочнения показал свою эффективность и применимость в судостроении при ремонте валопроводов теплоходов.

4) Способ «бархатного» алмазного выглаживания показал свою эффективность и применимость для изготовления нежестких деталей машин, работающих в условиях трения (оси сателлитов дифференциалов и т.п.).

5) Основным источником экономической эффективности является повышение качества обработки поверхностей и улучшение эксплуатационных характеристик обработанных деталей, полученное за счет регламентации технологических режимов обработки.

6) Общий ожидаемый экономический эффект от внедрения разработок, полученных в результате выполнения диссертационной работы составил 462,22 тыс. руб. в год по трем предприятиям (ОАО «Ульяновский патронный завод» - 101,22 тыс. руб., ОАО «Криушин-ская судостроительная компания» - 305 тыс. руб., ОАО «Ульяновский механический завод» - 56 тыс. руб.)

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе выполнен комплекс теоретико-экспериментальных исследований процесса контактного взаимодействия объектов при алмазном УЗ-выглаживании, разработаны новые теоретические положения о процессе накопления деформаций с учетом УЗ-воздействия. В результате исследований и опытно-промышленной апробации получены следующие научные выводы и практические результаты:

1. На основе механики поверхностного упрочнения разработана математическая модель накопления деформации обработанной поверхности при алмазном УЗ-выглаживании, адекватно учитывающая параметры УЗ-воздействия, в т.ч. модулированного, и направление приложенных УЗК. Модель позволяет прогнозировать значения микротвердости поверхности после обработки. Сопоставление результатов расчета с экспериментальными данными по замерам микротвердости отличаются не более чем на 15 %, что свидетельствует о достоверности результатов расчета и подтверждает адекватность разработанных математических моделей реальному процессу.

2. На основе исследования разработанной математической модели установлено, что применение модуляции УЗ-сигнала способствует увеличению накопленной деформации поверхностного слоя, использование амплитудной модуляции УЗ-волновода при АВ более эффективно, чем частотной. Экспериментально доказано, что в результате применения модулированных по амплитуде УЗК наблюдается увеличение микротвердости в поверхностном слое (до 25 %) и величины сжимающих остаточных напряжений (до 18 %). Сформулированы рекомендации по выбору вида и параметров модуляции для заготовок из материалов различных групп обрабатываемости.

3. Установлено, что варьирование способом подачи СОТС в процессе обработки оказывает влияние на процесс протекания пластической деформации. Активация индустриального масла И20-А, нанесенного на поверхность заготовки перед обработкой, потоком ионизированного воздуха снижает силовую напряженность процесса и улучшает качество обработки в среднем на 12 %.

4. На основе аналитического исследования различных способов наложения УЗК на алмазный выглаживатель, обоснована эффективность использования касательно-осевой схемы расположения УЗ-волновода относительно заготовки. Данный вид обработки отличается небольшими величинами статических нагрузок, и получил название «бархатного» выглаживания.

5. Разработано устройство для наложения касательно-осевых УЗК с применением амплитудно- и частотно-модулированных колебаний. Экспериментальным путем подтверждено, что использование энергии касательно-осевых колебаний позволяет уменьшить до 60 % касательную составляющую силы выглаживания, увеличить величину осевых остаточных напряжений. Все это создает предпосылки для интенсификации элементов режима обработки.

6. На основе анализа критериев эффективности процесса алмазного УЗ-выглаживания установлены рациональные области применения традиционного выглаживания с радиальным наложением УЗК и «бархатного» выглаживания.

7. Определены аналитические условия формирования РМР в виде лунок (при радиальном наложении УЗК) и кольцевых и синусоидальных канавок (при «бархатном» выглаживании) на обрабатываемых поверхностях в зависимости от параметров модуляции УЗК и схемы их наложения при АВ. Предложены и экспериментально проверены четыре новых способа поверхностного пластического деформирования с образованием регулярных микрорельефов. Полученные после обработки фотографии микрорельефа обработанных поверхностей свидетельствуют о возможности образования упорядоченного микрорельефа с заданными параметрами качества при условии интенсификации режимов обработки.

