автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.01, диссертация на тему:Повышение геометрических и физико-механических характеристик поверхностного слоя при финишной ультразвуковой обработке

г

На правах рукописи

Боровин Юрий Михайлович

ПОВЫШЕНИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ И ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ ПРИ ФИНИШНОЙ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ОБРАБОТКЕ

Специальность 05.03.01 -«Технологии и оборудование механической и физико-технической

обработки»

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2005

Диссертация выполнена на кафедре «Технология и металлорежущие системы автомобилестроения» Московского государственного индустриального университета

Научный руководитель:

кандидат технических наук, профессор Порошин Валерий Владимирович

Научный консультант: Заслуженный деятель науки РФ

доктор технических наук, профессор Таратынов Олег Васильевич Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Баранов Юрий Викторович кандидат технических наук, доцент Мороз Вячеслав Георгиевич

Ведущая организация - Открытое акционерное московское общество завод имени И.АЛихачева «AMO ЗИЛ»

Защита состоится «/% 2005 года в & часов на заседании

диссертационного совета № Д 212.129.01 при Московском государственном индустриальном университете по адресу г. Москва, ул. Автозаводская, 16 в зале Ученого совета МГИУ (ауд. 1605)

С диссертационной работой можно ознакомиться в научной библиотеке Московского государственного индустриального университета.

Автореферат разослан

Ученый секретарь

диссертационного совета № Д 212.129.01 кандидат технических наук, доцент Иванов Ю .С.

(S9H1

Актуальность темы

Одной из важнейших задач современного машиностроения является повышение качества выпускаемых изделий. Эксплуатационные характеристики изделий такие как: надежность, долговечность, износостойкость, контактная жесткость и др. в значительной мере определяются комплексом геометрических и физико-механических характеристик поверхностного слоя изделий. Данные показатели качества закладываются на стадии проектирования, обеспечиваются при производстве (как правило на завершающих стадиях технологического процесса) и поддерживаются на всем этапе эксплуатации изделия.

Для формирования вышеуказанных характеристик качества поверхностного слоя деталей в последнее время широко применяют различные методы отделочно-упрочняющей обработки (ОУО) поверхностным пластическим деформированием (ППД). При этом предпочтение отдается эффективным и производительным методам, одним из которых является ультразвуковая отделочно-упрочнянмцая финишная обработка (УЗО). Она применяется при обработке валов, отверстий, плоскостей, а также фасонных поверхностей и охватывает большую номенклатуру различных деталей, к качеству которых предъявляют высокие требования.

Исследованиям в области разработки технологии ультразвуковой упрочняющей обработки различных материалов и её внедрения в различные области машиностроения посвящены работы Смелянского В.М., Маркова А.И., Кудрявцева И В., Северденко В.П., Клубовича В.В., Степаненко A.B., Розенберга Л.Д., Казанцева В.Ф., Алехина В.П., Макарова J1.0., Муханова А.И., Ана Г.Д., Голубева Ю.М., Чудинова A.B., Асанова В.Б., Куроедова Ю.Б., Исхакова Г.А., Бляшко Я.И., Гилета В.П., Безнедельного А.И.. Синдеева В.И., Холопова Ю.В., Городищенского П.А. и др.

Несмотря на достигнутые результаты в области исследований процессов обработки ППД и их совершенствования существует ряд вопросов, которым уделялось недостаточное внимание. К таковым относятся обеспечение стойкости инструмента при заданной чистоте обработанной поверхности, исследование жесткости контакта инструмента с обрабатываемой поверхностью, обеспечение методом УЗО требуемых геометрических и физико-механических характеристик поверхностного слоя деталей.

Поэтому дальнейшее совершенствование данного прогрессивного технологического процесса (УЗО), с точки зрения повышения производительности и оптимизации режимов обработки с целью обеспечения заданной точности и качества изделий, является весьма актуальным.

Исследование проводилось в рамках научно-технической программы Министерства образования Российской Федерации «Федерально-региональная политика в науке и образовании» 2004 - 2005 г.

Цель и задачи исследований, г Цппыл пггпедований является повышение качества рабочих поверхносте^9£тМ)МДО<Ж11№ЩмовЬащения за

1 библиотек | СПстей

QS

счет оптимизации режимов ультразвуковой отделочно-упрочняющей финишной обработки на примере штока амортизатора кабины автомобиля ЗИЛ 4331.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

- теоретически обоснована взаимосвязь получаемой в результате УЗО глубины микропрофиля со стойкостью инструмента, режимами обработки и характеристикой обрабатываемого материала;

- исследована жесткость контакта инструмент-заготовка при УЗО, влияющая на стабильность получаемого микропрофиля и стойкость инструмента;

- разработана аналитическая зависимость, устанавливающая связь параметров шероховатости обработанной поверхности с технологическими факторами УЗО;

- проведена серия экспериментов по исследованию влияния режимов УЗО на геометрические и физико-механические характеристики поверхности детали;

- разработана система измерения параметров шероховатости поверхности по ГОСТ 2789-73 и международному стандарту ISO 4287-1.2:1995;

- разработана методика портирования результатов измерения топографии поверхности в среду ANSYS (LS-DYNA) с целью прогнозирования величины остаточных напряжений в поверхностном слое детали с учетом реальной топографии поверхности.

Объект исследования. Объектом исследования являлась связь геометрических и физико-механических характеристик деталей типа тела вращения на примере штока амортизатора кабины автомобиля ЗИЛ 4331 с режимами ультразвуковой финишной обработки, стойкостью обрабатывающего инструмента и жесткостью системы инструмент - деталь.

Методы исследования. Экспериментальные исследования поводились на современном метрологическом оборудовании для измерения параметров шероховатости и волнистости, линейных размеров и микротвердости. Результаты работы получены на основе использования теории резания, теории контактного взаимодействия, математического и статистического анализа. При моделировании процесса контактного взаимодействия инструмент - деталь была использована конечно-элементная среда LS-DYNA. Обработка результатов модельных экспериментов производилась методами математической статистики.

Достоверность основных положений. Выводы и рекомендации, сформулированные в диссертации, обеспечиваются надежными экспериментальными данными, использованием надежных численных методов и применением современной вычислительной техники.

Научная новизна работы:

- получено аналитическое уравнение связи получаемой в результате УЗО глубины микропрофиля со стойкостью инструмента, режимами обработки и характеристикой обрабатываемого материала;

- получено аналитическое уравнение, позволяющее производить оценочные расчеты частоты механических колебаний возникающих в зоне контакта инструмент - деталь, которые могут приводить к снижению стабильности получаемого микропрофиля и снижению стойкости инструмента;

- разработана методика и программный модуль портирования топографии поверхности в среду ANSYS (LS-DYNA) с целью прогнозирования величины остаточных напряжений возникающих в результате УЗО в поверхностном слое детали с учетом реальной шероховато сгй поверхности.

