автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.08, диссертация на тему:Управление качеством комбинированной обработки деталей транспортных машин, работающих в экстремальных условиях

На правах рукописи

¿г

Сухочев Геннадий Алексеевич

Управление качеством комбинированной обработки деталей транспортных машин, работающих в экстремальных условиях

Специальность 05.02.08 - Технология машиностроения 05.03.01 - Технологии и оборудование механической и физико-технической обработки

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Воронеж 2005

Работа выполнена в Воронежской государственной лесотехнической

академии

Научный консультант: доктор технических наук, профессор

Смоленцев Владислав Павлович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Бабичев Анатолий Прокопьевич;

доктор технических наук, профессор Максименков Владимир Иванович;

доктор технических наук, профессор Афанасьев Александр Александрович.

Ведущая организация: Федеральное государственное унитарное

предприятие НПО «Техномаш»

Защита диссертации состоится 15 июня 2005 года в 14 часов в конференц-зале на заседании диссертационного совета Д 212.037.04 Воронежского государственного технического университета по адресу: 394026, г. Воронеж, Московский просп., 14.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Воронежского государственного технического университета.

Автореферат разослан " " мая 2005 г.

Ученый секрешрь диссертационного совета

<- б

¿ГЦ 3 Ц ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Повышение качества машин, используемых в транспортных системах различного назначения, всегда является актуальной проблемой машиностроения. Большая часть транспортных машин работает в условиях нестационарного воздействия знакопеременных нагрузок, повышенных и криогенных температур, газообразного и жидкого водорода. Это мощные дизели, агрегаты турбонаддува сталеплавильного оборудования, турбокомпрессоры и турбонасосы для авиационно-космической техники и транспортирования природного газа, насосные агрегаты технологических линий различных отраслей промышленности, в том числе - металлургических, химических и криогенных производств. Они эксплуат ируются при критических знакопеременных нагрузках, многоцикловых нагружениях при кавитации и пульсации высоких рабочих давлений, в агрессивных водородосодержащих средах с воздействием межкристаллитной коррозии, в широком диапазоне рабочих температур.

В наиболее экстремальных условиях находятся детали, работающие в среде жидких газов, например в водороде, где давление жидкой среды на поверхность детали может достигать 55 МПа Стенки таких деталей достаточно тонкие, и с другой стороны стенки может происходить горение ки-слородчо-водородной смеси, где градиент температур по толщине может достигать 2500-3000 К. В течение многих лет проводились исследования по повышению качества поверхностного слоя деталей технологическими методами, определяющими общий уровень качества транспортных машин. Установлено, что при больших перепадах температур в присутствии жидкого водорода и газообразной среды на границах с деталью поверхность не должна иметь местных микроуглублений, в которые под давлением попадает водород- происходит интенсивное наводораживание и охрупчивание материала. За счет известного эффекта Ребиндера возникают высокие растягивающие напряжения, резко снижающие работоспособность детали при высоких знакопеременных нагрузках. Большинство деталей, работающих в среде жидкого водорода и других криогенных средах, имеют сложную геометрическую форму и ограниченный доступ обрабатывающей среды.

Примером нагруженной детали транспортной машины является рабочее колесо турбонасосного агрегата с наружным бандажом. Она выполнена из цельною куска высокопрочного сплава, где минимальный просвет между лопатками может быть менее 1 мм. Для нормальной эксплуатации транспортной машины требуется получать лопатки с погрешностями по геометрии не более ±0,1 мм, при шероховатости поверхности не более 1 мкм. Усталостный характер трещин в лопатках связан с их многоцикловым нагружением, обусловленным высокочастотным воздействием переменных нагрузок из-за пульсаций ДО^^^дВД^^^Ц^^* В среде жид-

БИБЛИОТЕКА С. Петербург. О»

41 || ■

J

кого водорода при наличии микротрещин это приводит к резкому усилению расклинивающего эффекта и деструкции материала. В зонах концентрации напряжений влияние водорода существенно уменьшает величину разрушающего напряжения. Анализ результатов предварительных экспериментальных исследований показывает зависимость эксплуатационных показателей лопаточных деталей в среде водорода от механических свойств материала и характеристик его равномерного упрочнения в зоне концентратора напряжений.

Проблема равномерного поверхностного упрочнения узких (1-10 мм) межлопаточных каналов переменного сечения до настоящего времени не была решена по причине отсутствия эффективных управляемых механизированных методов и средств, позволяющих проводить «залечивание» трещиноватого слоя, наследованного от предшествующих стадий обработки. Нами предложен новый способ (патент России № 221736), включающий комбинированную обработку каналов с формированием бездефектной поверхности при сохранении заданных технологических показателей. Его суп» в том, что через канал заготовки под действием вибрации и гравитационных сил, с поджатием обрабатывающих гранул (в ряде случаев при наложении тока низкого напряжения) проталкивается вибровязкая псевдоожижениая среда с твердым наполнителем. Это обеспечивает равномерный наклеп и микродеформацию поверхностного слоя канала переменного сечения. Подобный способ ранее не исследовался, и только после его применения при изготовлении турбокомпрессорных и насосных уст-ройсI в в нефтехимической и металлур! ической промышленности, агрегатов автотракторных, локомотивных, ракетных и авиационных двигателей удалось повысить надежность и ресурс транспортных машин при экстремальных условиях эксплуатации. Предложенный метод направленного комбинированного упрочнения, названный виброэкструзионной обработкой, позволяет обеспечивать получение заданных показателей качества поверх нос того слоя в условиях ограниченною доступа обрабатывающих сред с повышением эксплуатационных характеристик нагруженных деталей и транспортных машин в целом. Устранить микротрещины или изменить их морфологию на труднодоступных поверхностях сложного профиля с применением предложенного способа возможно при условии ис-полыования комплексных параметров, определяющих состояние поверхностного слоя деталей и конкретный эксплуатационный показатель, а также - установив законы взаимного влияния этих параметров и режимов обработки с учетом явлений технологической наследственности и управляемости этих комплексных параметров.

Научная проблема, решаемая в данной работе: установление закономерностей процессов-комбинированной отделочпо-упрочняющей техно-

логии и обоснование способов повышения технологических и эксплуатационных параметров транспортных машин, работающих в экстремальных условиях, за счет управляемого избирательного динамического воздействия рабочей среды по предложенному способу (патент №22173627). Проблема решается на основе создания научных методов и средств для управления процессом обработки с комбинированным воздействием импульсных нагрузок по управляемым векторам подач рабочей среды и оптимизацией режимов для сложнопрофильных поверхностей при устранении микроуглублеиий пластическим деформированием и снижением шероховатости анодным растворением металла. Комбинированная обработка гранулированной рабочей средой является не только эффективным технологическим процессом отделки и упрочнения труднодоступных поверхностей сложного профиля, но и инструментом для управления показателями качества при создании транспортных машин, работающих в экстремальных условиях.

Диссероция выполнялась в рамках комплексной межотраслевой программы «Технология» (п. 1.28 - Поверхностное пластическое деформирование) в 1991-1995 гг., Федеральной космической программы России на 2001-2005 годы, Раздел 1, подпрограмма 10 ОКР «Корпус» (Госкои-тракг «Росавиакосмоса» № 256 ТЗ19/03 в 2003-2004 гг.), отраслевых и межотраслевых НИОТР (тематические карточки на 1984-1990 гг., Госкон-тракгы РКА № 256-Т127/93 в 1993-1995 гг., № 930 -Т091/93 в 1993 1996 гг.), планов техническою перевооружения предприятий офасли в ! 984 1996 гг., межвузовской программы «Ресурсосберегающие технологии машиностроения - РТМ 93.2».

Цель работы - повышение эксплуатационных показателей транспортных машин, работающих в экстремальных условиях, за счсг формирования бездефектного поверхностного слоя высоконагруженных деталей посредством комбинированной обработки, расширяющей технологические возможности упрочняющею воздействия. В соответствии с целью работы были сформулированы и решались следующие задачи:

(.Создать методические основы управления процессом комбинированной обработки с целью динамического устранения наследственных явлений в поверхностном слое материала от предшествующих воздействий для снижения межкристаллитной коррозии высокопрочных сплавов в криогенных водородосодержащих средах.

2. Разработать эффективные способы повышения эксплуатационных характеристик поверхностей каналов переменного профиля с ограниченным доступом инструмента для увеличения предела малоцикловой и многоцикловой усталости лопаточных деталей, используя в качестве оценочных показателей качества равномерность упрочнения и физико-механическое состояние микрорельефа поверхности деформированного металла.

3.Оптимизировать динамические и технологические параметры обрабатывающей среды для отделом ио-упрочняющей обработки с учетом особенностей конструкции транспортных машин и эксплуатационных требований к конструктивным высоконагруженным элементам.

4.Установить закономерности влияния на состояние обрабатываемых материалов газовой и жидкой фазы криогенных сред, градиентов температур в условиях высоких импульсных нагрузок и переменных термодинамических потоков рабочего тела при знакопеременных нагружениях.

5. Разработать методики выбора оптимальных параметров управляемого процесса комбинированной обработки для использования в технологических расчетах.

6. Спроектировать технологические процессы и средства технологического оснащения для комбинированного формирования поверхности проточной части силовых деталей, с целью создания транспортных машин с повышенной надежностью и долговечностью в экстремальных условиях эксплуатации.

Методы исследований. Теоретические исследования процесса комбинированного воздействия проводились с использованием теории пластичности и упругости, теории вероятности и математической статистики, электрофизикохимических методов обработки, основных положений технической механики и технологии машиностроения. Экспериментальная проверка теоретических положений проводилась на промышленном технологическом оборудовании и лабораторных установках.

Основные научные положения, выносимые на защиту.