8. Проведены опытно-промышленные испытания разработанных в результате исследований комплексных технологий алмазного выглаживания с одновременным формированием РМР: алмазного УЗ-выглаживания с амплитудной модуляцией с образованием РМР на ОАО «Ульяновский патронный завод» на завершающей операции изготовления штамповочного инструмента - пуансонов 3-й и 4-й вытяжки гильзы пистолетно-спортивного патрона «Luger» калибра 9 мм; УЗ-выглаживания с использованием разработанного аналитического аппарата определения режимов модуляции ультразвукового сигнала для обеспечения заданного упрочнения на ЗАО «Криушин-ская судоремонтная компания» при ремонте валопроводов теплоходов класса ПР. 112; «бархатного» УЗ-выглаживания на операции окончательной обработки оси сателлитов дифференциала редуктора переднего моста 1111-2303010 электрокара «Гольфкар» в условиях основного производства ОАО «УМЗ», а также при ремонте шеек валов валопровода теплохода ПР. 112 на ЗАО «Криушинская судоремонтная компания».

Испытаниями установлено, что износостойкость обработанных поверхностей повысилась в среднем в 1,5 раза. Общий ожидаемый экономический эффект от внедрения разработок по трем предприятиям составил свыше 462 тыс. руб. в год.

1. Албагичиев, А. Ю. Моделирование разрушения при механической обработке, трении и изнашивании / А. Ю. Албагичиев,

2. A. В. Чичинадзе //Упрочняющие технологии и покрытия. -2006.-№4.-С. 23-28.

3. Абразивная и алмазная обработка материалов: справочник / Под редакцией А. Н. Резникова. М.: Машиностроение, 1977. -391 с.

4. А.с. 1215964 А СССР, МПК6 В 24 В 39/00. Способ обработки поверхностным пластическим деформированием / Я. И. Барац,

5. B.М. Варчев, Н.И. Челышева, Р.К. Шапошник, А.Э. Кателян-ский. №3802061/25-27, заявл. 15.10.84; опубл. 07.03.86, Бюл. №9.-2 с.

6. А.с. 1447646 СССР, МПК6 В 24 В 39/00. Способ ультразвуковой обработки деталей с покрытием / К. А. Ющенко, А.Г. Ильенко, О.И. Зубченко, В.Б. Марголин, Е.А. Астахов, Ю.С. Борисов. №4219274/31-27, заявл. 24.02.87; опубл. 30.12.88, Бюл. №48.-4 с.

7. А. с. 1463454 СССР, МПК6 В 24 В 39/00. Способ выглаживания /С. П Радзевич, Г. В. Архипов. №4269458/31-27 заявл. 05.05.87; опубл. 07.03.89, Бюл. №9.-3 с.

8. А.с. 1466912 А СССР, МПК6 В 24 В 39/00. Способ обработки деталей поверхностным пластическим деформированием / В. М. Смелянский, В.Ю. Блюменштейн, А.В. Журавлев, Е.С. Косякина. №4124866/27-31, заявл. 26.09.86; опубл. 23.03.89, Бюл. №11.-3 с.

9. А.с. 1486324 А СССР, МПК6 В 24 В 39/00. Способ отделочно-упрочняющей обработки деталей поверхностным пластическим деформированием / В. В. Зайчиков. №4264583/31-27, заявл. 18.06.87; опубл. 15.06.89, Бюл. № 22. - 3 с.

10. А.с. 1493444 СССР, МПК6 В 24 В 39/00. Способ образования поверхности трения / Ю.Г. Шнейдер, А.В. Родионенко, Я.С. Фельдман, А.П. Бородин. №4284417/31-27, заявл. 15.07.87; опубл. 15.07.89, Бюл. № 26. - 4с.

11. А. с. 1523316, МПК6 В 24 В 39/00. Способ упрочнения деталей поверхностным пластическим деформированием / В. М. Бонда-ренко, В. П. Литвак, В.Т. Куликов, В. Ф. Балакин. -№ 3900501/23-27 ; заявл. 23.05.85 ; опубл. 23.11.89, Бюл. № 43. -4с.: ил.

12. А. с. 1703417 СССР, МПК6 В 24 В 39/00. Способ чистовой обработки деталей / Л. И Карпов, Ю. М. Сас, С.В. Семенов и др. -опубл. 07.01.92, Бюл. № 1. -3 с.

