автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.08, диссертация на тему:Совершенствование технологии виброударной упрочняющей обработки длинномерных деталей сложной формы

На правах рукописи

48474011

МЕДВЕДЕВ МАКСИМ ВЛАДИМИРОВИЧ

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ВИБРОУДАРНОЙ УПРОЧНЯЮЩЕЙ ОБРАБОТКИ ДЛИННОМЕРНЫХ ДЕТАЛЕЙ СЛОЖНОЙ ФОРМЫ

(на примере деталей вертолетов)

Специальность 05.02.08 - Технология машиностроения

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ростов-на-Дону - 2011 г.

1 9 МАЙ 2011

4847450

Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования "Донской государственный технический университет".

Научный руководитель: Заслуженный деятель

науки и техники РФ,

доктор технических наук, профессор

А.П. Бабичев

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

А.Н. Исаев

кандидат технических наук, доцент В.Г. Санамян

Ведущая организация: ОАО "Роствертол", г. Ростов-на-Дону

Защита состоится 31 мая 2011 года в 10-00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.058.02 при ГОУ ВПО "Донской государственный технический университет" (ДГТУ) по адресу: 344000, город Ростов-на-Дону, площадь Гагарина 1, а. 252.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке ГОУ ВПО ДГТУ

Автореферат разослан « 30 » апреля 2011 года.

Ученый секретарь ^ Бурлакова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. С ростом скоростей и нагрузок в изделиях и машинах различного назначения усложняются условия эксплуатации наиболее нагруженных (силовых) деталей. В этой связи одной из важнейших задач современного машиностроения является изыскание путей повышения качества, надежности и долговечности деталей и изделий, в том числе'за счет совершенствования технологических методов упрочняющей обработки.

Предлагаемая диссертация относится к области применения технологии виброударной упрочняющей обработки длинномерных деталей сложной формы.

Характерным примером такого типа деталей являются лонжерон лопасти несущего винта вертолета, элементы крыла и фюзеляжа самолета и др. Указанные детали в зависимости от типа изделия и его назначения имеют несколько отличающиеся конструктивные формы, изготавливаются из различных материалов (преимущественно конструкционные легированные стали и алюминиевые сплавы). Общей отличительной особенностью является большая длина (до 10-15м), сложная форма сечения, изменяющаяся по длине детали; как правило - это полые изделия со строго ограниченной толщиной стенок (до 6-8мм). К качеству поверхности предъявляются весьма высокие требования, обусловленные тяжелыми условиями эксплуатации - высокий уровень знакопеременных нагрузок, колебания температурного градиента, коррозионные и эрозионные процессы.

В связи с этим шероховатость наружной поверхности должна соответствовать /?а = 0,63 мкм, внутренней поверхности: Да = 1,25 мкм; направление следов обработки должно быть только продольным. Поверхностный слой наружной и внутренней поверхности подвергается упрочняющей обработке ППД.

Отмеченные особенности требуют нетрадиционного подхода к решению технологических задач: разработки и совершенствования методов виброударного воздействия, разработки новых технологических схем виброударной обработки деталей рассматриваемого класса.

В этой связи совершенствование технологии виброударной упрочняющей обработки длинномерных деталей сложной формы является актуальной проблемой.

Целью работы является: совершенствование технологии виброударной упрочняющей обработки длинномерных деталей сложной формы (на примере деталей вертолетов), с разработкой и исследованием транспортно -

обрабатывающей технологической системы виброударной упрочняющей обработки лонжерона лопасти несущего винта вертолета.

Для достижения поставленной в работе цели поставлены и решены следующие основные задачи:

(.Разработать новые технологические схемы виброударной обработки длинномерных деталей на основе использования эффекта вибротранспортирования обрабатывающей среды по обрабатываемой поверхности детали.

2. Исследовать процесс обработки поверхности лонжерона при непрерывном транспортировании обрабатывающей среды.

3. Создать имитационную модель транспортно-обрабатывающей технологической системы виброударной обработки наружной и внутренней поверхностей длинномерной детали с учетом процесса вибротранспортирования.

4. Разработать математическую модель основных закономерностей формирования показателей качества поверхности детали при виброударной обработке.

5. Исследовать влияние режимов обработки на качество обработанной поверхности (шероховатость поверхности -Яа; микротвердость поверхностного слоя - Нц; остаточные напряжения - оО).

6. Исследовать возможность передачи ударных импульсов в среде стальных шаров, для доработки мест крепления, в том числе механическим стержневым волноводом, а также с помощью шарико-стержневого упрочнителя (ШСУ) на обрабатываемую поверхность.

7. Произвести сравнительный анализ и технико-экономическую оценку результатов исследований.

8. Разработать технологические рекомендации по использованию результатов исследований в технологии виброударной отделочно-упрочняющей обработки длинномерных деталей.

Научная новизна работы:

1. Теоретически обоснованы и экспериментально подтверждены новые технологические схемы виброударной обработки длинномерных деталей на основе использования эффекта вибротранспортирования обрабатывающей среды по обрабатываемой поверхности детали.

2. Создана имитационная модель транспортно-обрабатывающей технологической системы виброударной обработки наружной и внутренней поверхностей длинномерной детали с учетом процесса вибротранспортирования.

3. Разработана математическая модель формирования поверхности детали

при виброударной обработке.

4. Установлены и экспериментально подтверждены зависимости режима колебаний, пространственной ориентации детали от параметров перемещения (транспортирования) обрабатывающей среды по обрабатываемой поверхности - скорости, объема перемещаемой среды (стальных шаров). Практическая ценность:

1. Разработаны новые технологические схемы виброударной обработки длинномерных деталей, обеспечивающие повышение производительности, снижение энергозатрат и материалоемкости технологического оснащения.

2. Разработана методика расчета скорости транспортирования рабочей среды, шероховатости поверхности, микротвердости и остаточных напряжений.

3. Разработаны технологические рекомендации; дана сравнительная технико-экономическая оценка результатов исследований.

Апробация работы. Основные положения работы доложены и обсуждены: на научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава ДГТУ (Ростов-на-Дону, 2009, 2010г.г.); на 9-ой международной научно-технической конференции "Авангардпи материали и обработки" (Болгария, 2009); на 1-ой международной научно-технической конференции "Совершенствование существующих и создание новых технологий в машиностроении и авиастроении" (Ростов-на-Дону, 2009г.); на международной научно-технической конференции "Технологические методы повышения качества продукции в машиностроении (ТМ -2010)" (г.Воронеж).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ, из них 2 - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти разделов, общих выводов и приложений, включает 192 страницы машинописного текста, иллюстрации и таблицы; список литературы включает 119 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении предоставлено обоснование актуальности работы на основе современных представлений о процессе виброударной обработки; сформулированы цель и задачи исследований; раскрыты научная ценность и практическая значимость результатов исследований; приведены примеры их практической реализации.

В первой главе представлен анализ современного состояния исследуемой задачи - совершенствование технологических методов повышения качества

обрабатываемых поверхностей силовых деталей, работающих в условиях высоких знакопеременных нагружений. В качестве объекта исследований рассматриваются длинномерные детали малой жесткости (лонжерон лопасти несущего винта вертолета и др.); приведены технические требования, предъявляемые к качеству деталей указанного класса. Отличительной особенностью их является большая длина (от 1,5-2м до 10-15м), недостаточная жесткость, сложная форма сечения, изменяющаяся по длине детали; как правило, это - полые изделия со строго ограниченной толщиной стенок. К качеству поверхности предъявляются весьма высокие требования, обусловленные тяжелыми условиями эксплуатации.

В результате выполненных исследований разработан большой арсенал технологических методов упрочняющей обработки, среди которых видное место занимают методы обработки поверхностным пластическим деформированием (ПГ1Д), подразделяющиеся по характеру энергетического воздействия на статические и динамические.

Для рассматриваемых типов деталей, отличающихся сложной формой и большой протяженностью, наиболее приемлемыми являются динамические методы ППД, среди которых весьма эффективными являются методы виброударной обработки с использованием многоконтактных инструментов и сред. Их преимуществом являются: высокая производительность; отсутствие жесткой кинематической связи в технологической системе и возможность обработки поверхности практически любой кривизны; широкий диапазон достигаемых параметров качества поверхности и гибкие условия управления процессом.