Практическая значимость. В результате выполнения диссертационной работы разработана система измерения параметров шероховатости поверхности HW-MSIU Т500. Система позволяет проводить автоматизированные измерения и расчет параметров шероховатости по ГОСТ 2789-73 и ряда дополнительных. Результаты измерений могут бьггь использованы при проектировании технологических процессов в прикладных пакетах программ CAD/CAM систем. Система измерения внедрена на ОАО «AMO ЗИЛ» и в учебный процесс МГИУ. Разработан программный модуль портирования топографии поверхности в среду ANSYS (LS-DYNA) с помощью которого возможно решение целого ряда контактных задач с учетом реальной шероховатости поверхности.

Разработаны и приняты к использованию в действующее производство AMO ЗИЛ методические рекомендации по назначению режимов финишной УЗО, позволяющие повысить геометрические и физико-механические характеристики штока амортизатора кабин автомобиля ЗИЛ 4331.

Реализация результатов работы. Система измерения параметров шероховатости и процесс УЗО с рекомендациями по оптимизации режимов обработки рекомендованы для практического использования в производственных условиях AMO ЗИЛ.

Основные результаты и положения, выносимые на защиту:

- аналитическое уравнение, позволяющее производить оценочные расчеты частоты механических колебаний, возникающих в зоне контакта инструмент - деталь, которые могут приводить к снижению стабильности получаемого микропрофиля и снижению стойкости инструмента;

- аналитическое уравнение, устанавливающее связь получаемой в результате УЗО глубины микропрофиля со стойкостью инструмента, режимами обработки и характеристикой обрабатываемого материала;

- методика и программный модуль портирования топографии поверхности в среду ANSYS (LS-DYNA) с целью прогнозирования величины остаточных напряжений возникающих в результате УЗО в поверхностном слое детали с учетом реальной шероховатости поверхности;

- система регрессионных уравнений, определяющая связь режимов обработки с геометрическими и физико-механическими характеристиками обрабатываемой детали.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях: VII Всероссийской научно-

практической конференции «Современные технологии в машиностроении», Пенза, 2003; Международном конгрессе «Механика и трибология транспортных систем - 2003», Ростов-на-Дону, 2003; XV Международной конференции «Физика прочности и пластичности материалов», Тольятти, 2003; 9-ой Всероссийской научно-технической конференции «Состояние и проблемы измерений», Москва, 2004; 4-м Международном конгрессе «Машиностроительные технологии 04», Болгария, Варна, 2004; 49-ой Международной научно-практической конференции Ассоциации автомобильных инженеров России «Приоритеты развития отечественного автотракторостроения и подготовки инженерных и научных кадров», Москва, 2005.

Публикации. Основные результаты работы представлены в 11 опубликованных работах.

Структура и объем работы. Работа состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка литературы и содержит 143 страницы, 70 рисунков, 29 таблиц. Список литературы включает 90 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение обосновывает актуальность диссертационной работы, сформулирована проблема, определены цель и задачи работы, сформулированы методологические основы исследования и определена структура диссертационной работы.

В первой главе проведен аналитический обзор отечественных и зарубежных источников посвященных методам ППД.

Отмечается большой вклад Абрамова О.В., Школьника J1.M., Одинцова Л.Г., Суслова А.Г., Смелянского В.М., Папшева Д.Д., Пшибильского В., Браславского В.М., Муханова И.И., Маркова А.И., Кудрявцева И.В., Северденко В.П., Клубовича В.В., Алехин В.П., Степаненко A.B., Горленко O.A., Петросова В.В., Пинегина C.B., Шиейдера Ю.Г., Казанцева В.Ф., Макарова Л.О. и др. в раскрытие физической сущности процесса ППД, установление связей между факторами и откликами процесса, и степени их влияния на производительность, качество обработанной поверхности, эксплуатационные свойства и др.

Деформационное взаимодействие контактирующих поверхностей рассматривалось в работах Рыжова Э.В., Дрозда М.С., Демкина Н.Б., Комбалова B.C. Крагельского И.В., Смелянского В.М., Суслов А.Г., Булычева С.И. и др.

Проведенный анализ деформационного взаимодействия инструмента с обрабатываемой поверхностью при обработке ППД показал, что вопросам стойкости деформирующего инструмента, взаимодействию индентора с обрабатываемой поверхностью в зоне контакта, оптимизации физико-механических и геометрических параметров качества поверхности связанных с режимами УЗО и формализации конкретных рекомендаций по назначению рациональных режимов обработки, уделялось недостаточное внимание. Это связано с тем, что данный метод обработки в первую очередь рассматривался как отделочно-упрочняющий и во вторую как размерная финишная

обработка. Однако в последние годы в связи с тем, что метод финишной УЗО находит все большее промышленное применение, к нему предъявляются повышенные требования по производительности и качеству обработки. Проанализированы достоинства, недостатки и области применения УЗО. Обоснована актуальность работы, определены и сформулированы цель и задачи исследования.

Вторая глава посвящена теоретическим исследованиям взаимодействия инструмента с обрабатываемой УЗО поверхностью.

Поскольку процесс УЗО стал все чаще рассматриваться как вид механообработки, позволяющий не только улучшать физико-механические характеристики обрабатываемой поверхности, но и получать заданную точность и шероховатость поверхности, то вопрос стойкости инструмента стал одним из важнейших параметров обработки, значительно влияющий на качество и производительность процесса. В работе предложена зависимость (1), устанавливающая связь между стойкостью индентора Т, радиусом его контактной поверхности (Лия), допустимыми параметрами глубины микропрофиля (А, йт,„), частотой колебаний индентора (/) и характеристикой обрабатываемого материала Е) (рис. 1).

Рис. 1 Зависимость высоты микропрофиля от износа инструмента: ¿о - диаметры лунок, образованных на обрабатываемой поверхности сферическим индентором; и Яид - исходный радиус рабочей части индентора и радиус, полученный в процессе допустимого износа (Я^ > ^).

Существует достаточно много работ по оценке жесткости контакта режущего инструмента с поверхностью обрабатываемой заготовки. При этом основным оценочным параметром является безразмерный коэффициент ¡л, характеризующий отношение статической жесткости _/с„ к динамической )д. Показатель ц позволяет оценить влияние скоростных и силовых характеристик резания на возможные отклонения геометрических параметров обрабатываемой поверхности от заданных. Однако параметр ц не может быть эффективно использован при оценке условий обработки поверхности методом ППД, особенно УЗО, так как глубина упруго-

пластической деформации исчисляется микронами, а силовая составляющая в направлении скорости обработки не велика. В работе предложено выражение (2) позволяющее производить расчеты частот механических колебаний, возникающих в зоне упруго - пластического деформирования обрабатываемой поверхности (рис. 2), с частотами вынужденных (заданных) колебаний индентора. Полученная зависимость позволяет прогнозировать появление в зоне контакта индентор - обрабатываемая поверхность автоколебаний, которые могут привести к снижению стабильности получаемого микропрофиля и снижению стойкости инструмента.

Рис. 2 Схема упруго-пластического контакта индентор - заготовка: Vö - окружная скорость заготовки; г - радиус заготовки; хуп - упруго -пластическая деформация поверхности заготовки, соответствующая максимальному внедрению индентора; х„ - остаточная динамическая деформация обрабатываемой поверхности при отходе индентора и вращении заготовки.