13. А. с. 1731608 СССР, МПК6 В 24 В 39/00. Устройство Проску-рова B.C. для чистовой обработки конических поверхностей /

14. B.C. Проскуров. №4076532/63; заявл. 28.04.86, опубл. 07.05.92, Бюл. №17.-4 с.

15. А.с. 1756125 А СССР, МПК6 В 24 В 39/00. Способ упрочнения поверхности металлических изделий / М. Д. Тявловский, М. Н. Лось. опубл. 23.08.92, Бюл. № 31. - 4 с.

16. А.С. 878534 СССР, МПК3 В24В39/00. Способ алмазного выглаживания / JI. Г. Одинцов, А.А. Козырев, В.В. Корнев, Ю.А. Петров. №2870841/25-08, заявл. 14.01.80; опубл. 07.11.81, Бюл. №41.-2с.

17. Бабенко, М. Г. Совершенствование технологии обеспечения размерной точности прецизионных деталей типа колец подшипников на основе ультразвуковой стабилизации внутренних напряжений: автореферат дис. . канд. техн. наук: 05.03.01. -Саратов, 2001. 16 с.

18. Бабичев, А. П. Отделочно-упрочняющая обработка деталей многоконтактным виброударным инструментом / А. П. Бабичев, П. Д. Мотренко и др. Ростов н/Д: Издательский центр ДГТУ, 2003. - 192 с.

19. Барац, Я. И. Измерение контактных температур при ППД /Я. И. Барац // Вестник машиностроения. 1973. - № 4. - С. 56-58.

20. Барац, Я.И. Тепловые процессы при обработке деталей с образованием регулярного микрорельефа / Я.И. Барац, И.А. Маслякова,

21. C.Я. Торманов // Исследование станков и инструментов для обработки сложных и точных поверхностей. Саратов: СГТУ, 2000. -С. 4-7.

22. Барац, Ф.Я. Исследование качества отделочно-упрочняющей обработки быстрорежущей стали / Ф.Я. Барац, А.В. Кочетков // Прогрессивные направления развития технологии машиностроения: сб. науч. трудов.Саратов: СГТУ, 2005. С. 127-131.

23. Башков, Г. П. Выглаживание восстановленных деталей / Г. П. Башков. М.: Машиностроение, 1979. - 80 с.

24. Безъязычный, В.Ф. Влияние качества поверхностного слоя после механической обработки на эксплуатационные свойства деталей машин / В. Ф. Безъязычный // Инженерия поверхности. Приложение. Справочник. Инженерный журнал. 2001. - №4. -С. 9-16.

25. Беляев, А. С. Влияние алмазного выглаживания титанового сплава ВТ9 на качество поверхности / А. С. Беляев, В. М. Ос-парин // Поверхностное упрочнение деталей машин и инструментов. Куйбышевский политехи, ин-т, 1976. - С. 51-54.

26. Беркович, И. И. Трибология. Физические основы, механика и технические приложения: Учебник для вузов / И. И. Беркович, Д. Г. Громаковский / Под ред. Д. Г. Громаковского. Самар. гос. техн. ун-т. Самара, 2000. - 268 с.

27. Биргер, И.А. Остаточные напряжения. М.: Машгиз, 1963. -232 с.

28. Блюменштейн, В. Ю. Модель накопления деформации на стадии циклического нагружения / В. Ю. Блюменштейн, А. А. Кречетов // Упрочняющие технологии и покрытия. 2005. - № 4-С. 45-49.

29. Булыжёв, Е. М. Планирование экспериментов при исследовании технологических процессов: Учеб. пособие. / Е. М. Булыжёв, JI. В. Худобин, В. И. Демидов. Ульяновск: УлГТУ, 1983. -68 с.

30. Буханов, А. Н. Условие пластичности при воздействии статистических и ультразвуковых нагрузок / А. Н. Буханов, А. Н. Скорняков // Научно-технические ведомости СПбГТУ. 2005. -№2 (40).-С. 122-126.

31. Вероман, В. Ю. Ультразвуковая обработка материалов / В. Ю. Вероман, А.Б. Аренков. — JI.: «Машиностроение», 1971. 167 с.