Следует отметить, что несмотря на большой объем исследований в области технологических методов упрочняющей обработки и, в частности, методов ППД, их высокую эффективность в повышении качества деталей, масштабы практического применения относительно невысокие. Многообразие конструктивных форм деталей и условий их эксплуатации, рост требований к качеству, стремление к снижению производственных затрат ставят задачи для изыскания новых схем упрочняющей обработки длинномерных деталей.

В настоящее время на заводе ОАО "Роствертол" применяется технология упрочнения лонжеронов на однокоординагном вибростенде ВСУЛ-1А.

Недостатком существующей технологии является упрочнение поверхностей лонжеронов в четыре перехода:

- упрочнение носовой части и внутренней поверхности задней стенки;

- упрочнение наружной поверхности задней стенки;

упрочнение наружной поверхности нижней дужки и внутренней

поверхности верхней дужки;

упрочнение наружной поверхности верхней дужки и внутренней поверхности нижней дужки.

Преимуществами исследуемой схемы внброудариой упрочняющей обработки лонжеронов является:

- относительно невысокая энергоемкость;

- исключение необходимости переодической загрузки и разгрузки среды стальных шариков в полость обрабатываемой детали и обратно;

- наличие автоматизированной системы контроля качества поверхности элементов рабочей среды.

Указанные особенности требуют нетрадиционного подхода к решению технологических задач: разработки или совершенствования методов обработки и технологического оснащения. На этой основе разработаны новые технологические схемы упрочняющей обработки длинномерных деталей, на основе виброударного воздействия на обрабатываемую поверхность.

Во второй главе изложены теоретические предпосылки и обоснование путей обеспечения качества поверхности и циклической прочности деталей на основе совершенствования технологических схем отделочно-упрочняющей обработки фасонных поверхностей ППД многокоитактиым виброударным инструментом.

Теоретическая постановка задачи при исследовании виброударной обработки (различных технологических схем) состоит, главным образом, в определении основных параметров, характеризующих процесс взаимодействия обрабатывающей среды или контактных (рабочих) элементов виброударного инструмента с обрабатываемой поверхностью; установлении на этой основе технологических возможностей процесса и его закономерностей; разработке новых путей эффективного применения ВиО в технологии изготовления деталей машин, приборов и инструментов.

Полученные результаты представляют несомненный интерес для дальнейшего развития виброударной обработки, повышения ее эффективности и разработки новых технологических схем. Последнее наиболее актуально для рассматриваемых в работе силовых деталей больших размеров и веса (длинномерные, крупно-габаритные и т.п.).

Несмотря на различие схем виброударной обработки в основу их положены общие характерные признаки, определяющие сущность и технологические возможности. К ним относятся ударный характер воздействия на объёкт обработки; дискретный характер нагруженйя, многократно повторяющийся во времени; проявление волновых процессов; рассеяние энергии'ударного импульса при распространении в многослойной

среде (системе); реализация удара в поверхностном слое и объеме обрабатываемой детали.

К основным параметрам процесса виброударной обработки относятся режимы обработки - амплитуда и частота колебаний, продолжительность процесса, характеристика инструмента или обрабатывающей среды и обрабатываемых деталей.

Весьма специфичной представляется виброударная обработка крупногабаритных (в частности, длинномерных деталей). Обработка таких деталей по традиционным схемам, путем погружения в обрабатывающую среду (и, соответственно, в рабочую камеру) всей детали связано с необходимостью создания громоздких металлоемких и энергоемких конструкций оборудования, использованием большой массы обрабатывающей среды. В этом случае наиболее эффективными являются схемы последовательной или поэлементной обработки. Весьма привлекательным и эффективным для некоторых деталей этого класса является использование совмещения транспортирующего и обрабатывающего эффекта рабочей среды по колеблющейся обрабатываемой поверхности. При этом обрабатываемая поверхность является элементом (участком) транспортирующей поверхности, воспринимая максимальное виброударное воздействие среды (инструмента). В качестве характерных примеров для реализации таких технологических схем могут рассматриваться длинномерные детали в виде профилей, трубчатых конструкций, некоторые корпусные детали (например, лонжероны лопастей несущего винта вертолета, некоторые корпусные детали двигателей и др.).

На основе анализа конструктивно-технологических особенностей и технических требований к исследуемым деталям произведена разработка новых технологических схем виброударной обработки фасонных поверхностей длинномерных деталей, работающих в условиях высоких циклических нагружений.

Рассматриваемые детали составляют особую группу и зачастую требуют обособленных решений в создании технологических схем обработки. Это преимущественно силовые детали сложной формы и большой длины. В конструкции летательных аппаратов - это лонжероны лопастей несущего винта вертолета, нервюры, стрингеры, панели крыла и фюзеляжа и др.

Обработка деталей большой длины представляет определенные трудности на различных этапах технологического процесса. Не является исключением и отделочно-упрочняющая обработка их поверхностным пластическим деформированием с целью повышения качества и эксплуатационных свойств. Разработаны технологические схемы совершенствования огделочно-упрочняющей обработки длинномерных деталей, на примере лонжерона

лопасти вертолета. Материал обрабатываемых деталей алюминиевый сплав и конструкционная легированная сталь в гермообработанном состоянии. Длина деталей, в зависимости от типа изделия, составляет от 2000 до 15000 мм. Обработке подвергается наружная и внутренняя поверхности, поперечное сечение которых изменяется по длине, что создает дополнительные трудности.

В качестве метода упрочняющей обработки рассматривается виброударная отделочно-упрочняющая обработка многоконтактным инструментом.

На рисунке 1 представлены варианты технологических схем (ТС) виброударной обработки длинномерных деталей.

г «

\ 1

V, ж-Р

Г ^ Г.. Г /

'Щ1, 1—ь

/ / г 1 \

1 - рабочая камера; 2 - обрабатываемая деталь; 3 - привод подач Бкр и БПр (передняя бабка); 4 - задняя бабка; 5 - основание; 6 - направляющие;

7 - технологический наконечник;

8 - вибратор; 9 - рабочая среда;

б)

1 - инструмент (ШСУ); 2 - обрабатываемая деталь; 3 - привод круговой подачи; 4 - задняя бабка; Б - блок продольной подачи; 6 - опорный ролик; 7 - основание; 8 - технологический наконечник

Рисунок 1 - Технологические схемы виброударной упрочняющей обработки длинномерных деталей: а) обработка наружной поверхности детали на основе базовой схемы с использованием проходных рабочих камер; б) обработка наружной поверхности многоконтактным виброударным инструментом (ШСУ).

Разработка предлагаемой технологической схемы транспортно-обрабатывающей технологической системы (ТС ТОТС) связана с процессом моделирования технологии обработки поверхности лонжерона при непрерывном транспортировании обрабатывающей среды, в частности определение параметров транспортирования обрабатывающей среды в ТОТС.

Предложены расчетные формулы для определения значений силы соударения по базовой схеме обработки при достижении требуемых параметров наклепа - микротвердости и глубины упрочненного слоя. Сила соударения:

/•" = 6,

т,-Уг.а.-Яш.Кт-Кл (, Зкг) (1)

V к2

Энергия соударения необходимая для получения параметров вибронаклепа:

- микротвердости н :

э , (2)

' ("') 32-К,, -Г

- глубины наклепа :

э НЦК.-К.-К^ ' (3)

где учрс - скорость соударения инструмента и детали; ,„_ - приведенная масса частиц среды; сг. - предел текучести материала детали; Ниг - радиус шара (0,5-Д,,); Кт 1 к„IК2>К,Кп коэффициенты, учитывающие

соответственно: одновременность действия столба частиц среды; демпфирующие свойства системы; повторные соударения; коэффициент восстановления; уровень микротвердости; диаметр частиц среды (шара); количество соударений; глубину наклепа; Т - продолжительность обработки, мин; НВ - твердость обрабатываемого материала.

Для ТОТС предложена расчетная формула скорости вибротранспортирования обрабатывающей среды - V :

^шЬ'*'« (4)

где <2 - производительность транспортирующего устройства - кг/с; 5 - площадь сечения внутреннего диаметра транспортирующего устройства -V; р - плотность транспортирующей среды - кг!.и1.