1. Теоретические основы механизма формирования поверхностного слоя нагруженных деталей с заданными характеристиками путем управления составляющими упрочняющих воздействий в процессе комбинированной обработки:

- закономерности изменения показателей качества поверхностного слоя узкого межлопаточного канала за счет динамических трансформаций явлений технологической наследственности от предшествующих воздействий различного рода с целью противодействия явлениям межкристал-литной коррозии;

- новые способы повышения показателей качества участков поверхности сложного профиля с ограниченным доступом обрабатывающей среды в проточную часть детали, эксплуатирующейся в условиях агрессивных криогенных сред, термоциклических и многоцикловых нагружений;

- оптимальные динамические и гранулометрические параметры обрабатывающей среды с учетом требований к конструкции и условиям эксплуатации транспортных машин, работающих в экстремальных условиях.

2. Критерии оценки эффективности и управляемости процесса:

- основополагающий критерий качества поверхностного слоя нагруженных деталей транспортных машин, основанный на параметрах микроуглублений, наследованных от предшествующих стадий обработки поверхности;

- обобщенный интегральный критерий, характеризующий дискретное динамическое воздействие потока обрабатывающей среды в элементной зоне и отражающий эффективность упрочняющего воздействия на дискретном участке поверхности узкого межлопаточного канала нагруженной детали;

- частные дифференциальные критерии, характеризующие эффективность и управляемость процесса комбинированной обработки, учитывающие исходное состояние обрабатываемой поверхности сложного профиля и явления технологической наследственности.

3. Методические основы:

- методика выбора оптимального метода или комбинации методов от-делочно-упрочняющей обработки исходя из конструктивно-технологических особенности конкретной попаточной детали, работающей в условиях нестационарных нагружений;

- методика прогнозирования достижимых показателей качества с учетом исходного состояния наследованного дефектного поверхностного слоя труднообрабатываемого материала деталей транспортных машин;

- инженерная методика расчета параметров процесса комбинированной упрочняющей обработки при заданных показателях качества поверхности сложною профиля с ограниченным доступом инструмента.

4. Результаты практической реализации технологии комбинированной обработки проточной части лопаточных деталей, обеспечивающей управление показателями надежности транспортных машин в целом.

Научная новизна. Раскрыт механизм формирования поверхностного слоя высоконагруженных деталей фанспортных машин, работающих в условиях больших градиентов (от уровня горения до криогенных температур в среде жидких 1азов), отличающийся тем, что в нем установлены закономерности взаимного влияния состояния обрабатываемых материалов, газовой и жидкой фазы криогенных сред, градиентов температур в условиях импульсных нагрузок и переменных термодинамических потоков рабочего тела.

Разработан и защищен патентом способ формирования поверхностного слоя в сложнонрофильном канале переменного сечения с ограниченным доступом инструмента в зону обработки, отличающийся заменой постоянных нагрузок на импульсные с управляемым вектором подач и стабилизацией режимов для произвольных плавных профилей с обеспечением требуемого качества поверхностного слоя за счет устранения микроуглублений механическим воздействием и снижением шероховатости локальным анодным растворением.

Выдвинуто и обосновано новое представление о критериях оценки качества поверхностного слоя деталей, эксплуатируемых при высоких температур-

ных градиентах, где в качестве основного оценочного показателя принимают высоту неровностей; при экстремальных условиях эксплуатации в качестве критериев должны приниматься параметры локальных микроуглублений, заполняемых газами при подпоре жидкими средами с давлением до 55 МПа.

Практическая ценность работы заключается в разработке:

- типовых технологий формирования проточной части лопаточных деталей, обеспечивающих повышение надежности транспортных машин в целом, с учетом явлений технологической наследственности от предшествующих этапов обработки;

методики выбора оптимального способа отделки и упрочнения с учетом особенностей конструкции проточной части лопаточной машины с ограниченным доступом обрабатывающих сред в зону обработки;

- научно обоснованных методов расчета параметров процесса комбинированной обработки поверхности сложного профиля с учетом заданных показателей качества лопаточной детали, работающей в экстремальных условиях;

комплекса специализированных методов и средств технологического оснащения для реализации разработанного способа обработки, защищенного патентом России № 22173627.

Научные положения диссертации использовались в учебном процессе Воронежской государственной лесотехнической академии. Результаты исследований внедрены на предприятиях г. Воронежа при обработке поверхностей сложного профиля деталей насосного и турбокомпрессорного оборудования со значительным экономическим эффектом.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной рабош докладывались на Международных научно-технических конференциях и симпозиумах «Ресурсосберегающие технологии машиностроения. РТМ-93.2» в г. Москва (1993 к), «100 лет Российскому автомобилю. Промышленность и высшая школа» в г. Москва (1996 г.), «Влияние технологии на состояние по-верхноежого слоя - ПС'96» в г. Гожув (Польша, 1996 г.), «Обработка деталей крупногабаритных редукторов......TWW'97» в г. Конин (Польша, 1997 г.), «Разработка, производство и эксплуатация турбо-, электронасосных афегатов и систем на их основе (СИНТ)» в г. Воронеж (СИНТ'01 - 1999 г. и СИНТ'ОЗ 2003 г ), «12th International Colloquium Tribology» (Германия, 2000 г.), «Obrovka ero/yjna (elektromachining). Г;М-2000» (11ольша, 2000), «Герметичность, вибро-надежиость и экологическая безопасность насосного и компрессорного оборудования Г'НРВИКОН 2002» в г. Сумы (Украина, 2002 г.); межвузовских конференциях «Научно-технические проблемы в развитии ресурсосберегающих технологий и оборудования лесного комплекса» в г. Воронеж (1998 г.), «Создание и оценка объектов интеллектуальной собственности с применением ФСА наукоемких предприятий» в г. Воронеж (1999 г.), «Новационные

технологии и управление в технических и социальных системах» в г. Воронеж (1999 г.), «Нетрадиционные технологии в технике, экономике и социальной сфере» в г. Воронеж (1999 г.), «Нетрадиционные методы обработки» в г. Воронеж (2002 г.), «Системные проблемы надежности, качества, информационных и электронных технологий» в г. Сочи (2004 г.); на научных конференциях ВГГУ и ВГЛТА (1994 - 2003 п\). В полном объеме работа докладывалась и обсуждалась в Брянском государственном техническом университете и ФГУП НПО «Техномаш» г. Москва.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 45 печатных работ, в том числе монография и два патеша РФ. В работах, опубликованных в соавторстве и приведенных в конце автореферата, лично соискателю принадлежит: [2, 3] - разработка технического решения и конструктивных элементов устройств для интенсификации обработки каналов; [4] методика расчета величины остаточных напряжений сжатия; [5] технологические схемы обработки теплозащитных покрытий; [6, 22] - описание исследований долговечности упрочненных сплавов в эксплуатационных средах; [7] метод виброэкструзионной обработки для повышения эксплуатационных показателей насосных агрегатов; [8] - методика выбора оптимального состава обрабатывающей среды; [10, 12] - постановка эксперимента, анализ эффективности различных схем обработки; [13] оптимальные комбинации методов упрочнения для различных зон межлопа>очного канала; [14. 15] - методика расчета оптимальных режимов обработки; [16] -концепция создания специализированного оборудования для комбинированной обработки; [17, 18, 19] - исследование влияния процессов отделки и упрочнения на показатели качества поверхности; [21] - экспериментальное подтверждение результатов обработки защитных покрытий; [23, 25, 29] - концепция построения процессов с комбинированной обработкой на основе технологий двойного назначения; [24] модель движения гранул в узком межлопаточном канале; [26] технологическая схема обработки каналов термонапряженных оболочек; [27] - методика расчета параметров получения микрорельефа под нанесение защитных покрытий; [28, 30, 40] -анализ характера распределения механических свойств в поверхностном слое лопатки; [31] - методика оценки системы качества при создании продукции промышленного назначения; [32, 33] - модель и методика расчета характеристик силового воздействия гранул на поверхности каналов; [34] - анализ системы технологической подготовки производства деталей с выявлением критичных элементов; [41] - анализ влияния технологических аспектов производства и наследования свойств поверхности лопаток на показатели качества; [42] концепция проектирования технологии групповой обработки нагруженных деталей; [45] зависимость эффективности комбинированной обработки от параметров подачи гранул в канал.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести разделов, заключения, библиографического списка из 228 наименований; содержит 335 страниц машинописного текста, 29 таблиц, 121 рисунок и 9 страниц приложения.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность решаемой проблемы, определены цели и задачи исследования, изложены основные положения, выносимые на защигу, показана научная и практическая ценность работы.

Первый раздел содержит результаты анализа особенностей конструкции, изгоювления, эксплуатации и характера отказов типовых деталей, отражающие проблему управления качеством транспортных машин, работающих в экстремальных условиях, в процессе их изготовления. Объектами исследований определены конструктивные элементы лопаточных деталей, в том числе - турбонасосных агрегатов транспортных машин. Опыт их эксплуатации показывает, что распределение величин местных усталостных разрушений и износа по сложнопрофилыюй поверхности идентично уровню воздействия на нее рабочего тела в процессе эксплуатации. Физико-механическое состояние поверхностного слоя проточной части в процессе эксплуатации при нестационарных нагружениях определяет работоспособность и надежность лопаточной детали и транспортной машины в целом.

Анализ предварительных экспериментальных исследований показывает степень взаимного влияния состояния обрабатываемых материалов, газовой и жидкой фазы криогенных сред, градиентов температур, а также зависимость эксплуатационных показателей от механических свойств поверхностного слоя материала лопаточной детали и характеристик микроуглублений в зоне концентратора напряжений. В этом случае повышение долговечности и безотказности лопаточных деталей и транспортных машин в целом решается технологическими методами. Освоена технология получения заготовок лопаточных деталей из гранул мегодом газосгатиче-ского прессования с последующим электроэрозионным формированием межлопаточных каналов, освоена технология высокотемпературной газостатической обработки литых заготовок с целью устранения макродефектов. Отработана методика динамических испытаний, высокочастотной балансировки роторов, определения нагрузок на опоры и прогибов вала при частотах вращения до 50 ООО об./мин. Проточные же поверхности малогабаритных деталей «закрытой» конструкции до настоящего времени эффективной механизированной механической обработке не подвергались в связи с отсутствием управляемых процессов обработки поверхностей, труднодоступных для обработки известными инструментами.