Установлено, что в настоящее время диапазон частот колебаний индентора при УЗО лежит в пределах /инд = 15 + 40кГц и если принять /инд = 20кГц, то в зоне контакта индентор - обрабатываемая поверхность могут возникнуть автоколебания, что приведет к снижению стабильности получаемого микропрофиля и снижению стойкости инструмента.

На основании проведенных литературных исследований была предложена обобщенная модель обработки поверхности методом ППД (УЗО) (рис. 3). На основании разработанной модели проведены предварительные экспериментальные исследования по влиянию технологических параметров УЗО на Rzucx■ Показано, что наибольшее влияние оказывают диаметр индентора D и меньшее - исходная шероховатость обрабатываемой поверхности Rz иСх- Влияние других параметров Fcm, V, А (в диапазоне принятых в настоящее время режимов обработки) характеризуется, как правило, линейной зависимостью. Удельный вес (влияние) Fcm, V, А на Rz вых значительно меньше, чем D и Rzucx-

(2)

Получено выражение для определения выходных параметров шероховатости Ягеых в зависимости от исходной шероховатости поверхности (Кгисх), режимов обработки и геометрических параметров инструмента.

(^исх-0,5 ^Б1) (3)

Рис. 3 Обобщенная модель обработки поверхности методом ППД (УЗО)

Параметр К учитывающий остальные технологические факторы УЗО может быть представлен в следующем общем виде.

К=КРКуКА, (4)

где Кр, Ку, Кл - соответственно учитывают влияние на Ягвш скорости обработки, статической силы, амплитуды колебаний индентора.

Как показали проведенные исследования коэффициенты, входящие в уравнение (4), в первом приближении могут быть определены следующими зависимостями:

££ _ 1 шах ^ * 1щп

Ке =

Л 4-4 -^тах 1 "гаш

0,5

окр

(5)

где /'„ог, Гтт, Атах, Ат,„ - интервалы допустимых значений статических сил и амплитуд индентора; Утр - окружная скорость заготовки; К= 1,8 - 2,2.

В третьей главе приведено описание приборов, оборудования и методики экспериментальных исследований.

Для контроля параметров шероховатости изделий обработанных УЗО использовался специально спроектированная и изготовленная система измерения параметров шероховатости поверхности Н\У-М8Ш Т500 (Н-^

MSIU T500) с возможностью дальнейшего экспорта измерений в прикладные пакеты CAD ! САМ программы. Система позволяла задавать параметры измерения, производить необходимое количество измерений, рассчитывать параметры шероховатости поверхности согласно ГОСТ 2789-73 и международного стандарта ISO 4287-1.2:1995, выводить на печать протокол расчетов (рис. 4). Необработанные результаты измерений сохранялись в цифровом формате TRC для хранения или передачи в другие программы.

Разработана методика и программный модуль портирования результатов измерения шероховатости поверхности HW-MSIU Т500 в пакеты прикладных программ среды ANSYS и LS-DYNA.

Параметры поперечной волнистости измерялись на Form Talysurf 50 английской фирмы Taylor Hobson, а продольной - на аппаратно-программном комплексе для оценки параметров волнистости изделий на базе Talyrond -200. Измерение диаметра экспериментальных образцов осуществлялось на однокоординатной измерительной машине SIP 302М (Швейцария). Для анализа микротвердсти обработанных образцов использовался Микротвердомер DM 2 A («Affri», Италия).

ЯШГОТТМм UWIMX l»*m S ОШ'ят »■ГИм ft«01M9Mi

ftrtMri-aMiw ЯсВД 0СИ4М»

мцм гмимш ЯмкОДОЮЯм»

^

i 1

Рис. 4 Результаты измерения шероховатости

Для обработки штоков амортизаторов кабин автомобиля ЗИЛ 4331 была спроектирована специальная технологическая оснастка. В ее состав входили: ультразвуковой генератор и пьезострикционный преобразователь

электрической энергии ультразвуковой частоты, головка-инструмент, система крепления и регулирования усилия прижима инструмента к обрабатываемой поверхности. Энергия в зону обработки вводится посредством статического усилия прижима инструмента к поверхности обрабатываемой детали.

При планировании экспериментальных исследований использовался метод полных факторных экспериментов типа 25. Диапазон изменения технологических режимов УЗО, исходных геометрических и физико-механических параметров поверхности представлен в таблице 1. Подача инструмента 5 = 0,07 мм/об, частота ультразвуковых колебаний /= 20 кГц, материал рабочей части инструмента нитрид кремния 813Ы4. Для получения математических зависимостей выходных параметров от входных, проводились: множественный регрессионный анализ, анализ общего качества полученного уравнения, а также проверка значимости коэффициентов.

Таблица 1

Диапазон изменения исследуемых технологических параметров УЗО

№ Парам- Ед. Наименование Диапазон

етр изм. измерения

1. V м/мин Скорость обработки 50 ...91

2. А Мкм Амплитуда колебаний рабочей части инструмента 10...25

3. Н Статическая сила, поджимающая инструмент к обрабатываемой детали 50 ... 100

4. О Мм Диаметр рабочей части инструмента 1,38 ...4

5. Каисх мкм Среднее арифметическое отклонение профиля шероховатости исходной поверхности 0,414... 0,544

6. БШис Мм Средний шаг неровностей исходного профиля 0,079... 0,099

7. йПнс % Относительная опорная длина исходного профиля на уровне средней линии 67...91

8. ^Яисх* Мкм Среднее арифметическое отклонение профиля шероховатости исходной поверхности 102,90 ... 4,03

0,43 ...0,10

9. \УБГП* Мм Средний шаг неровностей 24,65 ... 8,40

исходного профиля 1,87 ...0,52

* в числителе продольная волнистость, а в знаменателе поперечная волнистость.

Исследование и расчет напряженно-деформированного состояния (НДС) поверхностного слоя детали с учетом шероховатости поверхности и

обеспечение требуемых остаточных напряжений производились в конечно-элементном пакете ЬБ-ОУКА по схеме представленной на рис, 5.

Численный эксперимент производился при следующих значениях технологических факторов: амплитуда ультразвуковых колебаний шарика 20 мкм; частота ультразвуковых колебаний шарика 20 кГц; диаметр шарика 1,38... 4,8; максимальная глубина внедрения шарика 1,4 ... 5,6 мкм; исходная шероховатость поверхность И а = 0,54 мкм, Яг = 1,60 мкм, Яшах = 3,71 мкм. В качестве материала поверхности была взята сталь 45, а инструмент принят абсолютно твердым телом.

1- поверхность с шероховатостью, 2 - инструмент, а — глубина внедрения

инструмента.

Для построения геометрической модели поверхности использовались результаты измерения Н'М-МЗШ Т500 и разработанного программного модуля портрования. С помощью ЬШ-МБШ Т500 производилось измерение шероховатости поверхности и сохранение информации о ее геометрии в виде координат в бинарном файле. Далее программным модулем портирования производилось считывание исходных данных и преобразование в формат ЬЗ-ВУЫА. На основе полученных данных формировался файл команд, который позволял в автоматическом режиме построить геометрическую модель шероховатой поверхности в ЬБ-ОУТ^А.