Произведен анализ технических требований и технологических особенностей упрочняющей обработки крупногабаритных силовых деталей. Отмечено, в частности, что крупногабаритные силовые детали входят в конструкции изделий авиационной и ракетно-космической техники, судостроения, энергосиловых установок и ряда других.

Например, технологический процесс изготовления лонжерона содержит

до 50-70 операций, включающих контроль, термообработку, консервацию, механическую обработку - шлифование, упрочнение наружных и внутренних поверхностей и стыковочных отверстий. Технологические схемы упрочняющей обработки стального и особенно дюралевого лонжерона достаточно сложны и несовершенны, характеризую гея высокой энергоемкостью, большим объемом вспомогательных приемов, высокими расходами на инструмент (деформирующие тела - шары).

Приведенные сведения показывают, что существующая технологическая схема упрочняющей обработки является громоздкой, требует многократной перегрузки обрабатывающей среды. Система контроля состояния поверхности упрочняющих тел (шаров) несовершенна, достаточно трудоемка, связана с необходимостью частой замены, в том числе и тел, не выработавших свой ресурс. В этой связи предпринята попытка разработки и исследования новых более совершенных технологических схем виброударной упрочняющей обработки, исключающих или снижающих уровень отмеченных недостатков.

Произведена разработка математической модели формирования поверхности детали при вибрационной обработке:

- дана формула для вычисления вероятности того, что любая точка

квадрата упаковки будет покрыта кругом (следом обработки):

Р =_____

02+4а0 + ла2 ^

- дана формула второго момента случайной площади, покрытой хотя бы одним кругом:

Аф(*)]= е Х№ = - <уЛ'№ = (1 - </") = (1 - </*)!.?':

Лф№]=

' РЧ4 аР „' Д2 + 4«0+ ли1

й-.

(б)

В третьей главе изложены основные положения методики экспериментальных исследований; представлено описание опытного оборудования, измерительных приборов и инструментов, характера используемых образцов (их материал, форма, размеры, количество).

Для исследования основных закономерностей процесса использованы вибрационные станки с эксцентриковым вибровозбудителем, а также специальные виброударные устройства. Для исследования виброударной обработки фасонных ' поверхностей длинномерных деталей разработаны имитационные модели. В качестве материала образцов применялся алюминиевый сплав (АВТ-1). Выбор материала образцов обусловлен

применяемостью его при изготовлении высоконагруженных деталей машин, летательных аппаратов и др. При исследовании качества поверхности рассматривались параметры: микротвердость, остаточные напряжения 1-го рода, шероховатость поверхности. Для измерения упомянутых параметров применялись приборы: микротвердомер ПМТ-3, специальные устройства (для исследования остаточных напряжений), профилометр-профилограф.

В четвертой главе представлены результаты экспериментальных исследований.

Произведены технологические испытания новой имитационной модели ТОТС упрочняющей обработки длинномерных деталей. В ее основу положено сочетание вибронаклепа и транспортирования обрабатывающей среды (стальных шаров) по обрабатываемой поверхности.

Исследованы основные закономерности процесса, отражающие влияние условий обработки на производительность и качество обработанной поверхности. Исследования произведены с использованием имитационной модели, обеспечивающей одновременную обработку внутренней и наружной поверхности.

Контроль результатов упрочняющей обработки осуществлялся по образцам-свидетелям. Ниже представлены результаты исследования микротвердости и шероховатости обработанной поверхности (материал образцов-свидетелей АВТ-1) при А = 2,5мм\/ = 25Гц,с1[а = 8мм .

Исследована шероховатость поверхности, в течении различного времени обработки (от 60 до 300 мин) образцов - свидетелей. На рисунке 2 представлены диаграммы распределения шероховатости исходной поверхности и шероховатости после обработки: образцов №1, №2 и №3.

Шероховатость поверхности образца №1

Шероховатость поверхности образца №2

Но замера

Mi замерз

j D исходная шероховатость вшерохоаатость поспа обработки J

о исходная шероховатость D шероховатость после

оорабошТ]

Рисунок 2 - Распределение шероховатости поверхности образцов в течении 60 мин. обработки.

свидетелей

Шероховатость поверхности образца №3

1 2 3 4 5

№ замера

[о исходная шероховагость и швроховаюсть поспе обрабожц |

Рисунок 2 - Распределение шероховатости поверхности образцов - свиде телей в течении 60 мин. обработки. Разброс исходной шероховатости поверхности 1,72 - 1,82 (0,1 мкм), а после обработки 2,15-2,31 (0,1 бмкм).

Исследована микротвердость поверхностного слоя при тех же условиях виброударной обработки. На рисунке 3 представлена диаграмма распределения микротвердости поверхностного слоя образцов - свидетелей.

Микротвердость поверхности 3-х образцов

1 2 3 4 5

Мз замера

[и исходная микрогвердость и мпкрогеецдость после обработки |

Рисунок 3 - Диаграмма распределения микротвердости поверхностного слоя образцов - свидетелей.

Разброс исходной микротвердости поверхностного слоя 388,6 -412мПа, а после обработки 396,4 - 466,8 мПа.

Максимальное значение микротвердости после обработки отмечается на поверхности образца, где имеет место максимальная интенсивность виброударного воздействия частиц рабочей среды (в зависимости от условий обработки). Отмечено, что превышение продолжительности обработки 120 мин. сопровождалось спадом микротвердости на поверхности вследствие перенаклепа.

Экспериментальным путем определены величины прогиба / На основе известного уравнения рассчитаны остаточные напряжения для полученных значений /':

: 2880000лш4 - момент инерции пластины;

""" /2 ЛЯ- й где Е =7100кгIмм2 модуль упругости; ¿-А3 20-1203

Гг 12

/ = 120мм - длина пластины; Л/^ = а"£ = 20120=240ймл<- площадь конечного деформированного слоя пластины;Ь = 60мм~ расстояние между центрами тяжести деформированного слоя всего сечения пластины; f - прогиб пластины.

На рисунке 4 представлена схема расположения образцов свидетелей.

1 2 3

Г¥~

Ж

Ж—

Рисунок 4 - Схема расположения образцов свидетелей: 1 - имитационная модель, 2 - образцы-свидетели, 3 виброплощадка.

Где jv -дг - номера образцов свидетелей.

По результатам экспериментов по средним значениям шероховатости поверхности построена общая диаграмма распределения шероховатости в исходном состоянии образцов и шероховатости после их обработки в течении 20, 60, 120, 180, 300 мин (рисунок 5), а так же диаграмма распределения шероховатости поверхности при совместной обработке внутренней и наружной поверхности лонжерона (рисунок 6).

Шероховатость поверхности образцов

II

Образцы: 1- Исх.Л., 2-Обр.Л., 3-Исх.Ср„ 4-Обр,Ср., 5-Исх.П., 6-Обр.П.

Ш обработка 20 мин □ обработка 180 мин

I обработка 60 мин □ обработка 120 мин I обработка 300 мин

Рисунок 5 - Общая диаграмма распределения средних значений шероховатости поверхности образцов - свидетелей.

Где 1-Иех.Л. и 2-Обр.Л. - образцы расположенные в левой части имитационной модели до и после обработки соответственно; 3-Исх.Ср. и 4-Обр.Ср. - образцы расположенные в средней части имитационной модели до и после обработки соответственно; 5-Исх.П. и 6-Обр.П. - образцы расположенные в правой части имитационной модели до и после обработки соответственно.

Шероховатость внутреней и наружной поверхности

2,5

л

С 2

0

5 15

а

1 1

I 05

" о I I --------- I-------- 4-

1 2 3 4 6

наименование образцов

- внутренняя поверхность и наружная поверхность

Рисунок 6 - Общая диаграмма распределения шероховатости поверхности

при обработке внутренней и наружной поверхности лонжерона. Анализ полученных результатов показал, что в процессе обработки внутренней и наружной поверхности лонжерона установлено:

1. Исходя из результатов экспериментов, отмечается увеличение микротвердости поверхностного слоя образцов от 419,84 (мПа) до 459,68 (мПа), за счет образования пластических отпечатков.