32. Гилета, В. П. Напряженное состояние упрочненного слоя после алмазной ультразвуковой обработки / В. П. Гилета, Г.А. Исха-кова // Сверхтвердые материалы. 1990. - № 3. - С.52-56.

33. Головань, А. Я. Алмазное точение и выглаживание / А.Я. Голо-вань, Э.Г. Грановский, В.Н. Машков. М.: Машиностроение, 1976.- 112 с.

34. ГОСТ 24773-81. Поверхности с регулярным микрорельефом. Классификация, параметры и характеристики. М.: Машиностроение, 1981. - 55 с.

35. ГОСТ 4543-71. Прокат из легированной конструкционной стали. Технические условия. М.: Издательство стандартов, 1979. -39 с.

36. ГОСТ 5632-72. Стали высоколегированные и сплавы коррози-онностойкие, жаростойкие и жаропрочные. Марки. -М.: Издательство стандартов, 1979. 38 с.

37. Грановский, Г.И. Обработка результатов экспериментальных исследований резания металлов. М.: Машиностроение, 1982.- 112 с.

38. Дель, Г. Д. Определение напряжений в пластической области по распределению твердости. М.: Машиностроение, 1979. -144 с.

39. Дрозд, М. С. Инженерные расчеты упруго-пластической контактной деформации. / М.С. Дрозд, М.М. Матлин, Ю.И. Сидя-кин. М.: Машиностроение, 1986. - 224 с.

40. Ершов, А.А. Экспериментальная оценка методов улучшения свойств титановых сплавов перед алмазным выглаживанием / А.А. Ершов, А.А. Михайлов, А.В. Никифоров // Вестник машиностроения. 1981. -№ 1. - С. 41-43.

41. Жасимова, С.М. Технологические возможности метода отде-лочно-упрочняющей обработки. Электронный ресурс.: -http://www.ostu.ru/conf/tech2001 /zhasimova.html

42. Журавлев, В.Н. Машиностроительные стали: Справочник. -4-е изд., перераб. и доп. / В.Н. Журавлев, О.И. Николаева М.: Машиностроение, 1992.-480 с.

43. Зуев, Л. Б. Энтропия волн локализованной пластической деформации / ЖТФ. 2005. - Т. 31.- № 3. - С. 1 -4.

44. Исхакова, Г. А. Особенности износа выглаживателей из синтетических алмазов при ультразвуковой упрочняющей обработке / Г.А. Исхакова, В.П. Гилета // Сверхтвердые материалы. -1986. № 2. - С.29-32.

45. Исхакова, Г. А. Роль процессов алмазной ультразвуковой упрочняюще-чистовой обработки в формировании качества поверхностного слоя / Г.А. Исхакова, В.П. Гилета // Физика и химия обработки материалов. 1992. - № 4. - С. 112-117.

46. Ишлинский, А. Ю. Математическая теория пластичности / А.Ю. Ишлинский, Д.Д. Ивлев. -М.: ФИЗМАТЛИТ, 2003. -704 с.

47. Карпов, Л. И. Безабразивное полирование / Л.И. Карпов, Ю.Ф. Назаров, В.Х. Постаногов // Вестник машиностроения. 1994. -№ 4. - С.39-42.

48. Киршбаум, В. И. Определение максимальной температуры контактной области при ультразвуковом упрочнение деталей машин и инструментов / В. И. Киршбаум, Н. Д. Папшева -Куйбышев: Изд. Куйбышевского политехнического института, 1975.- 120с.

49. Киселев, Е.С. Интенсификация процессов механической обработки использованием энергии ультразвукового поля / Е.С. Киселев. Ульяновск: УлГТУ, 2003. - 186 с.

50. Киселев, Е.С. Технологическая эффективность устройства для подачи СОТС в виде мелкодисперсной аэрозоли при механической обработке / Е.С. Киселев, А.Н. Унянин // Вестник машиностроения- 1992. №4. - С. 53-54.

51. Кириллов, А. К. Экологически безопасное «сухое» резание при металлообработке/ А. К. Кириллов//Стружка, 2003. №4-С. 26-27.