Разработка эффективных методов отделки и упрочнения с применением анодного растравливания металла проводятся на протяжении многих лет отечественными и зарубежными учеными и инженерами. Создано множество способов и средств технологического оснащения, позволяющих подавать гранулированную рабочую среду в зону обработки. Тем не менее, огромный объем выполненных теоретических и экспериментальных работ не обеспечил условий для создания научных основ управляемой комбинированной обработки поверхностей сложного профиля лопаточных машин в условиях ограниченного доступа обрабатывающих сред. Это объясняется тем, что при проведении исследований чаще всего решались узкоспециализированные задачи по разработке методов обработки одного типоразмера или отдельного конструктивного элемента детали. Направленные экспериментальные исследования процессов упрочнения поверхностей сложного профиля выявили наличие явлений комкования, экранирования и сводообразования гранулированной рабочей среды в узком криволинейном канале, делающих невозможным процесс обработки для межлопаточных расстояний менее 10 мм.

Эксплуатационные испытания транспортных машин, работающих в экстремальных условиях, выявили, что ресурс отдельных нагруженных конструктивных элементов различался на порядок, несмотря на равномерность достигнутых физико-механических свойств обработанной поверхности. Установлено, что соотношение достижимых параметров шероховатости и степени деформирования поверхности в различных зонах межлопаточного канала существенно варьировалось с точки зрения оптимальной усталостной прочности в процессе длительного воздействия эксплуатационных сред. То есть определяющим для ресурса лопаточных деталей явилась не минимальная шероховатость, влияющая на параметрические показатели транспортной машины, а отсутствие трещиноватого слоя. На основе проведенного поиска и анализа полученной информации были сформулированы задачи исследования механизма управления качеством транспортных машин, работающих в экстремальных условиях.

Второй раздел посвящен теоретической разработке основ построения комплексной модели технологического управления параметрами качества поверхности сложного профиля. Объекты обработки прошли классификацию по следующим признакам: форме поверхности и геомефическим размерам проточной части, свойствам материала и методам получения заготовок, показателям качества поверхностного слоя, возможности обработки известным инструментом и необходимости дифференцированного наклепа поверхности или удаления припуска.

Основой для проектирования процесса комбинированной обрабо1ки являлось предположение о том, что для получения оптимальных эксплуа-

тационных соотношений показателей качества и физико-механических свойств различных зон обработанной поверхности межлопагочного канала гранулированная многокомпонентная среда должна продвигаться по сечению канала и осуществлять комбинированное воздействие аналошчно направлению усилий контакта рабочего тела с поверхностью проточной части деталей в экстремальных условиях. Проведен структурный анализ процесса формирования поверхностного слоя материала поверхностей нагруженных деталей с выявлением критичных параметров его состояния. При обработке лопатки различными методами в ее поверхностном слое образуется множество разветвленных мелких трещин с выходом на поверхность (рис. 1), содержащих по глубине два участка: верхний И,, на котором силы молекулярного притяжения и не проявляются; нижний Ь2, на котором молекулярные поля одной и другой стороны перекрываются. Напряжения, создаваемые в устье поры от внешних эксплуатационных нагружений, мо-[ут разрушить связи между элементами кристаллической решетки, и трещина разовьется в глубь тела, вследствие чего произойдет дальнейшее нарушение его поверхностного слоя, усиленное действием расклинивающего эффекта от адсорбционных слоев среды. При наличии высокого давления внешней рабочей среды Р|К расклинивающее давление

Р^-^Еа/с^ + Рр,). (1)

Расклинивающее давление в среде водорода

I Рркн I - Р5' = (3{А[(1пВР0)2 -(1пВКТСц)2]М6п}+ (2)

где А и В - константы; Р1( = ЯТСц - давление адсорбированного водорода; Ро~ давление водорода при степени покрытия поверхности () 0.

Так как Р0<< Рц, при 1пВ = кН2

Ррк11 = к,12с1(КТС11)2/а5п+Ррс. (3)

Условие уравновешивания напряженности поверхностного слоя детали в экстремальных условиях с учетом напряжений расклинивания 0|)кН

Осж > (сг~, шах + СГркн) - О,- (4)

где о, „|(|х - максимальное растягивающее напряжение, возникающее под действием эксплуатационных нагрузок и градиента температур.

Проведенные предварительные исследования и анализ ранее выполненных работ позволили сформулировать следующие положения. При от-делочно-упрочпяющей обработке с комбинированным воздействием скорость съема материала с обрабатываемой поверхносш и формирование упрочненного слоя магериала пропорциональны плотности подводимой энергии от механического воздействия отдельных гранул наполнителя и динамического воздействия рабочей среды. Эффективная комбинированная обработка осуществляется при условии формулирования обобщенного критерия устойчивого управления процессом дифференцированного дина-

мического воздействия на обрабатываемую поверхность на уровне достаточности. Для оценки эффективности комбинированной обработки предложено использовать параметры микроуглублений на поверхности и характер распределения остаточных напряжений сжатия по профилю межлопаточного канала. Решение этой проблемы возможно при ра¡работке закона распределения контактного давления рабочей среды по профилю обрабатываемой поверхности, создании специализированных средств технологическою оснащения и выбора оптимального гранулометрического состава многокомпонентной рабочей среды.

На основании выдвинутых предположений была предложена концепция создания способа управляемой комбинированной обработки узких (менее 10 мм) межлопаточных каналов деталей типа «турбина», который является разновидностью известного способа вибрационной обработки деталей гранулированной рабочей средой и получен в результате синтеза основных признаков вибрационного и экструзионного способов обработки. Сущность способа виброэкструзионной обработки заключается в периодическом возвратно-поступательном продвижении (эксгрудирова-нии) гранулированной рабочей среды через межлопаточные каналы детали в условиях низкочастотной вибрации. Это продвижение осуществляется под действием динамического давления, создаваемого в рабочей среде попеременно на входе и выходе межлопаточного канала в соответствии с направлениями ее виброэкструдирования. Межлопаточный канал имеет геометрические параметры (рис. 2): 8ИШП и 8ктах - минимальное и максимальное межлопаточнос расстояние; Ркт1„ и Рктах - минимальная и максимальная площади поперечного сечения; а„х и ав,,„ - углы наклона продольной оси межлопаточного канала к радиальной плоскости детали на входе и выходе межлопаточного канала; Аа|пах наибольший угол изменения направления продольной оси канала.

На рис. 3 показаны схемы процесса виброэкструзионной обработки для двух попеременно повторяющихся противоположных рабочих положений обрабатываемой детали, отличающихся направлением виброэкстру-

Рис. 1. Модель участка поверхности с микротрещиной

дирования рабочей среды через сквозное отверстие, имитирующее межлопаточный канал.

Рис. 2 Схема щелевою отверстия, имитирующего межлопаточный канал

Обрабатываемая деталь I жестко закреплена, а рабочая среда 2 и вкладыш 3 помещены в полость контейнера 4. Положение детали, при котором вибро'зкетрудирование рабочей среды производится в направлении сужения межлопаточного канала, обозначено как положение I (рис. За). Противоположное положение детали, полученное поворотом контейнера на 180° вокруг горизонгальной оси, при котором виброэкструдированис рабочей среды производится в направлении расширения межлопа точною канала, обозначено как положение II (рис. 36).

Движения детали, вышерасположснных столба рабочей среды и вкладыша можно рассмафива1ь в неподвижной прямоугольной системе ко-ордина) X0Y, расположенной в вертикальной плоскости вибрации контейнера и с центром в точке 0, находящейся в положении статическою равновесия центра проекции длины межлопаточного канала на главную ось детали. При перемещении рабочей среды по радиально изогнутому межлопаточному каналу детали возникает реактивный вращающий момент. Эю

обеспечивает вращение детачи с контейнером вокруг вертикальной оси и периодическое изменение положений межлопаточного канала относительно плоскости вибрации, что повышает равномерность обработки поверхностей. Рабочая среда, используемая при виброэкструзионной обработке, должна иметь гранулометрический состав, исключающий заклинивание гранул в межлопаточном канале детали, а вибрационное воздействие на гранулы в процессе обработки препятствует проявлению эффекта сво-дообразования.

х х

а) б)

Рис. 3. Схемы положений детали при виброэкструзионной обработке: а) положение I; б) положение 11;

1-деталь, 2 - рабочая среда, 3 - вкладыши, 4 - контейнер

Это обеспечивает возможность стабильного продвижения гранул рабочей среды через межлопаточный канал детали и образования между гранулами и поверхностями межлопаточного канала динамических зазоров, наличие которых определяет виброударный характер взаимодействия рабочей среды и обрабатываемых поверхностей. Образование динамических зазоров гарантируется тем, что в течение каждого периода колебаний давление рабочей среды на поверхности детали является динамическим, изменяющимся в диапазоне о! нуля до максимума, величина которого существенно зависит от параметров взаимодействия детали и столба рабочей среды. Таким образом, свободное перетекание рабочей среды через меж-

лопаточный канал детали может быть непрерывным, а процесс ее экстру-дирования импульсным вибрационным воздействием является дискретным, состоящим из повторяющихся с частотой колебаний актов жструди-рования. гЗто позволяет устранять трещиноватый слой материала, наследованный ог предшествующих стадий обработки, пластическим деформированием за счет замены постоянных нагрузок на импульсные с управляемым вектором подач и стабилизацией режимов для поверхностей сложно! о профиля.

Главным достоинством предложенной схемы обработки, отличающей се от известных способов, является обеспечение эффективного упрочнения труднодоступных поверхностей лопаточных деталей, которое осуществляем за счет активной передачи энергии рабочей среды, вибрирующей вне каналов, к ее гранулам, находящимся в полостях каналов в условиях импульсного уплотнения и продвижения в направлении сужения каналов, что являе1ся причиной импульсного расклинивающего воздействия гранулированной рабочей среды на обрабатываемые поверхности межлопаючных каналов. Равнораспределенное воздействие гранул рабочей среды, а также осуществляемые в процессе обработки перевороты детали вокру! горизонтальной оси и вращение детали вокруг се главной оси обеспечиваю! равномерность обработки детали с выравниванием микрорельефа за счет устранения микровыступов и микроуглублений. Для интенсификации удаления припуска и локального снижения шероховатости предложено в технологический цикл обработки ввести анодное растравливание поверхности.