2. В результате исследований установлено, что разброс шероховатости поверхности 2,15 - 2,31 (0,16мкм) образцов расположенных на внутренней поверхности лонжерона, практически не отличается от шероховатости 2,16 -2,28 (0,12мкм) образцов-свидетелей расположенных на наружной поверхности имитационной модели, при обработке в течении 60 минут.

4. Прирост микротвердости поверхностного слоя Нц на образцах расположенных на наружной поверхности имитационной модели, в течении 60 мин. обработки, составил 7%, а образцов расположенных на внутренней поверхности 5,2%, при тех же условиях обработки.

На рисунке 7 представлена гранспортно - обрабатывающая технологическая система (ТОТС).

Рисунок 7 - Технологическая схема одновременной обработки наружной и внутренней поверхности лонжерона (ТОТС): 1 - обрабатываемая деталь (лонжерон); 2 - виброплатформа; 3 - основание; 4 - рабочая среда; 5 - бак-отстойник; 6 - система циркуляции технологической жидкости; 7 - пружины; 8 - контрольно-сортировочный автомат (КСА); 9 - накладная рабочая камера.

Проведен сравнительный эксперимент с использованием стержневого волновода диаметром 8 и 14 мм.

На рисунке 8 представлена схема нагружения стержневого волновода. В результате отмечено увеличение </ с увеличением ¿а. в среднем на

45%. В частности, для ^.=8мм при нагружении дюралевого образца в

течении 120 с. ¿ти = 1,68,™, а для ¿(т =ммм, с1ти = 2,5мм (рисунок 9).

а;

А

Ьул

Гуд

Рисунок 8 - Схема нагружения стержневого волновода: а) форма стержневых волноводов; б) схема нагружения; 1-кожух; 2-образец; 3-волновод (стержень); 4-инструмент; 5-держатель; 6-пневмоударник.

I

з

2,5 •<• 2

Б

1 1.5 * 1 0,5 -О -I

' _1. <№.

130сек. ОБОсек. 0120 сек] |иисх. В 30 сск. ОБО сек. о 120 сек.'

И ст « 5 им Гз < т = 14 мм

Рисунок 9 - Схема распределения диаметров отпечатков с увеличением времени обработки, с применением стержневого волновода.

Наряду с использованием сплошного (цельного) волновода проведен эксперименте применением составного волновода из 2-х стержней с!=14 мм в сочетании длины и расположения: а) длина 300 мм и 600 мм, б) 600 мм и 300 мм. По результатам эксперимента отмечено увеличение во втором случае

(ударный импульс сообщался от пневмоударника стержню 1=600 мм и от него стержню 1=300 мм). В частности, для дюралевого образца и диаметра

стержней 14 мм при нагружении в течении 120 с. с1опг по схеме - 300 - 600 мм составил 2,1 мм, а по схеме - 600 - 300 мм - 2,5 мм (рисунок 10).

2,5 у

2 •-

а. и 1,5 -

с

О 1 --

■а 0,5 --

Г

ц

3 -г

2,5 -2 -■ 1,5 •1 -0,5 ■О -

□ исх. ИБОсвк. и ЗОсек, Ц120сек.

□ исх. ИбОсек. П ЭОсвк. П120свк.

л) I") ст= 14 мм.длшшл < тергтеП .100 и ООО мм 5) 1) сх а 14 мм длинна стерлнт 600 г, 500 мм

Рисунок 10 - Схема распределения диаметров отпечатков с увеличением времени обработки, с применением составного волновода из 2-х стержней.

Выполнен эксперимент с использованием специального волновода (в виде пружины) длиной 300 мм, число витков - 8; диаметр - 70 мм; диаметр прутка - 8 мм.

При использовании шарико-стержневого упрочнителя (ШСУ) с количеством стержней ц(Г =40, диаметр отпечатков после 300 с.

виброударного нагружения составил 0,5 мм. Уменьшение с1огп в последнем

случае (по сравнению с ШСУ имеющем 18 стержней) можно объяснить увеличением рассеяния энергии ударного импульса на большее количество стержней инструмента.

В процессе регистрации и измерения отпечатков, полученных на алюминиевых образцах, отмечены следующие особенности анализа результатов эксперимента:

- независимо от типа исследуемого волновода (прямого или изогнутого) на поверхности исследуемых образцов отмечалось отпечатков не более 65% от количества стержней;

- значения максимальных и минимальных диаметров отпечатков, образовавшихся на поверхности одного образца, отличались в 2-3 раза, причем основная часть отпечатков наибольшего диаметра расположена на периферии образца, и с приближением к центру размер отпечатков заметно уменьшается.

В пятой главе представлены сведения о практическом применении результатов исследований. Дана технико-экономическая оценка предлагаемых решений на основе сравнения существующей технологической схемы

многоступенчатой виброударной обработки длинномерной детали и предлагаемой транспортно-обрабатывагощей технологической схемы непрерывной виброударной обработки. При этом отмечено снижение трудоемкости, потребления электроэнергии, затрат на изготовление контейнеров и всего технологического оснащения, за счет исключения в технологии упрочнения лонжеронов четырех переходов упрочнения. Общее снижение затрат при использовании новой технологической схемы (ТОТС) на примере лопасти лонжерона лопасти вертолета составляет 19 115 023 рубля.

Разработаны технологические рекомендации, в которых отражены особенности применения разработанных технологических схем, режимов обработки, инструментов и обрабатывающих сред для длинномерных и крупногабаритных деталей.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. На основе анализа параметров виброударного воздействия и с учетом теории вибротранспортирования сыпучих сред предложены новые технологические схемы виброударной упрочняющей обработки длинномерных деталей сложной формы, отражающие влияние условий обработки на производительность и качество обработанных поверхностей.

2. Представлены результаты моделирования технологии обработки поверхности лонжерона при непрерывном транспортировании обрабатывающей среды; для принятых условий обработки, скорость транспортирования Утр - ЪЪ\,25мм/мин. При этом принятый режим

вибротранспортирования "обеспечивает упрочнение поверхностного слоя в результате пластического деформирования.

3. Установлены основные закономерности процесса виброударной упрочняющей обработки, определяющие качество обработанной поверхности - шероховатость, микротвердость, остаточные напряжения. Установлена возможность достижения требуемых геометрических и физико-механических параметров качества поверхностного слоя лонжерона

4. Разработана имитационная модель ТОТС виброударной обработки лонжерона лопасти несущего винта вертолета. Подтверждена возможность одновременной обработки внутренней и наружной поверхности детали.

5. Установлена возможность передачи ударных импульсов в среде стальных шаров, для доработки мест крепления, в том числе механическим стержневым и спиральным волноводом, а также с помощью шарико-стержневого упрочнителя (ШСУ) на обрабатываемую поверхность. Проявление деформационного воздействия характеризуется образованием

пластических отпечатков соответствующего диаметра ^ и глубины И.

6. Предложенные технологические схемы виброударной обработки длинномерных деталей характеризуются достаточно высокой универсальностью и могут быть использованы в технологии обработки деталей указанного класса; позволяют прогнозировать влияние ВиУО на качество поверхностного слоя, использовать их при проектировании технологических процессов упрочняющей обработки.

7. Произведена практическая апробация обработки фрагментов реальной детали и технико-экономическая оценка реализации результатов исследований. На примере внедрения новой технологической схемы обработки лонжерона лопасти несущего винта вертолета, предложенной в работе, ожидаемый экономический эффект составит 19 115 023 рубля за счет снижения трудоемкости, энергозатрат, стоимости изготовления основного оборудования (технологической оснастки).

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

а) реферируемые издания:

1. Медведев М.В. Снижение шумовых характеристик и улучшение экологических показателей виброударной обработки крупногабаритных деталей. / А.П. Бабичев, Б.Ч. Месхи, В. Кайнбанда и др. // Упрочняющие технологии и покрытия.- 2008. - №6. - с. 82.

2. Медведев М.В. Новые технологические схемы виброударной обработки деталей машин и авиакосмической техники. / А.П. Бабичев, П.Д. Мотренко, Д.В. Максимов и др. // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии (Орел ГТУ). 2010. - №4-2. - с. 104.