В четвертой главе представлены экспериментальные и численные исследования влияния технологических режимов УЗО на физико-механические и геометрические параметры качества поверхностного слоя детали.

Проведенный корреляционный анализ показал, что высотные параметры шероховатости находятся в тесной связи, поэтому выбор для контроля того или иного высотного параметра должен определяться исходя из требуемых эксплуатационных показателей.

Проведенные исследования по обеспечению требуемой шероховатости детали позволили получить следующие уравнения:

„ 0,05-Яа°ис3х° -Рпст36 -Аом -V0-03

£>0,«/ уО,31

О II-

Яр =

0,11-Яа°£ -Р^44 А0'42 -V0-06

О0,44

0,59-Яа^х6 Гс°т33 А0-27 -V0 07

Ятах =---

Полученные результаты позволили сделать ряд выводов: на величину Яа к Яг наибольшее влияние оказывают Д Рст и А, а на величины Яр и Ятах еще и Яаис1.

Сопоставление результатов расчетов параметра Яг (рис. 6) полученных с помощью аналитического уравнения (3) - кривые 1, 4 и регрессионного уравнения (6) - кривые 2, 3 показал их удовлетворительную сходимость. Графические зависимости построены для верхнего 1, 2 и нижнего 3, 4 значений исследуемых в эксперименте технологических факторов (табл. 1).

Таким образом, полученное аналитическое уравнение (3) может быть использовано для предварительной оценки влияния режимов обработки на величину Яг.

Рис. 6. Влияние технологических факторов на параметр шероховатости Яг

В работе также изучено влияние режимов обработки, геометрии инструмента и исходной топографии поверхности на продольную и

поперечную волнистость. В результате были получены следующие уравнения:

- для параметров поперечной волнистости: Ша = 0,03 • ■ ■ А0''0 ■ Г '2 • £>0'3

0,07 •»'а!56 -В*" -А0" -У28 ^тах = —-- ; (7)

„, 0,05 • 1Уа0,42 ■ " ^ =--я-

- для параметров продольной волнистости: 0,28 33 -Я18 -А031 -У50

1¥тах = \Ур =

О0,>

1,35

И/хт =

О"-

1,72 • ^Ра0,33 ■ /г°'31

*_исх ст

у0,08 _ ^0,08 £)<М0

0,98 • ■ О010 • К0

(8)

Проведенные исследования показали, что на величину полученной в результате обработки волнистость, не зависимо от ее направления, определяющее влияние оказывает исходная волнистость поверхности. Влияние же остальных режимов обработки не существенно.

Результаты корреляционного анализа показали, что, как и в случае с параметрами шероховатости, высотные параметры волнистости находятся в тесной корреляционной связи и выбор для контроля того или иного высотного параметра должен определяться исходя из требуемых эксплуатационных показателей.

Для оптимизации величины припуска на финишную УЗО, проведены исследования по влиянию технологических параметров обработки на величину изменения номинального диаметра обрабатываемой заготовки Дг/. Изменение диаметра сопоставимо с высотой шероховатости и может быть рассчитано по полученному уравнению: 163,79■ Яа^7 -У0^

.Оо,п .ро^ ■ ^

При значениях Д^=0,5...6 мкм показано определяющее влияние исходной шероховатости поверхности и амплитуды ультразвуковых колебаний инструмента.

Проведенное исследование влияния режимов финишной УЗО на микротвердость поверхности штока амортизатора (сталь 45) имеющего исходное НУ порядка 285 показало увеличение микротвердости поверхностного слоя до 350 единиц.

В результате проведенного численного эксперимента с использованием программного пакета ЬБ-ОУЫА получена зависимость эквивалентных остаточных напряжений (по Мизесу) в поверхностном слое детали от диаметра инструмента и глубины его внедрения. Показано, что максимальные остаточные напряжения возникают при глубине внедрения инструмента на глубину соответствующую средней линии шероховатости. При более глубокой обработке происходило некоторое снижение величины остаточных напряжений, причем, чем меньше диаметр инструмента, тем меньше это снижение. Так для инструмента диаметром 4,8 мм величина остаточных напряжений практически не менялась. Как видно из графиков, при одинаковой глубине внедрения, наибольшие остаточные напряжения соответствуют наибольшему диаметру инструмента.

На рисунке 7 показаны результаты численного анализа распределения эквивалентных напряжений поверхности на различных этапах нагружения на примере внедрения инструмента диаметром 4,8 мм на глубину 5,6 мкм.

в) г)

Рис. 7. Распределение эквивалентных (по Мизесу) напряжений на различных этапах нагружения

Как видно из рисунка контакт носил дискретный характер, т.е. на начальном этапе в контакт вступали только вершинки шероховатости. Напряжения в этих точках из-за малости фактической площади контакта значительно превышают напряжения сдвига, возникающие на критической глубине под поверхностью контакта. Даже при очень малых нагрузках (глубине внедрения) эти напряжения вызывали пластические деформации на вершинах выступов шероховатости, вступавших в контакт. При увеличении нагрузки ширина площади контакта возрастала, а давление в зоне контакта уменьшалось и для выхода пластических деформаций на поверхность, в этом случае требовалась большая нагрузка.

После разгрузки (снятия нагрузки) в поверхности появлялись остаточные напряжения, повышающие предел хрупкой и усталостной прочности. При этом максимальные их значения приходились на граничную область площадки контакта и центральную ее часть, на некотором расстоянии от свободной поверхности.

На основании проведенного численного эксперимента установлено, что в поверхностных слоях на глубинах до 100 - 150 мкм возникают остаточные напряжения сжатия достигающие 200 - 250 МПа. Для получения максимальных остаточных напряжений в поверхностном слое при одинаковой глубине обработке необходимо увеличивать размер площадки контакта инструмента с деталью за счет уменьшения кривизны обрабатывающей поверхности инструмента, применять инструменты из высокопрочных и особенно высокомодульных материалов.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Решена важная научно-практическая задача оптимизации режимов обработки УЗО с целью повышения геометрических и физико-механических характеристик поверхностного слоя деталей типа тела вращения на примере штока амортизатора кабины ЗИЛ 4331.

2. Получено аналитическое уравнение, устанавливающее связь между допустимыми параметрами глубины микропрофиля, стойкостью инструмента, технологическими параметрами УЗО и характеристикой обрабатываемого материала.

3. Получено аналитическое уравнение, позволяющее прогнозировать появление в зоне контакта инструмент - заготовка автоколебаний, которые могут приводить к снижению стабильности получаемого микропрофиля и стойкости инструмента. Установлена возможность появления автоколебаний в зоне контакта инструмент - заготовка при частоте колебаний инструмента fund = 20 кГц.

4. На основании анализа экспериментальных данных получено аналитическое уравнение для определения выходных параметров шероховатости /?, в зависимости от исходной шероховатости поверхности, режимов УЗО и геометрии инструмента.