В третьем разделе рассмотрены вопросы управления процессом об-рабо!ки каналов с технологическим обеспечением показателей качества их поверхностного слоя. Классификация основных факторов, определяющих качество виброэкструзионной обработки поверхности межлопаточных каналов показала, что основные параметры, существенно влияющие на качество обработки, можно подразделить на две группы - неуправляемых и управляемых факторов. Неуправляемых факторы: исходные физико-механические характеристики материала детали; исходная шероховатость поверхностей межлопаточных каналов; геометрические характеристики межлопаточного канала. Управляемые факторы: технологические возможности оборудования и оснастки; основные характеристики обрабатывающей среды и гранул; параметры режима обработки; технологическое время обработки участков поверхности детали. Они характеризуют принципиальную возможность активного влияния условий обработки на показатели ее качества, поэтому эти факторы являются не только управляемыми, но и управляющими по отношению к качеству обработки поверхностей межлопаточных каналов. Оптимизация одной из подгрупп управляемых факторов предполагает создание конструкций оборудования и оснастки, обладающих технологическими возможностями, необходимыми для эффек-

тивной реализации процессов виброэкструзионной обработки. Оптимизация остальных подгрупп управляемых факторов, а именно: основных характеристик рабочей среды, параметров режима обработки и времени обработки, - потребовала теоретического и экспериментального исследований основных закономерностей процесса комбинированной виброэкструзионной обработки, моделирование которого проводится путем синтеза различных моделей - физической, формирования микрорельефа и структуры поверхности межлопаточного канала детали при пластическом деформировании, анодном растворении и др.

По мере перемещения рабочей среды из вышсрасположенной полости контейнера в нижерасположенную, высота расположенного над деталью сголба рабочей среды, его динамическое давление на обрабатываемые поверхности и, соответственно, интенсивность обработки, уменьшается от максимальных величин до минимальных. При этом, при снижении виброускорения и, следовательно, скорости частиц ниже критических значений (У<Ук) будет происходить увеличение удельной плотности обрабатывающей среды и ее «зависание» в канале. При превышении оптимальных режимов происходит «выстреливание» гранул из зоны обработки, что и было подтверждено экспериментально.

Величина вертикальной составляющей динамического давления Ру столба рабочей среды на поверхности детали:

Ру=кпр(тС1 нт Ррс+твкХАдуОСОЭОЯуд^ свЛ <л уд ■',(5)

где к„р - коффициент «присоединения» масс столба рабочей среды и вкладыша, выражающий степень их участия в создании динамического давления рабочей среды на поверхности детали; шСГ) 1\„ ИС), ррс - соответственно, площадь поперечного сечения, масса, высота и насыпная плотность сюлба рабочей среды; 1уд - длительность активного этапа соударения сголба рабочей среды и обрабатываемых поверхностей детали; иууд -вертикальная составляющая скорости ударного взаимодействия сголба рабочей среды и открытых поверхностей детали; Аду - вертикальная составляющая амплитуды колебаний; со - круговая частота колебаний; оЯуд- фазовый угол соударений детали и сголба рабочей среды; § - ускорение свободного падения; 1св - время свободного падения столба рабочей среды на деталь в каждом периоде колебаний последней; т„к - масса вкладыша для поджатия убывающего объема гранул.

Величина критической высоты к() зависит от скорости его соударений с деталью, а также от гранулометрических и физико-механических характеристик рабочей среды. Находящиеся на уровнях Ь>ЬК|) гранулы и вкладыш, свободно опирающийся на столб рабочей среды, не успевают за время активного этапа соударения этого сголба и детали «присоеди-

ниться» к гранулам, непосредственной контактирующим с поверхностями детали. Критическая масса тсткр столба рабочей среды:

, кр РрсНсг^сткр*

Этой критической массы величине соответствуют величина «присоединенной» массы тсгкр и критическое значение коэффициента «присоединения» кпркр, которые связаны соотношением:

'"ст пртах ^ст »ртах к..ркр= — = . (?)

,мст кр "ст кр

где Ьстцрши - максимальная высота «присоединенного» столба рабочей среды. В общем случае, при Ьст <ЬСТ кр, величина шпр:

(8)

где кпр ст и к„рвК- коэффициенты «присоединения» масс столба рабочей среды и вышерасположенного вкладыша, соответственно;

к„р- обобщенный коэффициент «присоединения» масс столба рабочей среды и вышерасположенного вкладыша при их соударении с деталью.

Величины этих коэффициентов, за счет введения коэффициента кс сравнения действительной и критической высот столба рабочей среды (или соответствующих им масс этого столба):

^ _ Ьст _ тст ^ир кр^ст ^пр кртст ^

^ ст кр тс, кр ^ст пртах пршах

а также с учетом фазового отставания движений гранул рабочей среды и вкладыша на активном этапе их соударения, при кс<1:

^ ст пр ^ СТ пр |

кпр « =~Т~- =-= киркркс- эшлкс /2; (10)

"ст Шея

^ 11Р

кпр»к=--= кввсо5якс/2; (11)

тВК

ш,ф т„к к:'8тякс/2 + к кс'со8якс/2

к =-!— =---—--. (12)

т„+т„ т. +т„

где, в выражениях (11) и (12), к„„ - коэффициент влияния вкладыша на интенсивность динамического взаимодействия столба рабочей среды и обрабатываемых поверхностей детали, зависящий от степени диссипации кинетической энергии вкладыша столбом рабочей среды (к„в-1, при к^ 0; к„„~»0,637, при кс-И). Предельные значения коэффициентов, определяемых в выражениях (10) - (12):

- при ко=0: к„рст=якпр кр/2; к„р ЕК=1; кпр=1 (при т 11К/0); (13)

— при kj— 1: k„pCr k„p кр; кПр вк 0; k„p кПрКрШс, Кр/(тСТКр^ш8К). (14)

ni„p-mcrk„pKpk(;'lsin7tkc/2+m11Kk1,Bcos7ckc/2 mCI„pmaKsin7ckc/2+m„Kk„„cos7tki;/2. (15) При htTSh^p и kc>1, с учетом того, что rnCMip=mc, „pm,„=mll|ml(K, rn„K,ip-0,

knp ст~-к„р кркс ; кИр BK-0, knp-k„p Kpkt niLf Kj/(mc, Кр+шВК) . (16)

Максимум выражения (16) обеспечивается при

2 тст npmax л ,„_ тст кр^пр кр

kc = — arctg--— = 0,637arctg--— (17)

п k„Bm„K kBI(mgK

и определяется выражением:

ripmaxsinnkc/2+m1)KkI,I>cos7tk(/2. (18)

При осуществлении рассматриваемого процесса виброэкструзиопной обработки, во время нахождения обрабатываемой детали в каждом из рабочих положений, высота расположенного над деталью столба рабочей среды изменяется в пределах от htl пмх до h<., m,„. В соответствии с этим, изменяются величины кс и «присоединенной» массы столба рабочей среды и вкладыша. При этом все характеристики силового воздействия рабочей среды на деталь также изменяются в пределах от максимальных до минимальных величин. Для сравнения интенсивности и эффективности упрочняющего воздействия гранул в течение времени полного виброэкс груди-рования всей рабочей среды через каналы ^пи*. можно использовать коэффициент стабильности силового воздействия гранул:

ч1/2 /. \1/2

k =N-|/2rl/2 ' к max LAhшах

J ^ к dt Ah ~ m up max ^ с max J m iip*^ с

(19)

где кс пшх Акс тах~ Ял^дьтахЬсг кр рст . (20)

Успешная реализация процесса комбинированной виброэкструзиоиной обработки возможна при разработке обобщенного критерия управления, в качестве которого рассматривается величина динамического давления на локальные участки (зоны) обрабатываемой поверхности Р^,,, при котором на этом участке формируются заданные эксплуатационные характеристики. Этот показатель определяет не только интенсивность и равномерность обработки и пластического деформирования локального участка поверхности, но и общий характер дифференцированного комбинированного воздействия на весь профиль межлопаточного канала. Эю связано с тем, что геометрически межлопаточный канал детали в общем виде представляет собой щелевое отверстие, продольное сечение которою имес! форму, описываемую кривыми второго порядка. Поперечное сечение имеет форму прямоугольника, больший размер которого постоянен, а меньший - изменяется по длине канала, соответственно его сужению.

Обобщенный критерий управления обработкой для вогнутых поверхностей хвостовиков лопаток:

с05р/2+Рраск, (21)

где Ррли распорная составляющая осевого динамического давления гранулированной рабочей среды на поверхности межлона точного канала, обусловленная импульсным «расклинивающим» воздействием уплотненной рабочей среды, виброэкструдируемой в направлении сужения межлопаточного канала, и определяется с помощью коэффициента ее подвижности

Рраси^^к^подв» (22)

где величина Рк определяется выражением

Р1)аск-Рккр.ик=0,5 Ркксд8!п-'р/2, (23)

где Цмск - коэффициент «расклинивающего» воздействия гранулированной рабочей среды на поверхности межлопаточного канала.