б) нереферируемые издания:

1. Медведев М.В. Технологические испытания имитационной модели транспортно-обрабатывающей технологической системы виброударной обработки длинномерных деталей. / А.П. Бабичев, П.Д. Мотренко, А.П. Чучукалов, Д.В. Максимов, Ф.А. Пастухов и др. //Вопросы вибрационной технологии: межвуз. сб. науч. ст. ДГТУ. - Ростов н/Д - 2008. - с. 132.

2. Медведев М.В. О волновых процессах при виброударной упрочняющей обработке деталей./ А.П. Бабичев, П.Д. Мотренко, Д.В. Максимов и др. // Авангардни материали и обработки: сб. науч. ст. 9-ой междунар. технич. конф. -Болгария.-2009.-с. 114.

3. Медведев М.В. Новые технологические схемы виброударной обработки деталей машин и авиакосмической техники./ А.П. Бабичев,

П.Д. Мотреико, Д.В. Максимов и др.// Авангардни материал» и обработки: сб. науч. ст. 9-ой междунар. технич. конф. - Болгария. - 2009. - с. 123.

4. Медведев М.В. Математическая модель формирования поверхности детали при вибрационной обработке/ А.П. Бабичев, Н.Т. Мишняков, Б.С. Глазман и др. //Вопросы вибрационной технологии: межвуз. сб. науч. ст. /ДГТУ. - Ростов н/Д, 2009. - с. 128.

5. Медведев М.В. Новые технологические схемы виброударной обработки деталей машин и авиакосмической техники./ А.П. Бабичев, П.Д. Мотренко, Д.В. Максимов и др. // Перспективные направления развития технологии машиностроения и металлообработки: сб. науч. ст. 27-ой междунар. конф. -Ростов н/Д. -2009. - с 196.

6. Медведев М.В. Применение виброударной обработки для повышения качества и эксплуатационных свойств силовых деталей высокотехнологичных изделий./ А.П. Бабичев, П.Д. Мотренко, Д.В. Максимов и др.// Технологические методы повышения качества продукции в машиностроении. -Воронеж. -2010. - с. 96.

В печать

Объём^/усл. п.л. Офсет. Формат 60x84/16.

Бумага тип №3. Заказ №£¿5Гираж/£Йкз. Цена свободная

Издательский центр ДГТУ

Адрес университета и полиграфического предприятия: 344000, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина,!.

Введение.

Глава I. Состояние вопроса исследуемой проблемы и постановка задач исследования.

1.1. Классификация и конструктивные особенности объекта исследования.

1.2.Классификация деталей сложной формы. Технологические методы повышения эксплуатационных свойств силовых деталей.

1.3. Обзор и классификация схем виброударной отделочно-упрочняющей обработки (ВиОУО).

1.4. Влияние ОУО ППД на качество поверхности и эксплуатационные свойства деталей.

1.5.Цель и задачи исследований.

Глава II. Теоретический анализ и обоснование возможности виброударной обработки наружной и внутренней поверхности длинномерных деталей сложной формы.

2.1 Анализ основных параметров процесса виброударной обработки (ВиУО).

2.2.Разработка физической модели транспортно-обрабатывающей технологической системы виброударной обработки длинномерных деталей сложной формы.

2.3. Анализ методов расчета параметров упрочненного поверхностного слоя детали при виброударной обработке.

2.4. Разработка и классификация схем виброударного воздействия.

2.5. Разработка математической модели формирования поверхности детали при вибрационной обработке.

Глава III. Методика экспериментальных исследований.

3.1.Характеристика основного оборудования и приспособлений; разработка имитационных моделей.

3.2 Специальные инструменты, устройства, технологические среды.

3.3 Опытные образцы: материал, форма, размеры, исходное состояние.

3.4 Методы и средства контроля результатов исследований; контролируемые параметры.

3.5 Методы обработки результатов экспериментов.

Глава IV. Экспериментальные исследования.

4.1. Моделирование технологии обработки внутренней и наружной поверхности длинномерных деталей (на примере лонжерона лопасти несущего винта вертолета) при непрерывном транспортировании обрабатывающей среды.

4.2. Разработка и технологические испытание имитационной модели.

4.3 Исследование параметров взаимодействия частиц обрабатывающей среды с поверхностью детали. Влияние времени обработки, амплитуды и частоты колебаний на микротвердость и шероховатость поверхности (на внутренней и наружной поверхности).

4.4. Исследование возможности передачи ударных импульсов механическим стержневым волноводом на обрабатываемую поверхность.

Глава V. Практическое применение результатов исследований.

5.1 .Разработка технологических рекомендаций.

5.2.Разработка эскизного проекта технологического оснащения процесса. 156 5.3 .Сравнительная технико-экономическая оценка существующего и предлагаемого процесса.

Современный этап развития технологии машиностроения в значительной мере характеризуется изысканием и оптимизацией технологических приемов преобразования исходного материала детали, ее поверхности и поверхностного слоя с учетом условий эксплуатации изделия. Решается комплексная задача создания или выбора условий обработки (методов обработки), достижения качественных показателей детали (качества поверхности и поверхностного слоя), обеспечивающих наиболее высокие эксплуатационные свойства. Правомерность постановки и решения такой задачи обосновывается установлением корреляционных связей важнейших эксплутационных свойств детали, параметров качества поверхности и условий (методов) их формирования.

В современном производстве многие детали машин, в зависимости от условий их эксплуатации, подвергают упрочняющей обработке. Требования, предъявляемые к качеству рабочей поверхности, заставляют технолога подобрать наиболее эффективный метод упрочняющей обработки и, как правило, эта задача становится технико-экономической. Практика показывает, что в современном производстве не существует универсальных методов упрочнения в равной мере эффективных для обработки деталей различных типов и видов. Каждый метод имеет свою конкретную область рационального применения.

Условия работы деталей машин во многих случаях характеризуются высокими механическими и тепловыми нагрузками, наличием в сопряженном пространстве химически агрессивных или абразивных сред, что обуславливает необходимость разработки конструкционных материалов типа высоколегированных сталей и сплавов или разработку прогрессивных методов поверхностного упрочнения с нанесением покрытий, имеющих определенно заданные свойства, или создания микрогеометрии поверхностного слоя с требуемыми характеристиками.

Применение высокопрочных материалов для ответственных деталей конструкций обеспечивает снижение массы и повышение технико-экономических показателей современных машин. Однако достижение высокой статической прочности металлов сопровождается резким замедлением роста их предела выносливости. Использование высокопрочных сталей нередко ограничивается их повышенной чувствительностью к концентрации напряжений и различного рода дефектам (трещинам).

Разрушение детали в процессе эксплуатации, как правило, начинается с поверхностного слоя. Это объясняется тем, что поверхностные слои оказываются в наиболее напряженном состоянии, являются границей раздела фаз и подвергаются активному воздействию внешней среды. Отсюда вытекает необходимость улучшения физико-механических характеристик металла и геометрии рабочих поверхностей деталей.

Важное место в повышении долговечности и надежности работы механизмов машин отводится процессам упрочнения деталей методами поверхностного пластического деформирования, обеспечивающими стабильные и благоприятные, с точки зрения эксплуатационных показателей, характеристики качества поверхности и поверхностного слоя.

Большое количество работ отечественных и зарубежных исследователей посвящено изучению существующих и созданию новых методов 1111Д. Наибольший эффект упрочнения от применения ППД достигается для циклически нагружаемых деталей с конструктивными (галтели, выточки, резьбы, зубья, шлицы и т.п.) или эксплуатационными (коррозионные повреждения, царапины, надрезы и т.п.) концентраторами напряжений.

Сравнительный анализ методов отделочно-упрочняющей обработки динамическим поверхностно-пластическим деформированием показывает, что виброударная обработка наиболее универсальна при низкой стоимости, конструктивной простоте и достаточно высокой эффективности.

В последние годы в технологии металлообработки широкое распространение получили динамические методы отделочно-упрочняющей обработки ППД и среди них виброударная обработка и ее разновидности. Многочисленными исследованиями и опытом промышленности доказана высокая эффективность применения виброударной обработки как средства повышения качества, долговечности и надежности деталей и изделий.

К особенностям рассматриваемых методов вибрационной отделочно-упрочняющей обработки (ВиОУО) следует отнести отсутствие жесткой кинематической связи между элементами технологической системы, что позволяет осуществлять обработку значительных участков или всей поверхности одновременно; некоторые схемы ВиОУО позволяют обрабатывать одновременно партии деталей, обеспечивая существенное сокращение затрат и штучного времени.