5. Разработана система измерения параметров шероховатости поверхности HW-MSIU Т500, позволяющая проводить автоматизированные измерения и расчет параметров шероховатости по ГОСТ 2789-73, ISO 42871.2:1995 и ряда дополнительных. Сохраняемые в цифровом виде, результаты измерений могут быть использованы при проектировании технологических процессов в прикладных пакетах программ CAD/CAM систем.

6. Проведенные экспериментальные исследования УЗО штока амортизатора кабин ЗИЛ 4331 позволили получить регрессионные уравнения для расчета параметров шероховатости, волнистости и величины изменения номинального диаметра детали в зависимости от режимов обработки и его исходной геометрии.

7. Разработана методика и программный модуль портирования топографии поверхности в среду ANSYS (LS-DYNA) с целью прогнозирования величины остаточных напряжений в поверхностном слое детали с учетом реальной топографии поверхности.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Алехин В.П., Боровин Ю.М., Ширинкова H.A., Пьен Й.С., Пак Дж.Х. Деформационное упрочнение металлов при ультразвуковом выглаживании // Образование, наука и производство. Т. 1. Техника, технология и перспективные материалы: Межвузовский сборник научных трудов. - М.: МГИУ, 2001.-с. 374-377

2. Алехин В.П., Алехин О.В., Боровин Ю.М., Пьен Й.С., Пак Ж.Х., Азума Ш.Н. Кинетика и механизм износа твердосплавного инструмента из материалов типа ВК при поверхностной упрочняющей обработке // Физика прочности и пластичности материалов: Сб. тезисов и докладов XV Международной конференции, ТГУ, Тольятти, 2003. - 39

3. Алехин В.П., Боровин Ю.М., Жаркий С.Н., Пьен Й.С., Азума Ш.Н., Ким Ч.С., Чо И.С. Повышение эксплуатационных свойств деталей транспортного машиностроения способом ультразвуковой финишной и упрочняющей обработки // Сборник докладов международного конгресса «Механика и трибология транспортных систем - 2003», Ростов-на-Дону, 2003. - сс. 35 - 38

4. Толмачев С.А., Порошин В.В., Боровин Ю.М. Критерии оценки контакта режущего инструмента с обрабатываемой поверхностью // Современные технологии в машиностроении: Сборник статей VII Всероссийской научно-практической конференции. - Пенза, 2003. сс. 88-90

5. Богомолов Д.Ю., Боровин Ю.М., Коспок А.Г. Измерительный комплекс на базе цехового профилометра HOMMEL TESTER Т500 // 9-я Всероссийская научно-техническая конференция «Состояние и проблемы измерений», Москва, МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004. - 56 -57

6. Порошин В.В., Богомолов Д.Ю., Боровин Ю.М., Атрашкевич Н.В. Методика построения реального профиля поверхности в среде Ansys //

Техника, технологии и перспективные материалы: Межвузовский сборник научных трудов. - М.: МГИУ, 2004. - сс. 327 -332

7. Таратынов О.В., Порошин В.В., Боровин Ю.М. Расчет стойкости инструмента при поверхностно-пластическом деформировании обрабатываемой поверхности индентором // Техника, технологии и перспективные материалы: Межвузовский сборник научных трудов. - М.: МГИУ, 2004.-сс. 173-177

8. Таратынов О.В., Порошин В.В., Боровин Ю.М. Расчет частот механических колебаний, возникающих в зоне контакта инструмент-заготовка, при поверхностно-пластическом деформировании // Техника, технологии и перспективные материалы: Межвузовский сборник научных трудов. - М.: МГИУ, 2004. - сс. 178 -180

9. Таратынов О.В., Герасин А.Н., Боровин Ю.М. Влияние режимных факторов на параметры срезаемой стружки и критерии оценки контакта инструмента с обрабатываемой поверхностью // Сборник трудов 4 международного конгресса «Машиностроительные технологии 04», Болгария, Варна, Vol. 4/42, сентябрь 2004. - сс. 13 -15

10. Таратынов О.В., Порошин В.В., Боровин Ю.М. Расчет частот механических колебаний при поверхностно-пластическом деформировании // Материалы 49-ой Международной научно-технической конференции ААИ «Приоритеты развития отечественного автотракторостроения и подготовки инженерных и научных кадров», Секция 8, Часть 2, Москва, МАМИ, 2005 г. -сс. 63 - 66

11. Таратынов О.В., Порошин В.В., Боровин Ю.М. Расчет частот механических колебаний при поверхностно-пластическом деформировании // Материалы 49-ой Международной научно-технической конференции ААИ «Приоритеты развития отечественного автотракторостроения и подготовки инженерных и научных кадров», Секция 8, Часть 1, Москва, МАМИ, 2005 г. -сс. 14-18

Юрий Михайлович Боровин

Повышение геометрических и физико-механических характеристик поверхностного слоя при финишной ультразвуковой обработке

АВТОРЕФЕРАТ

Подписано в печать 01.09.2005 Сдано в производство 02.09.2005

Формат бумаги 60 х 90/16 Бум. множит

Усл. печ. л. 1,25 Уч.-изд. л. 1,4

Тираж 120_Заказ № 548_

РИЦМГИУ, 115280, Москва, Автозаводская, 16, 677-23-15

»1 777f

РНБ Русский фонд

2006-4 15943

Введение.

1. Стояние вопроса. Цель работы и задачи исследования.

1.1 Анализ основных параметров процесса УЗО поверхностного слоя детали.

1.2 Анализ моделей деформационного взаимодействия инструмента с обрабатываемой заготовкой при УЗО.

1.3 Технологическое обеспечение поверхностным пластическим деформированием требуемой точности обработки, шероховатости и волнистости.

1.4 Выводы и постановка задачи исследования.

2. Теоретические исследования качества поверхностного слоя деталей, получаемого в результате УЗО.

2.1 Расчет стойкости инструмента при УЗО.

2.2 Расчет частот механических колебаний при УЗО.

2.3 Математическая модель, устанавливающая связь входных параметров УЗО с выходным параметром шероховатости обработанной поверхности.

3. Методика проведения экспериментальных исследований и экспериментальное оборудование.

3.1 Технологическое оборудование, рабочие приспособления, исследуемые образцы.

3.2 Система измерения параметров шероховатости поверхности на базе профилометра Hommel Tester Т500.

3.3 Методика и программный модуль портирования топографии поверхности в среду ANSYS (LS-DAYNA).

3.4 Методика проведения экспериментальных исследований.

3.4.1 Методика проведения экспериментальных исследований влияния режимов УЗО на геометрические и физико-механические характеристики поверхности детали.

3.4.2 Расчетно-экспериментальная методика оценки остаточных напряжений после УЗО с учетом реальной шероховатости поверхности. 78 4. Экспериментальные исследования влияния технологических режимов УЗО на геометрические и физико-механические характеристики поверхностного слоя детали.

4.1 Исследование влияния технологических режимов УЗО на параметры шероховатости обработанных поверхностей.

4.2. Исследование влияния технологических режимов УЗО на параметры волнистости обработанных поверхностей.

4.3 Исследование влияния технологических режимов УЗО на изменение номинального диаметра детали.