52. Кохан, Ю. Д. Упрочнение и разупрочнение при пластическом выглаживании поверхности / Ю. Д. Кохан // Технология производства, научная организация труда управления. 1975. -№3.-С. 41-47.

53. Крагельский, И.В. Коэффициенты трения / И. В. Крагельский, И. Э. Виноградова. М.: Машиностроение, 1962. - 220 с.

54. Кудрявцев, И.В. Основы выбора режима упрочняющего поверхностного наклепа ударным способом / И.В. Кудрявцев // Повышение долговечности деталей машин методом поверхностного наклепа. Труды ЦНИИТМАШ, кн. 108. М.: Машиностроение, 1965. - 135 с.

55. Лазаренко, Н.И. Электроискровое легирование металлических поверхностей. -М.: Машиностроение, 1976. С. 18-24.

56. Ландау, Л.Д. Теоретическая физика: Учеб. пособ.: Для вузов. В 10 т. Т. VII. Теория упругости. 5-е изд., стереот. / Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2003. - 264 с.

57. Латышев, В.Н. Повышение эффективности СОЖ. 2-е изд., пе-рераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1985. - 64 с.

58. Латышев, В.Н. Экологически чистые смазочно-охлаждающие технологические средства / В.Н. Латышев, А.Г. Наумов, А.Е. Бу-шуев и др. // Вестник машиностроения. 1999. - № 7. - С. 32-35.

59. Маликов, В.П. Алмазное выглаживание инструментом с плоской рабочей поверхностью / В.П. Маликов // Вестник машиностроения.- 1976. № 8. - С. 76-80.

60. Малыгин, Г.А. Процессы самоорганизации дислокаций и пластичность кристаллов / Г.А. Малыгин // Успехи физических наук. Т. 169 . - № 9. - 1999. - С. 1-10.

61. Мамаев, И.И. Влияние алмазного выглаживания на качество поверхности инструментальных сталей / И.И. Мамаев // Сб. науч. тр. Владимир, политехи, ин-т. - 1971. - Вып. 12 - С. 45-49.

62. Мамаев, И.И. Алмазное выглаживание прерывистых поверхностей / И.И. Мамаев // Вестник машиностроения. 1973. - № 12. -С. 55-56.

63. Марков, А. И. Ультразвуковая обработка материалов. М.: Машиностроение, 1980.-237 с.

64. Марков, А.И. Ультразвуковое резание трудноообрабатываемых материалов / А.И. Марков. М: Машиностроение, 1968. - 365с.

65. Марков, А.И. Применение ультразвука при алмазном выглаживании деталей / А.И. Марков, М.А. Озерова, И.Д. Устинов //Вестник машиностроения. 1973. - № 9. - С. 57-61.

66. Марков, А.И. и др. Поверхностное упрочнение быстрорежущих сталей / А.И. Марков, A.M. Чураев, В.И. Гасилин // Вестник машиностроения. 1976. - № 5. - С. 75-77.

67. Маталин, А.А. Точность механической обработки и проектирование технологических процессов. Л.: Машиностроение, 1970.-320 с.

68. Методика выполнения измерений параметров шероховатости поверхности по ГОСТ 2789-73 при помощи приборов профильного метода. М.: Издательство стандартов, 1975. - 15 с.

69. Методика расчетной оценки износостойкости поверхностей трения деталей машин. М.: Издательство стандартов, 1979. -100 с.

70. Обработка металлопокрытий выглаживанием / JI.A. Хворосту-хин, В.Н. Машков, В. А. Торпачев и др. М.: Машиностроение, 1980.-63 с.

71. Одинцов, Л.Г. Упрочнение и отделка деталей поверхностным пластическим деформированием: Справочник. -М.: Машиностроение, 1987.-328 с.

72. Одинцов, Л.Г. Финишная обработка деталей алмазным выглаживанием. -М.: Машиностроение, 1981. 160 с.

73. Озерянная, И.Н. Защита металлов / И.Н. Озерянная, Т.И. Ману-хина, М.В. Смирнов // Защита металлов. 1978. - Т. 8. - вып. 1 .С. 128-130.

74. Основы научных исследований: Учебник для технических ВУЗов / Под ред. В.И. Крутова, В.В. Попова. М.: Высшая школа, 1989.- 112 с.