Величина Рюн для боковых поверхностей межлопаточного канала:

Рюн ""Ррасп^Рраск^иодв' (24)

Взаимосвязь величины зоннот динамического давления с параметрами обработки с помощью величины нормальной контактной силы Мк воздействия шарообразной гранулы сЗ, рабочей среды на обрабатываемую поверхность можно осуществить, используя формулу:

^~0,257гРюД2кпу"|-=0,785РЮ1,с1г2к11у"1, (25)

где кпу - коэффициент максимальной поверхностной упаковки гранул рабочей среды, равный отношению суммы площадей ггроекпий этих гранул на контактирующую с ними поверхность к площади этой поверхности

Обработка детали по предлагаемому способу при каждом рабочем положении детали сопровождается изменением величин Рши и "И* от максимальных до минимальных значений. При этом пластическое деформирование поверхностей производится во время изменения величин контактных сил от Кк,пах до критической величины Т^ккр, представляющей собой минимальную контактную силу, при которой возможно пластическое деформирование поверхностей взаимодействующими с ними гранулами рабочей среды, обеспечивающее выравнивание микроуглублений. Степень равномерности упрочнения можно оценить коэффициентом:

^ ру ~ \Мют1И\ ' Ру ■ (26)

Выражения (5)-(26) показывают, что при формировании комплексной модели в нашем случае необходимо учитывать все физические явления и параметры, проявляющиеся в процессе обработки поверхности лопаточных деталей. Для процессов виброобработки, характеризующихся наличием динамических зазоров между поверхностями деталей и гранулами рабочей среды, существует критическая высота ЬС1 кр столба рабочей среды,

превышение которой не увеличивает интенсивность динамического воздействия этого столба на деталь, а только увеличивает количество микроуглублений на поверхности. Величина Ьстч, определяется не только дис-сипативными свойствами гранулированной рабочей среды, но и разностью фаз колебательных движений дс!али и удаленных от нее гранул рабочей среды. Связь глубины наклепа поверхности с контактной силой Мктах:

ан)=0,7Шкп^лоТ"0'5кн"'кш"', мм, (27)

где ог- предел текучести материала детали, МПа; к« - коэффициент влияния на глубину наклепа кривизны контактирующих поверхностей; к,„- коэффициент влияния на глубину наклепа исходной шероховатости поверхности.

Мккр = Ю6,8хЮ'6о, Яа212кк2, (28)

Р-Ю1. 136х 10"6с11"2о1Ка2'|2кК2к1^, МПа. (29)

Зависимость средней глубины наклепа поверхности ан<;р от времени упрочнения точки этой поверхности 1у|1р„ определяется формулой

Зцс[Г 7,52с1[Р10,| ,„ах'о, ' к к кш к„у ' к^,,,,,,,.,* мм. (30) Изменение шероховатости обрабатываемой поверхности используется в качестве критерия равномерности обработки:

где Д Я/,„ах - максимально возможное изменение параметра Я,; с1, - диаметр фанул среды; Ьтах - максимальная глубина пластических отпечатков.

(32)

У пу

где к) - коэффициент, определяющий увеличение диаметра пластического отпечатка при многократном ударном воздействии стального шарика в одну точку поверхности с одинаковой энергией удара.

Приняв (к|'к2/кк-кш)2 -Ск, с учетом скорости анодного растворения V,

АЯ/тх = 0,526с!, I || - 0,058С\ ^иив« — 0,074Ск

Р I Р

к„у(тг у

-УЛ, (39)

где ^ - время воздействия тока, мин.

Одним из значимых факторов, использованным при разрабоже обобщенного критерия управления, являе!ся попят ие оптимального фануло-мефического состава рабочих сред. Рабочая среда, применяемая для виброэкстру тонной обработки деталей лопаточных машин, должна удовлетворять следующим требованиям: иметь, по возможности, высокую насыпную плотность; исключать возможность заклинивания фанул в межлопаточном канале детали; обеспечивать обработку всех поверхностей межпопаточною канала, в том числе вошутых поверхностей малого ра-

диуса кривизны. При этом необходимо, чтобы наибольший размер гранул не превышал половины минимального межлопаточного расстояния

(33)

при соотношении kRS> минимального радиуса кривизны Rmm вогнутых поверхностей и минимального межлопаточного расстояния SKmm

= R,mn/SKmm >0,28. (34)

С учетом тою, что диссипация энергии в рабочей среде уменьшается с уменьшением размера ее гранул, оптимальной рабочей средой одноком-понентного гранулометрического состава является среда, состоящая из гранул наибольшего размера. Для одновременного обеспечения высокой насыпной плотности и абразивных свойств можно использовать двухком-понснтный состав рабочей среды - смесь стальных шариков и абразивных гранул. При ккч^О^в, выполнение условия (34) ведет к чрезмерному уменьшению размера гранул, что снижает интенсивность обработки. В таких случаях следует использовать специальный двухкомпонентный состав рабочей среды - смесь гранул с наибольшим размером и гранул с размером, соответствующим условию (34). Этим обеспечивается качественная обработка вогнутых поверхностей малого радиуса кривизны при минимальной диссипации энергии в рабочей среде. Оптимальное соотношение насыпных объемов компонентов одно- и трехкомпонентного состава рабочей среды можно определить в зависимости от соотношения наибольших размеров гранул двух наиболее крупных компонентов, обозначив: V,,,,, V,ll2, V», - исходные насыпные объемы компонентов рабочей среды (V„rt> V,„2> VH|1); d,i, dl2 - диаметры гранул этих компонентов (dr]> d,2; dn<< d,2).

= 0,75 —— + 0,25. (36)

V„„ d.i

Оптимальная величина V„n, в зависимости от VH1 ь Vm2, dr, и dr2:

Vm3-0,25(VIlll+VHr2)^-. (37)

drl

Из выражения (22), с учетом (21), следует зависимость:

V , w1 - 0,25

/

Vlir,

Vlll7|dl7 _____dr

d2

| + -_>«1. _12_ = 0,3125-^ +0,1875-^2-. (38) V У^к dIl d2]

I!

При 1 имеем УиП/УН1|-0,5. Это означает, что d,2~dI| и, соответ-

ственно, V,,,т - V,,,а третий компонент рабочей среды является, по существу, вторым компонентом, заполняющим 25% насыпного обьема рабочей среды. Для обеспечения наибольшей равномерности обработки процесс следует осуществлять с использованием оптимального гранулометриче-

ского состава рабочей среды, что позволяет наиболее равномерно и дискретно обрабатывать технологически труднодоступные участки.

Для формирования методики прогнозирования получаемых при упрочнении поверхностей сложного профиля остаточных сжимающих напряжений рассмотрен изгибающий момент для односторонне упрочненного образца:

МИ1Г-0,667асж „,ахЬп6ан ^(О^а^ - 0,333ано6). (39)

где аиой - глубина наклепа поверхности настроечного образца-свидетеля, зависящая от величины Рзон (12), (15), мм; Ь^- ширина образца, мм.

С учетом (39)

__ 2Е<*аое8о«к?нк..«р __ мпа

^•"L^k-O^aJ'

а (40)

Lo5kJa„o6(ao6-0,6673^)

где Lo6 - длина образца; Ео6 - модуль упругости материала образца; к(~ЕДСТ/К06- коэффициент, учитывающий соотношение модулей упругости материалов детали и образца; kg-So^«/^,*, - коэффициент, равный отношению прогибов обработанных в одинаковых условиях образцов, изготовленных из материалов детали и контрольного материала; к,,, - коэффициент учитывающий анодное растворение; кМ1С1р - коэффициент, учитывающий параметры микроуглублений, наследованных от предшествующих этапов обработки; ка - коэффициент, учитывающий отличия глубин наклепа поверхностей образца и детали, обусловленное отличием твердости, шероховатости, глубины дефектного слоя и кривизны их поверхностей, а также отличием пределов текучести их материалов.

к _а"дс'__ ^Uer^Roб^ншГ. !СТто6 , (41)

31Юб ^Юб^Кдс^ипст V°T,c,

С учетом того, что перенаклеп поверхности детали может осуществляться при асж1П„-!-ст)11П,+аркп>а,, где ст,,„ал - максимальное напряжение сжатия, возникающее под действием на деталь эксплуатационных нагрузок, условие, исключающее это явление:

8об < 8,.б кр = 0,008(аг -а„тх -opK„)(l - 0,555a„ де1, (42)

k[k5

где 80й кр - критическая величина прогиба образца, соответствующая началу технологического (при <т,- 0) или эксплутационного перенаклепа поверхности детали. Способ расчета, разработанный на основании такой модели, позволяет повысить оперативность и точность приближенною опре-

деления остаточных напряжений сжатия, а также назначать оптимальные режимы упрочняющей обработки. Приведенные зависимости для оценки уровня остаточных сжимающих напряжений, образующихся в процессе комбинированной обработки, дают возможность поддерживать степень наклепа поверхностей нагруженных деталей в оптимальном диапазоне.

Четвертый раздел посвящен экспериментальной проверке теоретических положений исследований, в том числе комплексной математической модели управления формообразованием поверхностного слоя детали с получением заданных характеристик качества. Эксперименты по определению характера распределения заданных показателей качества по обрабатываемой поверхности, выполненные с использованием имитатора межлопаточного канала со сменными вставками, устройств-имитаторов различного вида соударений (рис. 4), подтвердили корректность выражений, описывающих характер комбинированного воздействия токопроводящей гранулированной среды на поверхности узких межлопаточных каналов с учетом режимов обработки. Применение обобщенного критерия управления процессом перемещения рабочих сред по обрабатываемой поверхности показало, что полученные характеристики качества поверхностного слоя соответствуют заданным на этапе проектирования технологии комбинированной обработки поверхности детали транспортной машины.

а)

б)

в)

Рис. 4. Схемы обработки имитатора канала различными способами:

а) дробеструйным; б) вибрационным; в) комбинированным; 1 - ими1аюр деюпи, 2 - сопло пневмодробеструйное, 3 - шпиндель установки, 4 - контейнер устройства, 5 - платформа вибромашины

Исследование характеристик силовою воздействия рабочей среды на поверхности межлопаточных каналов, влияния режима и условий обра-

ботки, физико-механических и геометрических свойств многокомпонентной обрабатывающей среды на производи!ельность процесса подтвердило правильность предварительных гипотез о возможности интенсификации процесса и управления его параметрами. Исследование сравни 1ельной эффективности различных методов упрочнения показало, что использование комбинированной обработки обеспечивает достижение в узких каналах стабильной шероховатости бездефектной поверхности (1а= I мкм (табл. I).

Экспериментальные исследования циклической долговечности упрочненных и неупрочненных материалов лопаточных деталей от условий испытания: температуры (20 и 77 К) и среды (Н2, N2) - показывают рост выносливости высокопрочных сплавов на порядок во всем исследованном диапазоне напряжений. Это приближает технологические возможное!и процесса комбинированной виброэкструзионной обработки к требованиям, назначаемым конструктором к высоконагруженным деталям, !аким как ротор высокооборотного 1урбокомпрессора.