Указанные методы обработки характеризуются широкой универсальностью, высокой производительностью, обеспечивают повышение качества обработанной поверхности, долговечности деталей машин и приборов.

В частности виброударная обработка применяется для отделочно-упрочняющей обработки деталей, прежде всего сложной конфигурации, в ряде отраслей машиностроения: автотракторной, авиационной, сельхозмашиностроения, судостроения и др. Среди обрабатываемых деталей: лонжероны и панели самолетов и вертолетов, коленчатые и распределительные валы двигателей, зубчатые колеса, лопатки турбин, некоторые виды штампового и металлорежущего инструмента и др.

Отмеченные особенности требуют нетрадиционного подхода к решению технологических задач: разработки и совершенствования методов виброударного воздействия, разработки новых технологических схем виброударной обработки деталей рассматриваемого класса.

В этой связи совершенствование технологии виброударной упрочняющей обработки длинномерных деталей сложной формы является актуальной проблемой.

Научная новизна диссертации:

1. Теоретически обоснованы и экспериментально подтверждены новые технологические схемы виброударной обработки длинномерных деталей на основе использования эффекта вибротранспортирования обрабатывающей среды по обрабатываемой поверхности детали.

2. Создана имитационная модель транспортно-обрабатывающей технологической системы виброударной обработки наружной и внутренней поверхностей длинномерной детали с учетом процесса вибротранспортирования.

3. Разработана математическая модель формирования поверхности детали при виброударной обработке.

4. Установлены и экспериментально подтверждены зависимости режима колебаний, пространственной ориентации детали от параметров перемещения (транспортирования) обрабатывающей среды по обрабатываемой поверхности — скорости, объема перемещаемой среды (стальных шаров).

Практическая значимость диссертации и использование полученных результатов:

1. Разработаны новые технологические схемы виброударной обработки длинномерных деталей, обеспечивающие повышение производительности, снижение энергозатрат и материалоемкости технологического оснащения.

2. Разработана методика расчета скорости транспортирования рабочей среды, шероховатости поверхности, микротвердости и остаточных напряжений.

3. Разработаны технологические рекомендации; дана сравнительная технико-экономическая оценка результатов исследований.

Объектом практической реализации диссертационного исследования являлась: разработка имитационной модели транспортно-обрабатывающей технологической системы виброударной обработки наружной и внутренней поверхностей длинномерной детали с учетом процесса вибротранспортирования. Для реализации технологии разработаны технологические рекомендации по организации виброударной обработки длинномерных деталей. Разработанная технология прошла промышленную апробацию на ОАО «Роствертол».

Результаты исследованйй автора позволяют расширить область знаний в разделах учебной литературы посвящённых виброударной обработки длинномерных деталей на основе использования эффекта вибротранспортирования.

Выводы:

1. При испытании ТОТС, установлено устойчивое и равномерное транспортирование рабочей среды по внутренней поверхности обрабатываемого лонжерона, ее скорость составляет ¥ТР =381,25мм! мин.

2. За время обработки шероховатость поверхности на образцах — свидетелях увеличилась за счет появления пластических отпечатков (следов обработки), наибольший диаметр отпечатков - с!ы = 0,386 мм достигается при: максимальной амплитуде колебаний Атзх =33мм и времи обработки -1=20 мин;

3.Микротвердость поверхностного слоя за время 1-го эксперимента, на образце №1 увеличилась на 9,2%, на образце №2 увеличилась на 8,3%. За время 2-го эксперимента, микротвердость на образце №1 увеличилась на 9,8%, а на образце №2 микротвердость увеличилась на 2,8%.

Следующая серия экспериментов проведена на установке - УВГ 4 х 10 л. с инерционным вибровозбудителем.

Рабочая среда — стальные шары диаметр 7мм. Режимы обработки:

- частота колебаний - £=30 Гц

- время обработки - 1=5 мин

- амплитуда колебаний:

1-й образец - Авх = 2,5 мм; 2-й образец - Асер = 1,5 мм; 3-й образец - Авых = Змм.

Материал образцов алюминиевый сплав - АВТ-1. Конролируемые параметры:

- шероховатость поверхности - Яа (мкм);

- микротвердость поверхностного слоя - Ди (мПа).

Эксперимент №3.Обработка внутренней поверхности лонжерона проводится транспортированием слоя шаров.

Заключение

Выполнен комплекс теоретических и экспериментальных исследований в результате которых:

1. На основе анализа параметров виброударного воздействия и с учетом теории вибротранспортирования сыпучих сред предложены новые технологические схемы виброударной упрочняющей обработки длинномерных деталей сложной формы, отражающие влияние условий обработки на производительность и качество обработанных поверхностей.

2. Представлены результаты моделирования технологии обработки поверхности лонжерона при непрерывном транспортировании обрабатывающей среды; для принятых условий обработки, скорость транспортирования vTP=i%\,2 5 мм/мин. При этом принятый режим вибротранспортирования обеспечивает упрочнение поверхностного слоя в результате пластического деформирования.

3. Установлены основные закономерности процесса виброударной упрочняющей обработки, определяющие качество обработанной поверхности - шероховатость, микротвердость, остаточные напряжения. Установлена возможность достижения требуемых геометрических и физико-механических параметров качества поверхностного слоя лонжерона

4. Разработана имитационная модель ТОТС виброударной обработки лонжерона лопасти несущего винта вертолета. Подтверждена возможность одновременной обработки внутренней и наружной поверхности детали.

5. Установлена возможность передачи ударных импульсов в среде стальных шаров, для доработки мест крепления, в том числе механическим стержневым и спиральным волноводом, а также с помощью шарико-стержневого упрочнителя (ШСУ) на обрабатываемую поверхность. Проявление деформационного воздействия характеризуется образованием пластических отпечатков соответствующего диаметра а0Т11 и глубины h.

6. Предложенные технологические схемы виброударной обработки длинномерных деталей характеризуются достаточно высокой универсальностью и могут быть использованы в технологии обработки деталей указанного класса; позволяют прогнозировать влияние ВиУО на качество поверхностного слоя, использовать их при проектировании технологических процессов упрочняющей обработки.

7. Произведена практическая апробация обработки фрагментов реальной детали и технико-экономическая оценка реализации результатов исследований. На примере внедрения новой технологической схемы обработки лонжерона лопасти несущего винта вертолета, предложенной в работе, ожидаемый экономический эффект составит 19 115 023 рубля за счет снижения трудоемкости, энергозатрат, стоимости изготовления основного оборудования (технологической оснастки).

1. A.c. 1315254 СССР Способ ВиО внутренней поверхности длинномерных деталей./ Бабичев И.А. и др. Опубл. в Б. И., 1987.

2. Александров Е.В., Соколянский В.Б. Прикладная теория и расчеты ударных систем. М.: Наука, 1969. - 197с.

3. Артемьев Б.П. Анализ методов упрочнения деталей машин.// Совершенствование механосборочного производства и пути развития технологии: Сб.ст. М.: Оргстанкинпром. 1991. - С. 64-67.

4. Ахмадеев Н.Х. Исследование откольного разрушения при ударном деформировании. Модель повреждаемой среды.// ЖПМТФ.- 1983.- №4.- с. 158-167.

5. Бабей Ю.И., Бережницкая М.Ф. Метод определения остаточных напряжений первого рода. Львов: ФМИ АНУССР,1980.- 66 с.

6. Бабичев А.П., Бабичев И.А. Основы вибрационной технологии. Ростов-н/Д: ДГТУ, 1999.-620с.

7. Бабичев А.П., Мотренко П.Д. и др. Отделочно-упрочняющая обработка деталей многоконтактным виброударным инструментом. Ростов-н/Д, ДГТУ, 1999г. 190с.

8. Ю.Бабичев А.П., Санамян В.Г., Тамаркин М.А. Повышение равномерности обработки деталей сложной формы за счет изменения давления в рабочей зоне вибрационной установки. //Прогрессивная отделочно-упрочняющая технология: Сб. ст. Ростов н/Д: РИСХМ. - С. 3-4.