75. Панин, В.Е. Структурные уровни пластической деформации и разрушения. / В.Е. Панин, Ю.В. Гриняев и др. Новосибирск: Наука, Сиб. отд-ние, 1990.-255 с.

76. Паршев, С.Н. Формирование регулярного микрорельефа на поверхности подвижных сопряжений / С.Н. Паршев, Н.Ю. Поло-зенко Электронный ресурс. ВолгГТУ, 2005.

77. Папшев, Д.Д. Отделочная обработка поверхностным пластическим деформированием / Д.Д. Папшев. М.: Машиностроение, 1978.- 152 с.

78. Папшев, Д.Д. Упрочнение деталей обкаткой шариками / Д.Д. Папшев. -М.: Машиностроение, 1968. 132 с.

79. Папшев, Д.Д. Отделочно-упрочняющая обработка деталей из закаленных сталей алмазным выглаживанием и обкатыванием / Д.Д. Папшев, Б.А. Кравченко, Н.Д. Папшева // Вестник машиностроения. 1977. - №3. - С. 47-50.

80. Паспорт профилографа-профилометра мод. 201.

81. Паспорт ультразвукового ингалятора "Вулкан-Iм.

82. Пат. 2170654 Российская Федерация, МПК6 В 24 В 39/00. Способ упрочнения деталей поверхностным пластическим деформированием / Е. С.Киселев, А. Н. Унянин, А. В. Матгис. № 99124077/02 ; заявл. 16.11.99 ; опубл. 20.07.2001, Бюл. № 20. - 5 с.

83. Плешаков, В.В. Влияние режимов алмазного выглаживания на состояние поверхностного слоя деталей из сплава ЖС6-КП / В.В. Плешаков, В.Ю. Пермяков, В.П. Кузьмичев // Вестник машиностроения . 1976. - № 4. - С. 41-42.

84. Плотников, А.А. Исследование процесса алмазного микровыглаживания / А.А.Плотников, В.М. Торбило // Совершенствование процессов абразивно-алмазной и упрочняющей обработки в машиностроении Пермь: Перм. политехнич. институт, 1988.-С. 101-107.

85. Подураев, В.Н. Улучшение охлаждающих свойств СОЖ при возбуждении УЗК / В.Н. Подураев, А.А. Суворов, Г.С. Овсепян // Станки и инструмент, 1975. № 6. - С. 31-32.

86. Полетаев, В.А. Методы обеспечения требуемого качества поверхностного слоя деталей машин. Методическое пособие по выполнению курсовой работы.Электронный ресурс. ИГЭУ-2002.

87. Ратнер, И.Д. Решение плоской контактной задачи теории упругости с учетом влияния смазки // Контактные задачи и их инженерные приложения М.:НИИМАШ, 1976. - С. 147-159.

88. Рациональная эксплуатация алмазного инструмента: Справочник / Под ред. С.А. Попова. М.: Машиностроение, 1965. -240 с.

89. Режимы резания труднообрабатываемых материалов: Справочник / Я. Л. Гуревич, М.В. Горохов, В.И. Захаров и др. 2-е изд. перераб. М.: Машиностроение, 1986. - 240 с.

90. Резников, А. Н. Применение алмазного выглаживания для от-делочно-упрочняющей обработки/ А.Н. Резников, Я. И. Барац // Вестник машиностроения. 1970. -№ 1. - С. 15-17.

91. Резников, А.Н. Алмазное выглаживание сферических поверхностей / А.Н. Резников, Б.Г. Яновский, О.С. Черненко // Вестник машиностроения. 1987. - № 9. - С. 46-49.

92. Рыжов, Э.В. Технологические методы повышения износостойкости деталей машин Киев: Наук. Думка, 1984. - 272 с.

93. Самсонов, Г.В. Ультразвуковая обработка переходных материалов. / Г.В. Самсонов // Физика и химия обработки материалов. 1975.-№ 6. - С. 20-23.

94. Северденко, В.П. Применение ультразвука в промышленности / В.П. Северденко, В.В. Клубович. Минск: "Наука и техника", 1967.-264 с.