Таблица I. Результаты отделочно-упрочняющей обработки турбины

Показатели качества обработ ки

Микротвердость, МПа

Изменение микротвердости, МПа

Степень наклепа, %

Глубина наклепа, мм

Шероховатость

___Яа, мкм__

Средняя величина микроуглублений, мкм

Способы обработки (комбинации способов) ВШ

О

3700

600

19

0,04

3,5

8,0

К

3300

200

0,02

3,7

8,5

ВШ+СДО

О

4500

1400

45

0,06 2,8

3,7

К

3600

500

16

0,035

3,1

5,5

ВИН ВО

О

4600

1500

48

0,07

2,5 4,4

К

3600

500

16

0,04

2,7

5,2

ВЭО+АР

о~Т"к

4300 1200

39

0,065

1,2 1,0

4200 1100 35

0,07

1,3

1,0

ВШ - виброшлифование; ВО - виброударная обработка; СДО струйно-динамическая обработка; ВЭО - виброэкструзионная обработка; АР анодное растворение. О - открытые поверхности; К - поверхности канала

Пятый раздел посвящен оценке эффективности примененных положений по управлению показателями качества поверхности деталей транспортных машин и разработке рекомендаций по выбору схемы комбиниро-

ванной обработки с использованием гранулированной среды с учетом конструктивных особенностей лопаточных деталей, поиску оптимальных режимов обработки. Средства и способы обеспечения эффективности применения технологии комбинированной обработки с гарантированным получением заданных показателей качества разделены на два вида. Первый -интенсификация режимов технологического процесса, которая обеспечивается комбинированным воздействием на поверхности межлопаточных каналов. Второй вид - использование определенного сочетания различных методов отделки и упрочнения в схеме, определяющей возможности, последовательность реализации и вклад каждого способа в общий процесс формирования качественных и эксплуатационных характеристик обрабатываемой поверхности. Все это показывает неоднозначность вопроса выбора конкретной схемы обработки. Средства и способы анализа эффективности разработки технологии комбинированной обработки с гарантированным получением качества поверхности разделены на два вида.

Первый - нечисловые методы анализа данных технологического процесса, которые реализуются путем экспертных оценок: технологические карты разрабатываемого метода комбинированной обработки, причинно-следственные диаграммы и т.п. Второй вид - средства обработки численных значений: контрольные карты для оценки стабильности процесса, определяющие вклад каждого фактора в общий процесс формирования качественных и эксплуатационных характеристик обрабатываемой поверхности и обнаружение зависимостей между факторами и парамеграми процесса обработки. Результатом проведенного анализа являются методические рекомендации для выбора оптимальных схем отдечочно-упрочняющей обработки типовых деталей, представленные в таблице 2, |де рекомендовано для повышения усталостной прочности проводить дополнительную обработку входных и выходных кромок лопаток микрошариками Для подготовки поверхности широких межлопаточных каналов под упрочнения микрошариками целесообразно использовать предварительную виброобработку с использованием эффекта анодного растворения металла.

Шестой па>дсл содержит анализ опыта и перспектив промышленного использования комбинированной обработки для отделки и упрочнения сложнопрофильных поверхностей деталей лопаточных машин, а также рекомендации по расширению области использования метода в различных отраслях промышленности. Предложенные рекомендации позволяют вести дискретную обработку участков поверхности межлопаточных каналов с обеспечением заданных показателей качества и повышать производительность труда за счет исключения ручных финишных операций.

Созданы средства технологического оснащения для комбинированной обработки, позволяющие управлять процессом в автоматизированном

режиме, организованы специализированные участки по 01делочпо-упроч-няющей обработке нагруженных деталей [ранепортных машин. Разработаны инженерные рекомендации по проектированию средств технологического оснащения процесса комбинированной обработки гонких кромок каналов деталей лопаточных машин (патент России № 2008183) и поверхностей узких криволинейных межлопаточных каналов переменного профиля (патент России № 22173627). Спроектированы оптимальные технологические процессы комбинированной обработки технологически труднодоступных поверхностей лопаточных деталей транспортных машин, разработана технологическая документация (типовые технологические инструкции инв. № 92256.25201.00062 и 256.25201.00071), что позволит дополнить базу данных технологии машиностроения по разделу отделочно-упрочняющей обработки гранулированной средой.

Таблица 2. Выбор оптимальной схемы обработки

^ I 2 1 Я 1 « 8 в X О „в Л ® (Л 1 £ 1 1 § 1 £ о Р Угол видимости труднодоступных поверхностей Фтал- фаД. >я а * 1 Ь о 11 х 5 ^ £ 3 « Оптимальный способ (комбинация способов) отделочно-упрочняющей обработки Типовая деталь

>10 >45 5...10 Струйнодинамический Турбина компрессора

10...40 Вибрационный + струйнодинамический Крыльчатка насоса с «открьмыми» каналами

>10 <45 5...10 Вибрационный Турбина компрессора Крыльчат ка насоса с «закрытыми» каналами

10...20 Вибрационный + струйнодинамический

20...40 Виброэкструзионный с наложением тока

<10 <45 10...40 Виброэкструзионный с наложением тока Колесо турбины турбонасосного агрегата с «закрытыми» каналами

20...40 Виброэкструзионный с наложением тока струйнодинамический

Основные ре¡ультаты работы освоены в промышленных условиях и внедрены на машиностроительных предприятиях г. Воронежа для обработки каналов сложного профиля де1алей транспортных машин (высокооборотных турбонасосных агрегатов, энергетических |урбодетандерных

установок, турбокомпрессорного и насосного оборудования) со значительным экономическим эффектом. Определение энергетических, кавитацион-ных и амплитудно-частотных характеристик на специализированных стендах для испытаний вышеназванного насосного оборудования показало увеличение ресурса работы поверхностей деталей проточной части, подвергнутых комбинированной обработке, на 20...60%.

В настоящее время проводятся работы по исследованию процессов комбинированной поверхностной обработки теплозащитных и износостойких покрытий на поверхностях сложного профиля нагруженных деталей с целью повышения ресурса их работы в экстремальных условиях. Результаты и выводы диссертационной работы переданы для промышленного использования на предприятия авиационной и ракетной промышленности. организации, занятые проектированием и производством химической и нефтегазовой аппаратуры, транспортной техники и продукции общемашиностроительного назначения.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

Решена крупная научно-техническая проблема создания технологическими методами высокоресурсного поверхностного слоя нагруженных деталей, работающих в экстремальных условиях больших перепадов температур от горения до криогенного уровня с одновременным воздействием на поверхность химически активных сред с различным агрегатным состоянием, что открывает возможность производить конкурентоспособные транспортные машины, отвечающие международным требованиям.

По работе можно сделать следующие выводы.

1. Предложен новый способ формирования требуемого поверхностного слоя в сложных каналах переменного профиля с минимальным просветом 1-10 мм за счет замены при экструдировании постоянных нагрузок на импульсные с частотой около 24 Гц с амплитудой в горизонтальном сечении 5 мм +10%, вертикальном - 4 мм ±10%, с изменением вектора упрочняющей силы через 25-30 с в направлении сужения канала и 35 45 с -в сторону расширения канала. Обработка выполняется при периодическом встречном движении газовой и жидкой обрабатывающих сред.

2 Предложена комплексная модель процесса комбинированной обработки деталей лопаточных машин гранулированной средой, позволившая найти новое научное и инженерное решение проблемы управления процессом отделки и упрочнения с достижением заданных показателей качества поверхности путем избирательного динамического воздействия рабочей среды в различных зонах узкого межлопаточного канала и сложного профиля обрабатываемой поверхности для обеспечения надежности нагруженных деталей в условиях критических значений мало- и многоцикловых нагрузок (от ЗхЮ5 до 5х106 циклов нагружений при ошах~ 1000 МПа).

3. Выработаны критерии оценки эффективности упрочняющих воздействий и управляемое!и процесса: динамическое давление рабочей среды на элементную зону поверхности Р30и - обобщенный интегральный критерий, характеризующий дискретное динамическое воздействие потока обрабатывающей среды в элементной зоне и отражающий эффективность упрочняющего воздействия на дискретном участке поверхности; величина нормальной контактной силы Мк, степень равномерности упрочнения поверхностей кру, время упрочнения элементной зоны поверхности Цр ,пах, оптимальное соотношение объемов компонентов рабочей среды частные дифференциальные критерии, характеризующие эффективность и управляемость процесса комбинированной обработки, учитывающие исходное состояние обрабатываемой поверхности сложного профиля.

4. Разработаны методики выбора оптимального метода или комбинации методов отделочно-унрочняющей обработки исходя из конструкт ивно-тех-нологических особенностей конкретной лопаточной машины и расчета параметров процесса комбинированной отделочно-упрочняющей обработки с учетом заданных показателей качества поверхностного слоя, обеспечивающие повышение предела выносливости лопаток на 20-30% при термоциклических нагружениях в интервале температур от -250 до 12500 К.

5. Реализован комплекс работ по экспериментальному исследованию показателей качества и точности обработанных поверхносгей детали и эксплуатационных параметров лопаточных машин при повышенных температурах в криогенных средах. Получена доверительная вероятность в пределах 10%. Подтверждено, что предлагаемый метод обеспечивает высокие механические показатели и може! бьпь рекомендован для финишной и упрочняющей обработки деталей, работающих в условиях знакопеременных нестационарных нагружений и высокого градиента температур.

6. Основные резулыаш исследований освоены в производственных условиях с ор!анизацией специализированных участков. Подтерждено, что применение предложенных методик обеспечивас1 получение в узких криволинейных каналах рабочих колес |урбин стабильный микрорельеф бездефектной поверхносш с 11а=Т мкм и глубиной микроуглублений не более 1 мкм, микротвердость Нц до 4200 МПа и степень паклена с до 40%, что позволяет осущеовлять 01делочно-упрочняющую обработку дета.'!ей транспортных машин, изготовленных из высокопрочных, коррозионно-стойких и жаропрочных материалов.