9. Бабичев И.А. Модель передачи ударного импульса в ШСУ // Вопросы вибрационной технологии: Межвуз. сб. Ростов н/Д: ДГТУ, 1991. - С.9-21.

10. З.Бабичев И. А., Санамян В.Г., Сергеев М.А. Вибрационная ОЗО длинномерных деталей: Тез. докл. Всесоюз. науч.-техн. конф.: Ростов н/Д, 1988. - С. 33-34.

11. Бабичев И.А., Семыкин Ю.А. Возможности виброударной урочняющей обработки шарико-стержневым упрочнителем. //Совершенствование процессов отделочно-упрочняющей обработки деталей: Сб. ст. Ростов н/Д, 1988 - С. 44-45.

12. Бабичев И.А., Сергеев М.А. Упрочняющая обработка шарико-стержневым упрочнителем (ШСУ) длинномерных деталей. //Конструирование и производство с/х машин: Сб. ст. Ростов н/Д, 1985. - С. 107-108.

13. Бабичев И.А., Холоденко Н.Г., Шевцов С.Н. Конструктивные формы и методики расчета шарико-стержневого упрочнителя (ШСУ). // Современные проблемы машиностроения и технологический процесс: Тез. докл. междунар. науч. техн. конф. - Донецк, 1996.

14. Баскаков В.А. Анализ распространения и динамического воздействия ударных волн на деформируемое твердое тело. Автореф. дис. д-р физ.-мат. наук.- Чебоксары, 1991. 37 с.

15. Баскаков В.А. Поверхностная прочность конструкции в условиях ударного импульса нагружений. Ростов н/Д, 1988. - С. 70-71.

16. Батуев и др. Инженерные методы исследования ударных процессов.- М.: Машиностроение, 1977. С. 210.

17. Биргер И.А. Остаточные напряжения.- М.: Машгиз, 1968.- С. 232.

18. Вассерман H.H., Гладковекий В.А. О характеристиках циклической прочности малоуглеродистой стали. Сб. Отраслевые лаборатории. Пермь, 1964.

19. Веников В.А. Теория подобия и моделирование: Учеб. пособие для вузов.-М.: Высшая школа, 1976. 497 с.

20. Вибрации в технике. Справочник в 6-ти т. /Под ред. Ф.М. Диментберга, К.С. Колесникова. М.: Машиностроение, 1980. - 544с.

21. Вуд В.А. Некоторые экспериментальные основания теории усталостиiметаллов. Сб. «Атомный механизм разрушения». Металлургиздат, 1963.

22. Высокоскоростные ударные явления. М.: Мир.- 1973./ Пер. с англ. В.А. Васильева и др.; под. ред. В.Н. Никольского.

23. Ганиев Р.Ф., Кононенко В.О. Колебания твердых тел. М.: Наука, 1976. — 432 с.

24. Гольдсмит В. Удар. М.: Госстройиздат, 1965. — 446 с.

25. Гончаревич И.Ф. Вибрация нестандартный путь.- М.: Наука, 1986. -207с.

26. Гончаревич И.Ф. Динамика вибрационного транспортирования.- М.: Наука, 1972.-212 с.31 .Гончаревич И.Ф., Фролов К.В. Теория вибрационной техники и технологии.- М.: Наука, 1981. 315 с.

27. Горохов В.А. Обработка деталей пластическим деформированием. — К. Техника, 1978.- 192с.

28. Григорович В.К. Твердость и микротвердость металлов. -М.: Наука, 1976. -230 с.

29. Гудков A.A., Славский Ю.И. Методы измерения твердости металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1982. - 168 с.

30. Гуляев А.П. Металловедение. М.: Металлургия, 1978. — 647с.

31. Давиденков H.H. Динамические испытания металлов. — М., JL: ГИЗ. 1929.

32. Давиденков H.H. Некоторые проблемы механики материалов. — JL: Лениздат, 1943. — 151 с.

33. Демкин Н.Б. Анализ структуры упруго-пластического контакта шероховатых поверхностей. //Контактное взаимодействие твердых тел: Сб. ст. Тверь, 1991. - С. 4-12.

34. Демкин Н.Б. Контактирование шероховатых поверхностей,- М.: Наука, 1970.-225 с.

35. Динник А.Н. Удар и сжатие упругих тел.- Киев: АН УССР, 1952.

36. Дрозд М.С. Определение механических свойств материалов без разрушения. -М.: Металлургия, 1965. 171 с.

37. Иванова B.C. Обзор теорий усталости. Сб. Усталость металлов. М. 1960.

38. Иванова B.C., Терентьев В.Ф. Природа усталости металлов. М.: Металлургия, 1975. — 456с.

39. Исаев А.Н. Упрочнение материала при дорновании отверстий трубных заготовок. Ж. «Упрочняющие технологии и покрытия». М. 2005. №2. С. 10-16.

40. Исследование по упрочнению деталей машин./ Под ред. Кудрявцева И.В., М.: Машиностроение, 1972. 327 с.

41. Картышев Б.Н., Омельченко В.Н. Автоматизация контроля виброобработки. // Авиационная промышленность.- №12.- 1983. С. 78.51 .Кильчевский А.Н. Теория соударения твердых тел. M.-JL: ГТТИ, 1949.

42. Киричек A.B., Соловьев Д.Л., Лазуткин А.Г. Технология и оборудование статико-импульсной обработки поверхностным пластически деформированием. — М.: Машиностроение, 2004. 287с.

43. Козырев В.К., Серебряков В.И., Фролов П.И. Применение ППД для упрочнения деталей вертолетов. // Авиационная промышленность.- 1979, №2.- С. 10-12.

44. Комаров В. А. и др. Моделирование процесса изменения высоты неровностей поверхности при дробеметной обработке. // Авиационная промышленность. 1982.- №4. С. 6-8.

45. Коновалов Е.Г. и др. Динамическая прочность металлов Минск: Наука и техника, 1969.

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

47. Копылов Ю.Р. Виброударное упрочнение. — Воронеж: Ин-т МВД России, 1999.-386 с.

48. Копылов Ю.Р. Влияние динамического разрыхления рабочей среды на процессы виброударного упрочнения. // Машиностроение. 1968.- №1.- С. 148.

49. Кортен Г.Т. , Т. Дж. Доллан. Суммирование усталостных повреждений. Сб. Усталость металлов. И.Л. — 1961.

50. Крагельский И.В., Бессонов Л.Ф., Швецова Е.М. Контактирование шероховатых поверхностей: ДАН СССР. 1953. -Т. 93,- №1.- С. 43-46.

51. Кудрявцев И.В. Внутренние напряжения как резерв прочности в машиностроении. М.: Машгиз, 1951.

52. Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение. М.: Машиностроение, 1990. - 527 с.

53. Лебедев В.А. Технологическое обеспечение качества поверхности детали при вибрационной ударно-импульсной обработке. Дис.канд. техн.,наук. Ростов н/Д, 1984. - 248 с.

54. Мотренко П.Д., Аксенов В.Н., Бабичев А.П., Прокопец Г.А. Отделочно-упрочняющая обработки многоконтактным виброударным инструментом //Высокие технологии в машиностроении: Материалы научн.-техн. конф. -Самара, СГТУ, 2002. С. 25-28.

55. Мотренко П.Д., Прокопец Г.А., Бабичев А.П. Ударно-волновые процессы при вибрационной отделочно-упрочняющей обработке деталей ППД. //Вопросы вибрационной технологии: Сб. ст. — Ростов-н/Д, 2003. С. 9-11.

56. Нагаев Р.Ф. Механические процессы с повторными затухающими соударениями. М.: Наука, 1985. — 200 с.

57. Нейль О.Г. Твердость металлов и её измерение. M.-JL: Металлургиздат, 1940.-376 с.

58. Нигматуллин Р.И. Динамика многофазных сред. М.: Наука, 1987.- С. 464.71.0динг И.А. Теория дислокаций в металлах и её применение. М.: АН1. СССР, 1959.

59. Оленин Е.П. Применение виброобработки для снижения остаточных напряжений сварных соединений.// Авиационная промышленность.- 1984. -№1.-С. 86

60. Палатник Л.С., Рывицкая Т.М., Любарский Н.М. О механизме образования вторичных структур при импульсном нагружении: ДАН СССР, 1970. Т. 191.- №3.- С. 568-571

61. Пановко Я.Г. Введение в теорию механического удара. М.: Наука., 1977.