95. Северденко, В.П. Ультразвук и пластичность / В.П. Северденко, В.В. Клубович. Минск: "Наука и техника", 1976. - 448 с.

96. Смелянский, В. М. Механическое упрочнение деталей поверхностно пластическим деформированием / В. М. Смелянский. -М.: Машиностроение, 2002. 300 с.

97. Смирнов, О.М. О механизме низкотемпературной пластической деформации железа при одновременном действии статических и знакопеременных напряжений ультразвуковой частоты / О.М. Смирнов // Физика и химия обработки материалов. 1992. -№1. - С. 113-120.

98. Старков, В. К. Дислокационное представление о резании металлов / В. К. Старков. М.: Машиностроение, 1979. - 160 с.

99. Сулима, А. М. Качество поверхностного слоя и усталостная прочность деталей из жаропрочных и титановых сплавов / А. М. Сулима, М. И. Евстигнеев. М.: Машиностроение, 1974. -256 с.

100. Суслов, Г.А. Инженерия поверхности деталей — резерв в повышении конкурентоспособности машин / Г.А. Суслов // Инженерия поверхности. Приложение. Справочник. Инженерный журнал. -2001 .-№4- С. 2-9.

101. Тимошенко, С.П. Теория упругости / С.П. Тимошенко, Д. Гудь-ер. М.: Наука, 1979. - 560 с.

102. Тимощенко, В.А. Выбор оптимальных технологических параметров при алмазном выглаживании заготовок с хромовым покрытием / В.А. Тимощенко, В.В. Дубенко // Вестник машиностроения. 1976. - № 9. - С. 66-67.

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

104. Торбило, В. М. Контактная температура и факторы теплоотвода при алмазном выглаживании / В.М. Торбило // Алмазы. -1980. -№ 1. С. 10-12.

105. Торбило, В.М. Определение параметров контактного взаимо-дейст-вия при выглаживании / В.М. Торбило // Повышение эффективности технологических процессов машиностроения .Пермь: Перм. политехнич. институт. 1980. - С. 43-46.

106. Торбило, B.M. Основные параметры процесса выглаживания /

107. B.М. Торбило // Вестник машиностроения. 1980. - №6.1. C. 52-54.

108. Торбило, В.М. Силовое выглаживание / В.М. Торбило // Совершенствование процессов абразивно-алмазной и упрочняющей технологий в машиностроении Пермь: Перм. политех-нич. институт. - 1983. - С. 57 - 60.

109. Торбило, В.М. Способы снижения температуры при алмазном выглаживании / В.М. Торбило, Е.А. Евсин // Вестник машиностроения. 1976. -№ 1. - С. 71-73.

110. Тявловский, М.Д. .Кинематика и динамика индентора к поверхности при ультразвуковой отделочно-упрочняющей обработке / М.Д. Тявловский, Г.М. Данилюк // Вестник машиностроения. 1991. - № 12. - С.50-52.

111. Улучшение охлаждающих свойств СОЖ при возбуждении УЗК / В.Н. Подураев, А.А. Суворов, Г.С. Овсепян // Станки и инструмент. 1975. - № 6. - С.31-32.

112. Ультразвук. Маленькая энциклопедия / Под ред. И.П. Голями-ной. М.: Советская энциклопедия, 1979. - 400 с.

113. Фридель, Ж. И. Дислокации / Ж. И. Фридель. М.: Мир, 1967. -86 с.

114. Харишотович, М. В. Ультразвук в процессах пластической деформации металлов и сплавов / М. В. Харишотович, Г. Н. Эс-кин.-М.: 1970-235 с.

115. Хейфец С.Г. Аналитическое определение глубины наклепанного слоя при обработке роликами стальных деталей / С.Г. Хейфец // М.: Машгиз, Сб. трудов ЦНИТМАШ. № 49. - 1952. -С. 7-17.

116. Хворостухин, JI.A. Алмазное выглаживание нержавеющих сталей (применительно к стали 12X18Н9Т) / JI.A. Хворостухин, А.Ф. Волков, В.Н. Бибаев. Изв. вузов. Машиностроение.1967.-№ 11.-С. 131-135.