7. Разработаны рекомендации по выбору необходимой процедуры управления качеством, достаточной для поддержания уровня качества конечного нродук!а при минимальном вмешательеше в процесс обработки, а также проектированию средств технологического оснащения процесса комбинированной обрабо!ки сложнопрофильных тонких кромок лопаточ-

ных деталей транспортных машин (патент России № 2008183) и поверхностей узких криволинейных межлопаточных каналов переменного профиля (пагент России № 22173627).

8 Создано и внедрено специализированное оборудование, оптимальные рабочие технологические процессы комбинированной обработки технологически труднодоступных поверхностей лопаточных машин (типовые технологические инструкции № 92256.25201.00062 и 256.25201.00071) обеспечивающие повышение надежности и долговечности транспортных машин, эксплуатирующихся в экстремальных условиях, с учетом явлений технологической наследственности за счет равномерности обработки поверхностей сложного профиля до 95%, что позволит дополнить базу данных техноло! ии машиностроения по разделу отделочно-упрочняюшей обработки гранулированной средой.

9. Результаты представленной работы освоены в промышленных условиях и внедрены на машиностроительных предприятиях г. Воронежа для обработки каналов сложного профиля деталей высокооборотных тур-бонасосных агрегатов, турбокомпрессорного и насосною оборудования для различных отраслей промышленности со значительным экономическим эффектом.

СПИСОК ОСНОВНЫХ ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Монофафии и патенты

1. Сухочев Г. А. Управление качеством изделий, работающих в экстремальных условиях при нестационарных воздействиях / Г. А. Сухочев. М.: Машинос[роение, 2004. - 287 с.

2. Hai. 2008183 Российская Федерация, МКИ3 С15В24С 5/06. Установка для струйно-динамической отделочно-упрочняющей обработки деталей / А. В. Левченко, Г. А. Сухочев // Открытия. Изобретения. 1994. Бюл. №4.

3. Пат. RU 22173627С2 Российская Федерация, МПК7 В24В 31/06. Способ вибрационной обработки /I.A. Сухочев, А. В. Бондарь, А. В. Левченко // Открытия. Изобре1ения. - 2001. - Бюл. № 6.

Публикации в изданиях, рекомендованных решением ВАК РФ

4. Левченко А. В. Способ определения величины остаточных напряжений сжатия в поверхностях деталей после их упрочнения поверхностным пластическим деформированием I А. В. Левченко, Г. А. Сухочев // Техноло-I ия. Техполо1ия машиностроения: Науч.-техн. сб. - Вып. 10. - М.: Машинос I роение; ГОПГИ-2, 1987,- С. 129-136.

5. Виброшлифование теплозащитною покрытия поверхностей деталей oi-расли / А. В. Левченко, М, Г. Калинин, Ю. Г. Мезенцев, Г. А. Сухочев// Технология. Технология машиностроения; Науч.-техн. сб. Вып. 3. - М.: Машиностроение; ГОПТИ-2, 1991.- С. 15-18.

6. Повышение усталое i ной прочности поверхностей сложного профиля / Г. Л. Сухочев, В. П. Смоленцев, Н. К. Мешков, В. Л. Пожидаев // Наука производству. - 1999. №10,- С. 47 48.

7. Отделочно-упрочняющая обработка профильных поверхностей / Г. А. Сухочев, А. В. Бондарь, В. П. Смоленцев, Н. К. Мешков // Техника машиностроения. - 2000. № 4 (26). С. 78-80.

8. Сухочев Г А. Оптимальный гранулометрический состав рабочей среды для комбинированной обработки деталей транспортных машин / Г'.А. Сухочев // Научная работа в университетских комплексах: Сб. науч. тр. Часть 2, -М.: Машиностроение. - 2005. - С. 75-81.

9. Сухочев Г. А. Технологические методы повышения эксплуатационных показателей транспортных машин в экстремальных условиях / Г. А. Сухочев //Техникамашиностроения. 2005.-№3. С. 52-54.

10. Сухочев Г. А. Перспективное оборудование доя упрочнения каналов переменного профиля / Г. А. Сухочев // Металлообработка. 2005. № 2. -С. 40-43.

Статьи, материалы конференций П.Левченко A.B. Экспериментальное исследование сравнительной эффективности различных методов отделочно-упрочняющей обработки деталей типа «турбина» / А. В. Левченко, Г. А. Сухочев // Производственно-технический опыт: Сб. статей. Москва, 1987. - № 11 12. - 9 с. • Деп. в ЦНТИ «Поиск», №035-4132.

12. Смоленцев В. 11. Технологические методы улучшения эксплуатационных показателей энергетических установок / В. П. Смоленцев, Г. А. Сухочев // Ресурсосберегающие технологии машиностроения. РТМ-93.2- Материалы междунар. науч.-практ. конф. М.: МГААТМ, 1993. - С. 89 -92.

13. Сухочев Г. А. Комбинированные процессы повышения качества деталей / Г А. Сухочев, В. П. Смоленцев // Вибрационные машины и технологии: Сб. науч. тр. Курск: КПИ, 1993. - Вып. 2. - С. 111 117.

14. Сухочев Г. А. Специальные технологические методы поверхностной обработки / Г. А. Сухочев // Гибкоструктурпые нетрадиционные технологии в машиностроении и приборостроении: Сб. науч. тр. ВГТУ. Воронеж, 1996.-С. 113-117.

15 Смоленцев В. П. Формирование поверхности контактной и комбинированной обработкой / В. П. Смоленцев, Г. А. Сухочев, А. В. Бондарь // Влияние технологии на состояние поверхностного слоя - ПС'96: Третья междунар. науч.-техн. конф. Польша, Гожув, 1996. -С.171 181.

16. Сухочев Г. А. Упрочнение деталей автомобилей / Г.А. Сухочев, A.B. Бондарь // 100 лет русскому автомобилю: Материалы междунар. науч.-техн. конф. - М.: МАМИ, 1996. - С. 44-45.

17. Сухочев Г. А. Стратегия проектирования оборудования для упрочнения

межлопаточных каналов / Г. А. Сухочев, А В. Бондарь // Проектирование технологических машин: Сб. науч. тр.- М.:Станкин, 1997. -Вып. 5. -С 11-19.

18. Смоленцев В. П. Высокоресурсные насосные агрегаты I В. П. Смоленцев, Е. В. Смоленцев, Г. А. Сухочев Н Машиностроитель. - 1997. - № 10. - С. 23.

19. Смоленцев В. П. Поверхностная отделочно-упрочняющая обработка деталей редукторов в процессе изготовления и ремонта / В. П Смоленцев, Г. А. Сухочев, А. В. Бондарь // Сб. тр. междунар. конф., Конин-97. - Польша, 1997. - С. 141-143.

20. Сухочев Г. А. Упрочнение деталей автомобилей комбинированными методами / Г. А. Сухочев // Научно-технические проблемы в развитии ресурсосберегающих технологий и оборудования лесного комплекса: Материалы междунар. науч.-практ. конф. - Воронеж: ВГЛТА, 1998. - С. 229.

21. Сухочев Г. А. Динамическая система упрочнения профильных поверхностей каналов / Г. А. Сухочев // Научно-технические проблемы в развитии ресурсосберегающих технологий и оборудования лесного комплекса: Ма1е-риалы междун. науч.-практ. конф., - Воронеж: ВГЛТА, 1998. - С. 230.

22 Сухочев Г. А Поверхностное упрочнение защитных покрытий нагруженных деталей / Г. А. Сухочев, А. М. Кадырметов, К. А. Яковлев // Нетрадиционные технологии в машиностроении и приборостроении: Меж-вуз. сб. науч. тр. - Воронеж: ВГТУ, 1998. - Вып. 2. - С. 80-86.

23. Бондарь А. В. Вопросы сопротивления усталости нагруженных деталей в различных температурных условиях / А. В. Бондарь, Г. А. Сухочев // Повышение технического уровня машин лесного комплекса: Материалы Все-рос. науч.-практ. конф. - Воронеж: ВГЛТА, 1999. - С. 167-169.

24. Бондарь А. В. Моделирование потока гранул в канале спожного профиля / А. В. Бондарь, Г. А. Сухочев, В. П. Смоленцев // Нетрадиционные технологии в машиностроении и приборостроении: Межвуз. сб. науч. тр. Воронеж, ВГТУ, 1999. - Вып. 3. - С. 103-110.

25. Реализация элементов нетрадиционных технологий двойного назначения на рынке объектов интеллектуальной собственности / С. Г. Валюхов, С. А. Повеквечпых, С. Н. Коденцев, Г. А. Сухочев // Создание и оценка обьектов интеллектуальной собственности с применением функционально-стоимостного анализа наукоемких предприятий: Материалы регион. науч.-практ. семинара. - Воронеж: ВГТУ, 1999. С. 8-12.

26. Сухочев Г. А. Вопросы технологии обработки каналов охлаждаемых оболочек сложного профиля / Г. А. Сухочев, В. Н. Щербаков, С. Н. Коден-цев // Нетрадиционные технологии в технике, экономике и социальной сфере: Межвуз. сб. науч. тр. - Воронеж, 1999. - Вып. I. С. 11 14.

27.Сухочев Г. А. Повышение эффективности газоплазменного напыления формированием заданного микрорельефа и упрочняющей обработкой / Г. А. Сухочев, С. Н. Коденцев, И. А Усков // Нетрад. технологии в технике,

экономике и соц. сфере: Межвуз. сб. науч. тр. - Вып. 2. Воронеж: ВГТУ,

2000. - С. 89-92.

28. Сухочев Г. А. К вопросу об исследовании деформированной поверхности сложной формы с использованием рентгеноструктурного анализа / Г. А. Сухочев, А. В. Бондарь, А. И. Стрыгин // Нетрад. технолог ии в технике, экономике и соц. сфере: Межвуз. сб. науч. тр. - Вып. 2. - Воронеж: ВГТУ. 2000. - С. 96-100.

29. Валюхов С. Г. Конкурентоспособность нетрадиционных технологий двойного назначения / С. Г. Валюхов, С. А. Повеквечных, Г. А. Сухочев, В С. Крюков// Науч.-техн. юбил. сб. КБХА. - Воронеж: ИНФ Воронеж.