62. Пановко Я.Г. Основы прикладной теории колебаний и удара. Л.: Машиностроение, 1976.

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

64. Петросов В.В. Гидродробеструйное упрочнение деталей и инструмента. -М.: Машиностроение, 1977. 186 с.

65. Повышение долговечности деталей машин методом поверхностного наклепа./ Кудрявцев И.В., Андриенко В.М., Саввина Н.М. и др./ Под ред.

66. И.В. Кудрявцева/ ЦНИИТМАШ. Кн. 108.- М.: Машиностроение, 1965. -211 с.

67. Подзей A.B., Сулима A.M., Евстигнеев М.И., Серебренников Г.З. Технологические остаточные напряжения. -М.: Машиностроение, 1973. -216 с.

68. Практическая растровая электронная микроскопия. М.: Мир, 1978. -656с.

69. Прокопец Г.А. Интенсификация процесса виброударной обработки на основе повышения эффективности вибрационного воздействия и учета ударно-волновых процессов. Дисканд. техн. наук, 1995.

70. Прокопец Г.А., Мул А.П., Мишняков Н.Т. Теоретико-вероятностный анализ формирования микрорельефа поверхности при ВиУО. //Вопросы вибрационной технологии: Межвуз. сб. науч. тр.- Ростов н/Д: ДГТУ, 1995. С. 27-35.

71. Пятосин Е.И., Армадерова Г.Б. Исследование контактных усилий деформирования при упрочняющей обработке методом обкатывания роликовым инструментом. Минск: Наука и техника, 1975.

72. Рагульскис И.Ф. Динамика вибрационного транспортирования. М.: Наука, 1972. -212с.

73. Регель В.Р., Слуцкер А.И., Томашевский Э.Е. Кинетическая природа прочности твердых тел. — М.: Наука, 1974. — 560 с.

74. Рыжов Э.В., Аверченков В.И., Казаков Ю.М. Выбор методов обработки, обеспечивающих повышение качества, долговечности и надежности машин: Всесоюз. науч.-техн. конф. Брянск, 1990.- С. 48-49.

75. Рыковский Б.П., Смирнов В.А., Щетинин Т.М. Местное упрочнение деталей поверхностным наклепом.- М.: Машиностроение, 1985. 151 с.

76. Саверин М.М. Дробеструйный наклеп. М.: Машгиз, 1985. - 311 с.

77. Санамян В.Г., Кулешов Б.В. Исследование влияния избыточного давления в рабочей камере на интенсивность вибрационной обработки//

78. Прогрессивная отделочно-упрочняющая технология: Сб. науч. тр. -Ростов н/Д: РИСХМ, 1980,- С. 180-193.

79. Серебряков В.И. Оптимизация процесса упрочнения дробью по заданной шероховатости. //Поверхностный слой, точность и эксплуатационные свойства машин и приборов: Сб. ст. -М.: МДНТП, 1986.- С. 76-79.

80. Серебряков В.И., Комаров В.А. Расчет характеристики упруго-пластического контакта при ударе.// Вестник машиностроения,- 1986.-№8.

81. Скобеев A.M., Рыков Г.В. Измерение напряжений в грунтах при кратковременных нагрузках.- М.: Наука, 1978. — 168с.

82. Смелянский В.М. Механика упрочнения деталей поверхностным пластическим деформированием.- М.: Машиностроение, 2002. 299 с.

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

84. Смирнов В.А. Определение степени пластической деформации по прогибу образцов-свидетелей. //Машиностроение.- 1983.-№5.- С. 135-139.

85. Суслов А.Г. Качество поверхностного слоя деталей машин. М.: Машиностроение, 2000. - 320с.

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

87. Тамаркин М.А., Чаава М.М., Клименко A.A. Расчет параметров шероховатости поверхности при вибрационной отделочной обработке. //Вопросы вибрационной технологии: Межвуз. сб. науч. ст. Ростов-н/Д: ДГТУ, 1999.

88. Устинов В.П. Исследование основных закономерностей процесса вибрационной отделочно-упрочняющей обработки в металлических средах. Дис.канд. техн. наук. Ростов н/Д, 1970. -270 с.

89. Физические основы ультразвуковой технологии.- М.: Наука, 1970.- 68б с.

90. Фридман Я.Б. Механические свойства металлов. М.: Машиностроение, 1974.-Т. 1,2.-471 е., 386 с.

91. Фролов К.В. Вибрация друг или враг?- М.: Наука, 1986. - 143 с.

92. Холоденко Н.Г. Виброударная отделочная обработка гребных винтов в условиях судоремонтного производства. Дис. канд. техн. наук, 2001.

93. Худобин JI.B. Смазочно-охлаждающие средства, применяемые при шлифовании. М.: Машиностроение, 1971. — 214 с.

94. Чучукалов А.П. и др. Анализ технологических схем виброударной упрочняющей обработки длинномерных деталей. Ж. Упрочняющие технологии и покрытия. М.: 2006. №6. С. 3-7.

95. Чучукалов А.П. и др. Анализ параметров процесса высокоамплитудного виброударного упрочнения. Сб. Вопросы вибрационной технологии. Ростов-на-Дону, ДГТУ, 2006. — С. 12-20.

96. Чучукалов А.П. и др. Повышение циклической прочности деталей-из алюминиевых сплавов путем предварительного нагружения и вибронаклепа. Ж. Упрочняющие технологии и покрытия. М.: 2006. №12. С. 3-7.

97. Чучукалов А.П. и др. Применение вибрационных технологий для повышения качества поверхности и эксплуатационных свойств деталей. Ростов-на-Дону, ДГТУ, 2006. 215с.

98. Школиков B.C., Пеллипец B.C., Исакович Е.Г., Цыган Н.Я. Измерение параметров вибрации и удара. М.: Издательство стандартов.- 1980.

99. Шнейдер Ю.Г. Образование РМР на деталях и их эксплуатационные свойства. М.: Машиностроение, 1972.- С. 238.

100. Юдин Д.Л., Панчурин В.В., Подзей В.А. Остаточные напряжения в поверхностном слое металла, упрочненного ППД динамическим методом. -С. 15-16.

101. Юркевич В.Б. Исследование процесса вибрационной ударной обработки и его влияние на эксплуатационные свойства деталей машин. Дис. канд. техн. наук, 1981.

102. Ящерицин П.И., Рыжов Э.В., Аверченков В.И. Технологическая наследственность в машиностроении. — Минск: Наука и техника, 1977. -256 с.

103. Ящерицын П.И. и др. Пневмоцентробежный способ упрочняющей обработки внутренних поверхностей вращения. //Вестник машиностроения».- 1977.-№4.- С. 106-111.

104. Борздыка A.M., Гецов Л.Б. Релаксация напряжений в металлах и сплавах. М. «Металлургия». 1978. 255с.

105. Постников B.C. Внутреннее трение в металлах. М. «Металлургия», 1969. 330с.

106. Примеры обрабатываемых деталей

107. Лонжерон лопасти вертолета Лонжерон лопасти вертолетастальной) (дюоалевый)

108. По виду трешш в контакте инструмента с деталью1. Контактоввдавливание1. Треннескольжения1. Трешю качения

109. Трение качения с проскальзыванием

110. По условиям трети в контактеX1. Шариками —С1. С жесткой связью1. С упругой связью1

111. Механический Пневматпчесгаш1. Взрывной волной

112. Методы обработки поверхностным пластическимдеформированием (ППД)

113. По форме деформирующих тел1. Роликами1. Телами произвольных форм7.?-1-^

114. По связи деформирующих тел с источником движения1. I \1. С злаелгшон связью1. По направляющим1. Несвязанны мн телами1.I I Г

115. По способу передачи энерпш деформирующим телам1. Пираплшескш1. Электромагнитным полем1. Комбинированный-о -л

116. Существующая технология упрочнения лонжеронов и еенедостатки

117. В настоящее время на заводе ОАО "Роствертол" применяется технология упрочнения лонжеронов на однокоординатномвибростенде ВСУЛ-1А.1кэ