117. Хворостухин, JI.A. Повышение работоспособности тяжелона-груженных шарнирных соединений выглаживанием поверхностей деталей / Л.А. Хворостухин, А.С. Зажигин, Н.Н. Ильин // Вестник машиностроения. 1973. -№ 9. - С. 52-54.

118. Хворостухин, JI.А. Трение при алмазном выглаживании металлов и сплавов / Л.А. Хворостухин, Н.Н. Ильин // Вестник машиностроения. 1973. - № 11. - С. 64-65.

119. Хворостухин, Л.А. Восстановление прецизионных пар трения выглаживанием / Л.А. Хворостухин, Р.А. Ишмаков, Ю.Б. Чер-вач // Вестник машиностроения. 1979. - № 12. - С. 30-33.

120. Хворостухин, Л.А/ Выглаживание деталей из титановых сплавов с газонасыщенным слоем / Л.А. Хворостухин, А.П. Ковалев, Н.Н. Ильин //Алмазы и сверхтвердые материалы. 1975. -№9.-С. 14-18.

121. Хворостухин, Л. А. Обработка металлопокрытий выглаживанием / Л. А. Хворостухин, В.Н. Машков, В.А. Торпачев, Н. Н. Ильин. М.: Машиностроение, 1980. - 63 с.

122. Худобин, Л.В. Курсовые и дипломные проекты с развитой научно-исследовательской частью: Учеб. пособие. / Л.В. Худобин, В.Ф. Гурьянихин, P.P. Берзин. Ульяновск: УлГТУ, 1998.-84 с.

123. Чекин, Г.И. Алмазное выглаживание закаленных сталей / Г.И. Чекин // Вестник машиностроения. 1965. - № 6. - С. 47-49.

124. Чепа, П. А., Андрияшин, В. А. Эксплутационные свойства упрочнённых деталей / П. А. Чепа, В.А. Андрияшин / Под ред. Берестнева О. В. Мн.: Наука и техника, 1988. - 192 с.

125. Шнейдер, Ю. Г. Образование регулярных микрорельефов на деталях и их эксплутационные свойства / Ю. Г. Шнейдер. Л.: Машиностроение, 1972.-240 с.

126. Шнейдер, Ю. Г. Регуляризация микрогеометрии поверхности деталей / Ю. Г. Шнейдер // Вестник машиностроения. 1991. -№ 5. - С.12-15.

127. Шнейдер, Ю. Г. Регуляризация микрорельефа / Ю. Г. Шнейдер //Вестник машиностроения. 1980. -№ 9. - С.17-19.

128. Шнейдер, Ю. Г. Эксплутационные свойства деталей с регулярным микрорельефом 2е. изд. перераб. и доп./ Ю. Г. Шнейдер. - Л.: Машиностроение, 1982.-248 с.

129. Шнейдер, Ю.Г. Прочность неподвижных соединений с регулярным микрорельефом / Ю. Г. Шнейдер, В.А. Забродин // Вестник машиностроения. 1976. - № 6. - С. 41-43.

130. Шолом, В.Ю. Разработка методологии определения триботех-нических характеристик и выбора СОТС при проектировании технологических процессов металлообработки: Автореф. дисс. . докт. техн. наук. Москва, 2005. - 18 с.

131. Янке, Е. Специальные функции, формулы, графики, таблицы /Е. Янке, Ф. Эмде, Ф. Леш.- М.: Наука, 1977. 340 с.

132. Яценко, В. К. Повышение несущей способности деталей машин алмазным выглаживанием / В. К. Яценко, Г. 3. Зайцев, В.Ф. Прит-ченко и др. М.: Машиностроение, 1985. - 232 с.

133. Экономическая эффективность новой техники и технологии в машиностроении / К.М. Великанов, В.А. Березин, Э.Г. Васильева и др./ Под общей, ред. К.М. Великанова. Л.: Машиностроение, 1981.- 256 с.

134. Gilman J. J. //Mech. Mat. 1994. V. 17. P. 83 96.

135. Persson B.N.J., Albohr 0, MancosuF., Peveri V., Samoilov V.N., Sivebaek I.M. 77 Wear. 2003. Vol.254. - P. 835 - 851.

136. Roper, Ralph E. Bearing burnishing method and apparatus 7 United States Patent 4536931. № 362268, 08.27.1985.