4.4 Исследование влияния технологических режимов УЗО на микротвердость поверхностного слоя детали.

4.5 Идентификация величины и интенсивности остаточных напряжений в поверхностном слое детали после УЗО расчетноэкспериментальным методом.

Одной из важнейших задач современного машиностроения является повышение качества и конкурентоспособности выпускаемых изделий. Эксплуатационные характеристики изделий, такие, как надежность, долговечность, износостойкость, контактная жесткость и т.д., в значительной мере определяются комплексом геометрических и физико-механических характеристик качества поверхностного слоя изделий. Данные показатели качества закладываются на стадии проектирования, обеспечиваются при производстве и поддерживаются на всем жизненом этапе эксплуатации изделия. Качество изделий, и прежде всего микрогеометрия и физико-механические свойства их поверхностей, в значительной мере обеспечиваются, как правило, на завершающих стадиях технологического процесса.

Для формирования вышеуказанных характеристик качества поверхностного слоя деталей в последнее время широко применяют различные методы отделочно-упрочняющей обработки (ОУО), связанные с поверхностным пластическим деформированием (ППД). При этом предпочтение отдается эффективным и производительным методам, одним из которых является ультразвуковая отделочно-упрочняющая финишная обработка (УЗО). Данная технология применяется при обработке валов, отверстий, плоскостей, а также фасонных поверхностей большой номенклатуры различных деталей, к качеству которых предъявляют высокие требования.

Исследованиям в области разработки технологии ультразвуковой упрочняющей обработки различных материалов и её внедрения в различные области машиностроения посвящены работы таких российских исследователей, как Смелянского В.М., Маркова А.И., Кудрявцева И.В., Северденко В.П., Клубовича В.В., Степаненко А.В., Розенберга Л.Д., Казанцева В.Ф., Макарова Л.О., Муханова А.И., Ана Г.Д., Голубева Ю.М.,

Чудинова А.В., Асанова В.Б., Куроедова Ю.Б., Исхакова Г.А., Бляшко Я.И., Гилета В.П., Безнедельного А.И. Синдеева В.И., Холопова Ю.В., Городищенского П.А. и др., а также ряда зарубежных - Neppiras Е.А., Shiro Benjamin P., Pyoun Y.S. и др.

Несмотря на достигнутые результаты, в области исследований процессов ультразвуковой обработки и ее совершенствования, существует ряд вопросов, которым уделялось недостаточное внимание. К таковым относятся вопросы обеспечения стойкости инструмента при заданной чистоте обработанной поверхности; исследования жесткости контакта инструмента с обрабатываемой поверхностью; обеспечения методом УЗО требуемых точностных, геометрических и физико-механических характеристик поверхностного слоя деталей на финишных операциях.

Поэтому вопросы дальнейшего совершенствования данного прогрессивного технологического процесса УЗО, с точки зрения повышения производительности и оптимизации режимов обработки с целью обеспечения заданной точности и качества изделий, являются весьма актуальными.

Актуальность выбранной тематики подтверждается тем, что исследование проводилось в рамках научно-технической программы Министерства образования Российской Федерации «Федерально-региональная политика в науке и образовании» 2004 - 2005 гг.

Выводы по четвертой главе

1. Получены регрессионные уравнения для расчета параметров шероховатости, волнистости, микротвердости и величины изменения номинального диаметра детали в зависимости от режимов обработки и его исходной геометрии штока амортизатора кабин ЗИЛ 4331.

2. На величину параметров шероховатости Ra и Rz наибольшее влияние оказывают диаметр рабочей части инструмента, статическая сила прижатия инструмента и амплитуда его колебаний.

3. На величину волнистости не зависимо от ее направления наибольшее влияние оказывает исходная волнистость поверхности. На величину высотных параметров поперечной волнистости оказывает влияние статическая сила прижатия инструмента к обрабатываемой детали.

4. На величину изменения размера детали наибольшее влияние оказывает исходная шероховатость поверхности и амплитуда ультразвуковых колебаний инструмента.

5. На величину изменения микротвердости образца наибольшее влияние оказывает диаметр инструмента, амплитуда ультразвуковых колебаний и скорость обработки.

6. На основании проведенного численного анализа установлено, что на величину остаточных напряжений оказывает существенное влияние диаметр инструмента и глубина его внедрения.

7. Разработаны и приняты к использованию в действующее производство АМО ЗИЛ практические рекомендации по назначению режимов финишной УЗО, позволяющие повысить геометрические и физико-механические характеристики штока амортизатора кабин автомобиля ЗИЛ-4331.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В рамках диссертационной работы была решена важная научно-практическая задача оптимизации режимов обработки УЗО с целью повышения геометрических и физико-механических характеристик поверхностного слоя деталей типа тела вращения на примере штока амортизатора кабины ЗИЛ - 4331.

Получено аналитическое уравнение, устанавливающее связь между допустимыми параметрами глубины микропрофиля, стойкостью инструмента, технологическими параметрами УЗО и характеристикой обрабатываемого материала.

Получено аналитическое уравнение, позволяющее прогнозировать появление в зоне контакта «инструмент — заготовка» автоколебаний, которые могут приводить к снижению стабильности получаемого микропрофиля и стойкости инструмента. Установлена возможность появления автоколебаний в зоне контакта «инструмент - заготовка» при частоте колебаний инструмента /инд = 20кГц.

На основании анализа экспериментальных данных получено аналитическое уравнение для определения выходных параметров шероховатости Rz в зависимости от исходной шероховатости поверхности, режимов УЗО и геометрии инструмента.

Разработана система измерения параметров шероховатости поверхности HW-MSIU Т500, позволяющая проводить автоматизированные измерения и расчет параметров шероховатости по ГОСТ 2789-73, ISO 4287-1.2:1995 и ряда дополнительных. Сохраняемые в цифровом виде результаты измерений могут быть использованы при проектировании технологических процессов в прикладных пакетах программ CAD/CAM систем. Данная система внедрена в действующее производство АМО-ЗИЛ.

Проведенные экспериментальные исследования УЗО штока амортизатора кабин ЗИЛ - 4331 позволили получить регрессионные уравнения для расчета параметров шероховатости, волнистости и величины изменения номинального диаметра детали в зависимости от режимов обработки и его исходной геометрии.

Разработаны, опробована и внедрена в действующее производство АМО ЗИЛ технология финишной обработки штока амортизатора за счет ультразвукового поверхностного воздействия.

Разработана методика и программный модуль портирования топографии поверхности в среду ANSYS (LS-DYNA) с целью прогнозирования величины остаточных напряжений в поверхностном слое детали с учетом реальной топографии поверхности.

1. Рахимянов Х.М. Разработка математической модели процесса ультразвукового воздействия в схемах комбинированной обработки // Сб. науч. труд. Новосибирского государственного технического университета -Новосибирск: НГТУ, 1998. Вып. 1 (10). - с. 95-104.

2. Абрамов О.В. и др. Воздействие мощного ультразвука на межфазную поверхность металлов. М.: Наука, 1986. - 278 с.

3. Дрозд М.С., Матлин М.М., Сидякин Ю.И. Инженерные расчеты упругопластической контактной деформации. — М.: Машиностроение, 1986. — 224 с.

4. Розенберг Л.Д., Казанцев В.Ф., Макаров Л.О., Якимович Д.Ф. Ультразвуковое резание. М.: Изд-во АН СССР, 1962. - 312 с.

5. Абрамов О.В., Хорбенко И.Г., Швегла Ш. Ультразвуковая обработка материалов / Под ред. О.В. Абрамова. М.: Машиностроение, 1984. - 280 с.

6. Муханов И.И. Импульсная упрочняюще—чистовая обработка деталей машин ультразвуковым инструментом. М.: Машиностроение, 1978. - 44 с.

7. Марков А.И., Устинов И.Д. Ультразвуковое алмазное выглаживание деталей и режущего инструмента. М.: Машиностроение, 1979. - 54 с.

8. Гилета В.П., Исхакова Г. А. Исследование закономерностей формирования микрогеометрии поверхности при алмазной ультразвуковой упрочняющей чистовой обработке // Сверхтвердые материалы. 1992. - №1. -с. 45-50.

9. Смелянский В.М. Механика упрочнения поверхностного слоя деталей машин в технологических процессах поверхностного пластического деформирования М.: Объединение «МАШМИР», 1992. — 60 с.

10. Кудрявцев И.В. Основы выбора режима упрочняющего поверхностного наклепа ударным способом (методом чеканки). // Повышение долговечности деталей машин методом поверхностного наклепа. ЦНИИТМАШ. М.: Машиностроение, 1965, книга 108. - с. 35-38.

11. Петросов В.В. Гидродробеструйное упрочнение деталей и инструмента. — М.: Машиностроение, 1977. — 166 с.

12. Марфицын В.В. Обеспечение параметров качества наружных поверхностей цилиндрических деталей при выглаживании инструментами из минералокерамики и термоупрочненных сталей: — Диссертация кандидата технических наук. Курган, 2000. - 146 с.

13. Повышение несущей способности деталей машин алмазным выглаживанием / Яценко В.К., Зайцев Г.З., Притченко В.Ф. и др. М.: Машиностроение, 1985. - 232 с.

14. Смелянский В.М. Исследование процесса алмазного выглаживания с жестким закреплением инструмента: Диссертация кандидата технических наук. Москва, 1969. - 229 с.

15. Губанов В.Ф. Решение задачи технолога при выглаживании инденторами из термоупрочненных сталей // Сборник тезисов докладов научной конференции. Курган: КГУ, 2000. с. 66.

16. Губанов В.Ф. Выглаживание поверхностей деталей инструментом из термоупрочненных сталей // 27 Гагаринские чтения: тезисы докладов межд. молодеж. науч. конф. Т. 3. -М.: МАТИ, 2002. с. 44-45.

17. Гуревич Ю.Г., Мосталыгин Г.П., Марфицын В.В., Дорфман Д.Е. Износостойкость сталей после электроконтактного термоупрочнения // Износостойкость машин: тез. докл. Всесоюзн. научн. техн. конф. Брянск, 1991.-с. 93

18. Ceramic insight Softening future chock // Tool and Products, 1989, #11. -p. 66-70.

19. Дрозд M.C. Определение механических свойств металла без разрушения-М.: Металлургия, 1965.- 171 с.

20. Алехин В.П. Физика прочности и пластичности поверхностных слоев материалов. М.: Наука, 1983. - 280 с.

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

22. Hertz Н. Gesammelte werke. Bd. 1, 1895.

23. Gileta V.P., Formation of a surface at ultrasonic processing. Proceedings. The forth Russian-Korean International Symposium on Science and Technology "KORUS 2000", June 27 - 30, 2000 Ulsan, vol. 3. - p. 150 - 154

24. Фельдман Я.С. Расчет параметров микрорельефа цилиндрических вибронакатанных поверхностей деталей машин, приборов и их технологическое обеспечение. Л.: ЛИТМО, 1979. - 97 с.

25. Фельдман Я.С. О геометрических характеристиках микрорельефа виброобкатанных цилиндрических поверхностей // Известия вузов «Приборостроение».— 1968. — №6. с.106 - 112.

26. Демкин Н.Б., Рыжов Э.В. Качество поверхности и контакт деталей машин. М., 1981.-244 с.

27. Демкин Н.Б., Рыжов Э.В., Суслов А.Г., Алексеев В.М. Оценка шероховатости и волнистости при расчете контактного взаимодействия деталей машин // Вестник машиностроения, 1975. №8. с. 27-29.

28. Лайуни А.Б.Е. Повышение качества поверхности и долговечности деталей методом вибрационной отделочно-упрочняющей обработки: Диссертация кандидата технических наук. — Ростов-на-Дону. — ДГТУ. 1995.

29. Тыняный А.Ф. Численное моделирование контактной задачи в рамках квазистатического упругопластического деформирования в пакете ANSIS/LS-DYNA // Нефтегазовое дело. 2004.

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

31. Mayeur С., Sainsot P., Flamond L. A numerical elastoplastic model for round contact. Trans. ASME. J. Tribol. 1995. - 117, #3. - pp. 422-429.

32. Hasanov A., Seyidmamedov Z. The solution of an axisymetric inverse elasto-plastic problem using penetration diagrams. Int. J. Non-Linear Mech. -1995.-30, #4.-p. 465-477.

33. Komvopoulos К. Elastic-plastic finite element analysis of indented layered media // Trans. ASME. J. Tribology. Vol. 111. #3. pp. 430-^139.

34. Krai E., Komvopoulos K., Bogy P.V. Finite element analysis of repeated indentation of an elastic-plastic layered medium by a rigid sphere. Part 2. Surface results. // Trans. ASME. J. Appl. Mech. 1995. #1. pp. 20-28.

35. Иванов Ю.В. К вопросу об изменении размеров при упрочняющем накатывании легированных сталей // Прогрессивные технологические методы повышения надежности и долговечности деталей машин и инструментов. — Куйбышев. — 1980. — с. 47-48.

36. Матвеев О.А. Расчет ожидаемого размера при обработке поверхностным пластическим деформированием // Сб. научных трудов Челябинского политехнического института. 1980. — №249. — с. 126-132.

37. Папшев Д.Д. Отделочно-упрочняющая обработка поверхностей пластическим деформированием. М.: Машиностроение, 1978. -152 с.

38. Забродин В.А. Влияние метода восстановления на погрешность фомы детали // Повышение качества и надежности транспортных и технологических машин: Межвузовский сборник научных трудов- Хабаровск: ХГТУ, 2000. с. 69-72.

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

40. Шнейдер Ю.Г. Технология финишной обработки давлением: Справочник. СПб.: Политехника, 1998. - 414 с.

41. Забродин В.А. Восстановление размерной точности деталей поверхностным пластическим деформированием с заданным перераспределением материала: Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук. Комсомольск на Амуре, 2001.

42. Вулых Н.В. Формирование микрогеометрии упрочненного слоя деталей при локальном и охватывающем поверхностном пластическом деформировании: Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Иркутск: ИГТУ, 2002.

43. Шатуров Г.Ф., Лагеев Б.М. Образование поверхностей с ЧРМР // Вестник машиностроения. 1998. - №8. — С. 58-61.

44. Торбилло В.М. Алмазное выглаживание. М.: Машиностроение, 1973.-105с.

45. Хворостухин Л.А., Машков В.Н. Алмазное выглаживание металлопокрытий // Вестник машиностроения. 1969. - №10. - с. 17-18.

46. Шнейдер Ю.Г. О вибрационном выглаживании алмазом деталей высокой твердости. «Вестник машиностроения». — 1969. — № 5.

47. Школьник Л.М., Шахов В.И. Технология и приспособления для упрочнения и отделки деталей накатыванием. -М.: Машиностроение, 1964. -184 с.

48. Кропоткина Е.Ю. Технологическое обеспечение качества нежестких валов асимметричным упрочнением методами поверхностного пластического деформирования: Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Пермь. 2002.

49. Папшев Д.Д. Упрочнение деталей обкаткой шариками. — М.: Машиностроение, 1968. 132 с.

50. Одинцов Л.Г. Упрочнение и отделка поверхности деталей пластическим деформированием. М.: Машиностроение, 1987. - 327 с.

51. Поляк М.С. Технология упрочнения. Т.1. и Т.2. М.: Машиностроение, 1995. - 685 с.

52. Пшибильский В. Технология поверхностной пластической обработки. М.: Металлургия, 1991. - 479 с.

53. Neppiras Е.А. Ultrasonic machining. —' «Metalworking Production, v.100.N 27-31, 33-34.

54. Neppiras E.A. Ultrasonic Welding of metals. Ultrasonics, July-Sep tember, 1965, p. 123-125.

55. Shiro Benjamin P. Method and apparatus for applying ultrasonic energy to a workpiece. Pat. USA, kl. 134-1 (B08 7/02), Xs 3535159 от 7.XII.1967.

56. Иревли C.B. Обеспечение качества деталей машин методом ударной обработки. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. М.:, МГАПИ, 2002.

57. Смелянский В.М. Механика упрочнения поверхностного слоя деталей машин при ППД // Вестник машиностроения. 1982. № 11. с. 4 6.

58. Бобров В.Ф. Основы теории резания металлов -М.: Машиностроение, 1975. 344 с.

59. Макаров А.Д. Оптимизация процессов резания. М.: Машиностроение, 1976. —278с.

60. Подураев В.Н. Обработка резанием жаростойких и труднообрабатываемых материалов. — М.: Высшая школа, 1965. — 520 с.

61. Королев К.С. Вопросы точности при резании металлов. М.: Машгиз, 1961.-210 с.

62. Таратынов О.В., Королева Е.М. Классификация механических колебаний технологических систем // Прогрессивная отделочно— упрочняющая технология: Межвуз. сб. Ростов н/Д: Ин-т с.-х. машиностроения, 1981.-е. 105-110.

63. Крагельский И.В. и др. Основы расчетов на трение и износ / И.В. Крагельский, Н.М. Добычин, B.C. Комбалов. -М.: Машиностроение, 1977. — 526 с.

64. Talyrond 200 system. Operator's handbook. Rank Taylor Hobson. England.

65. Remote HOMMEL Tester T500. Instructon manual.

66. Вулых H.B., Зайдес C.A. Анализ напряженно-деформированного состояния при моделировании микронеровностей упрочняемых поверхностей. Механика деформируемых сред в технологических процессах. Иркутск, 2000. - с. 101 - 105.

67. Демкин Н.Б. Контактирование шероховатых поверхностей. —М.: Наука, 1970.-с. 227

68. Сапожников С.Б., Форенталь М.В. Идентификация параметров модели материала расчетно-экспериментальным методом с использованием пакетов ANSIS и LS-DYNA // Нефтегазовое дело. 2004.

69. Рыжов Э.В., Горленко О.А. Математические методы в технологических исследованиях / АН УССР, Ин-т сверхтвердых материалов. Киев: Наук, думка, 1990. 184 с.

70. Суслов А.Г., Горленко О.А. Экспериментально-статистический метод обеспечения качества поверхности деталей машин: Монография. — Машиностроение 1, 2003. - 303 с.

71. Комбалов B.C. Оценка триботехнических свойств контактирующих поверхностей. М.: Наука, 1983. 136 с.

72. Suri Bala Modeling rigid in LS-DYNA. FEA information newsletters -vol. 1,2002.

73. John O. Hollquist et al. LS-DYNA keyword users manual, vol. 1-2, LSTC, 2001.

74. Suri Bala Contact modeling in LS-DYNA. FEA information newsletters -vol. 8 11,2001.

75. Бидерман В. Д., Малюкова Р. П. Усилия и деформации при продольном ударе. // Расчеты на прочность. Вып. 10. М., Машиностроение, 1964.-с. 52-61.

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

77. Ванек И. Автоколебания при шлифовании // Станки и инструмент. -1975.-№6.-с. 24-27.

78. Митрофанов Б.П. Осесимметричная контактная задача для упругого тела с поверхностным слоем: Тез. докл. Всесоюзн. научн.-технич. семинара по контактной жесткости в машиностроении. Тбилиси, 1974. - с. 101-103.

79. Ланков А. А. Основные соотношения для расчета контурных давлений и других характеристик контакта в стыке твердых шероховатых тел. // Расчетные методы оценки трения и износа. Брянск: Приокское кн. изд-во, 1375,-с. 152-185.

80. Лебедев В.А. Технологическое обеспечение качества поверхности деталей при вибрационной ударно—импульсной обработке: Дис. канд. техн. наук. 05.02.08., Ростов-на-Дону, 1984.-е. 234.

81. PATTERN APPROVAL CERTIFICATE OF MEASURING INSTRUMENTS1. RU.C.27.004.AJVs.Л.7Ш.

82. Действителен до . 01« мая 2009

83. Описание типа средства измерений приведено в приложении к настоящему сертификату.

84. Заместитель Председатели—/ В.Н.Крутиков

85. Госстандарта России^^-.?-'—fv/s. X Л* .200/ , .1. Продлен ло200 г.

86. Заместитель Пред^дУт^цм^^^ Госстандарта РоссиЧ. 44■200 г.170fifl71. Утверждаю ГОУ МГИУ1. Н.Г. Хохлов 200V г.1. Главный1. Утверждаю (олог АМО ЗИЛ1. Н.А. Курочкин 2004 г.1. АКТ ВНЕДРЕНИЯ

87. От ГОУ МГИУ: Научный £)ушводитель1. Порошин В.В.

88. От АМО ЗИЛ Главный метрологг*^*::?Крь1Л0в В.И.1. Ответеисполнители1. Боровин Ю.М. Кастюк А.Г.

89. Описание интерфейса программного модуля портирования топографии поверхности в среду ANSYS (LS-DYNA)

90. После загрузки поверхности в правой части страницы в разделе «Информация» отображаются сведения о ее параметрах: длина, ширина, максимальная, минимальная и средняя высоты, количество трасс и точек в одной трассе (рис. 3).

91. Рис. 1. Стартовая страница модуляа