2001.-С. 627 -629.

30. Бульи ин Д. Ю. Формирование поверхностных слоев каналов сложною профиля в деталях транспортных систем технологическими методами / Д. Ю. Булыгин, В. С. Крюков, Г. А. Сухочев // Разработка, производство и эксплуатация турбо-, электронасосных агрегатов и систем на их основе: тр. I МНТК СИНТ'01. Воронеж: РИФ Кварга, 2001. - С. 352-357.

31. Повеквечных С. А. Методология расчета стоимосш сертификации системы качества при создании продукции промышленного назначения / С. А. Повеквечных, Г. А. Сухочев // Разработка, производство и эксплуатация турбо-, электронасосных агрегатов и систем на их основе: Тр. 1 МНТК СИНТ'01. - Воронеж: РИФ Кварт, 2001. - С. 373 377.

32. Левченко А. В. Определение характеристик силового воздействия гранулированной рабочей среды на поверхности межлопаточных каналов / А. В. Левченко, Г. А. Сухочев // Нетрадиционные технологии в машиностроении и приборостроении: Межвуз. сб. науч. тр. - Вып. 5. - Воронеж: ВГГУ, 2002.- С. 150 156.

33. Левченко А. В. Динамическое воздействие рабочей среды на поверхности межлопаточного канала / А. В. Левченко, Г. А. Сухочев // Нетрадиционные технологии в машиностроении и приборостроении: Межвуз. сб. науч. тр. - Вып. 5. - Воронеж: ВП У, 2002. - С. 144 149.

34. Сухочев Г.А. Вопросы подготовки производства при освоении выпуска многономенклатурного насосного оборудования / Г. А. Сухочев, С. А. Повеквечных, B.C. Крюков и др. // Герметичность, вибронадежносгь и экологическая безопасность насосного и компрессорного оборудования - Г'ЕРВИКОН-2002: Тр 10-й МНТК: В 3 т. Украина, Сумы, 2002. Т. 2. - С. 178-188.

35. Сухочев Г. А. Особенности кинематики и динамики процесса виброэкс-трудирования / Г. А. Сухочев // Нетрадиционные меюды обработки: Сб. науч. тр. междунар. конф. Воронеж: ВГУ, 2002. - Ч. I. - С. 66 74.

36. Сухочев Г. А. Анализ влияния высоты и массы столба рабочей среды на ишенсивность процессов комбинированной виброэкструзионной обработки /ГА Сухочев // Нетрадиционные методы обработки: Сб. науч. тр.

междупар. конф, Воронеж: ВГУ, 2002. Ч. I. - С. 113-118. 37. Сухочев I". А. Классификация основных факторов, определяющих качество огделочно-упрочняющих обработки поверхностей межлопаточных каналов / Г. А. Сухочев // Технологическое обеспечение машиностроительных производств: Межвуз. сб. науч. тр. - Вып. 2. - Воронеж- ВГТУ, 2002 -С.'бО 63.

38 Сухочев Г. А. Исследование характеристик ударного воздействия рабочей среды на открытые поверхности детали / Г. А. Сухочев // Технологическое обеспечение машиностроительных производств: Межвуз. сб. науч. тр Вып. 2. Воронеж: ВГТУ, 2002,- С. 64-69.

39. Сухочев Г. А. Вопросы организации технологического процесса изготовления деталей проточной части насосных агрегатов / Г А. Сухочев, С. А. Повеквечных // Юбил. науч.-техн. сб. (посвящен 10-летию ДП «Турбонасос» КВХА, 1992-2002 гг.). - Воронеж: КВХА, 2002. - С. 104 107.

40. Коденцев С. И. Повышение качества поверхности межлопаточных каналов после электроэрозионной обработки / С. Н. Коденцев, В. С. Крюков, Г А. Сухочев // Разработка, производство и эксплуатация турбо-, электронасосных агрегатов и систем на их основе: тр. II МНТК «СИНТ'03» - Воронеж: Оригами, 2003. С. 413-419.

41. Вашохов С. Г. Вопросы управления качеством на этапе подготовки производства изделий, работающих в экстремальных условиях / С Г. Валюхов, Д. Ю. Булыгин, С. П. Коденцев, Г. А. Сухочев // Разработка, производство и эксплуашция турбо-, электронасосных агрегатов и систем на их основе: труды II МНТК «СИ1 ГРОЗ». - Воронеж: Оригами, 2003. С. 420 426.

42. Повеквечных С. А- Повышение рентабельности многономенклатурного производства насосного оборудования / С. А. Повеквечных, Ю. Е Сасин, Г. А. Сухочев. // Разработка, производство и эксплуатация турбо , электронасосных агрегатов и систем на их основе: тр. И МНТК «СИНТ'03». -Воронеж: Оригами, 2003. - С. 462 466.

43 Сухочев Г. А. Технология и оборудование для отделочно-упрочняющей обработки поверхностей межлопаточных канатов деталей транспортных систем / Г. А. Сухочев // Произволе!во специальной техники: Сб. науч. тр., Воронеж: ВГУ, 2003.-С. 32 38.

44. Сухочев Г. А. Управление качеством транспортных машин технологическими мегодами / Г. А. Сухочев // Системные проблемы надежности, качества, информационных и электронных технологий: Материалы Междупар. конф. и Рос. науч. шк. Часть 6 М.: Радио и связь, 2004. - С. 80 86.

45. Bondar А. В. Mechanical trials of the loaded details after ambassador combined processing / A. B. Bondar, G. A. Sukochev, V. P. Smolentsev // Obrovka erozyjna (electromachining)- Matcrialy konferencyjne EM-2000. - Bydgos7C7, Polska, 2000. P. 11 16.

«

Лицензия ИД № 00437 от 10.11.99 г.

Подписано в печать 03.05.2005 Формат 60x84 '/,6. Объем 2 печ.л. Тираж 100. Заказ 328.

Отпечатано с готовою оригинала-макета в типографии ВГУ 394000, г Воронеж, ул Пушкинская, 3

гг

Р -9208

i

РНБ Русский фонд

2006-4 5484

*

л

ВВЕДЕНИЕ.

1 ПРОБЛЕМНЫЕ ВОПРОСЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ * ТРАНСПОРТНЫХ МАШИН В ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ УСЛОВИЯХ

1.1 Экстремальные условия эксплуатации транспортных машин и их нагруженных деталей.

1.2 Конструктивные и технологические особенности нагруженных деталей транспортных машин.

1.3 Прогрессивные технологии получения заготовок из высокопрочных сплавов.

1.4 Проблемные вопросы разрушения материалов деталей ф транспортных машин.

1.5 Характер отказов нагруженных деталей в экстремальных условиях при нестационарных нагружениях.

1.6 Способы обработки поверхностей сложной формы абразивом.

1.7 Обработка поверхностей сложной формы методами поверхностного пластического деформирования.

1.8 Электрические методы обработки.

I 1.9 Классификация объектов и средств обработки.

1.10 Возможные направления моделирования комбинированной обработки.

1.11 Условия формирования поверхностного слоя в процессе комбинированной обработки.

1.12 Постановка цели и задач исследований.

2 ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ФОРМИРОВАНИЯ БЕЗДЕФЕКТНОГО ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ

2.1 Конструктивно-технологическая классификация нагруженных деталей транспортных машин.

2.2 Механизм разрушения поверхности в экстремальных условиях.

2.3 Основные закономерности процесса комбинированной обработки поверхностей сложного профиля.

2.4 Параметры управления и контроля качества процесса комбинированной обработки, методы их определения.

2.5 Методика анализа механизма контактирования гранул с поверхностью.

2.6 Основы кинематики движения обрабатывающей среды в канале.

2.7 Схема способа виброэкструзионной обработки.

2.8 Методика определения динамических параметров процесса виброэкструдирования.

2.9 Классификация основных факторов, определяющих качество комбинированной виброэкструзионной обработки.

3 ИССЛЕДОВАНИЕ УПРАВЛЯЮЩИХ ФАКТОРОВ ПРОЦЕССА КОМБИНИРОВАННОЙ ОБРАБОТКИ

3.1 Оптимизация гранулометрического состава рабочей среды.

3.2 Исследование особенностей кинематики и динамики процесса виброэкструдирования.

3.3 Анализ равномерности динамического воздействия рабочей среды на поверхности межлопаточного канала.

3.4 Анализ влияния высоты и массы столба рабочей среды на интенсивность процессов виброэкструзионной обработки.

3.5 Исследование процесса формирования микрорельефа поверхности при комбинированной обработке.

3.6 Исследование процесса деформирование поверхностного слоя канала.

3.7 Образование остаточных напряжений при различных типах соударений.

3.8 Исследование зоны пластичности и глубины наклепа.

3.9 Распределение остаточных напряжений по профилю канала.

4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ПОЛОЖЕНИЙ ИССЛЕДОВАНИЙ

4.1 Основные характеристики ударного воздействия столба гранулированной рабочей среды на открытые поверхности детали.

4.2 Характеристики силового воздействия гранулированной рабочей среды на поверхности межлопаточных каналов.

4.3 Влияние условий обработки на показатели качества поверхности межлопаточного канала нагруженных деталей.

4.4 Сравнительная эффективность различных методов упрочнения межлопаточного канала.

4.5 Технологические аспекты анодного растворения металла в процессе комбинированной обработки.

4.6 Усталостные испытания в экстремальных условиях.

4.7 Параметрические испытания натурных деталей и агрегатов по эксплуатационным характеристикам.

5. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО РАЗРАБОТКЕ ТЕХНОЛОГИИ КОМБИНИРОВАННОЙ ОБРАБОТКИ НАГРУЖЕННЫХ ДЕТАЛЕЙ

5.1 Компоновочные решения при создании средств технологического оснащения.

5.2 Перспективные проектные разработки.

5.3 Оборудование.

5.4 Рекомендации по проектированию технологического процесса.

5.5 Требования к оборудованию.

5.6 Рекомендации по выбору процедуры управления качеством.

6 РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ

В ПРОМЫШЛЕННОСТИ

6.1 Использование результатов работы на типовых деталях транспортных машин, работающих в экстремальных условиях.

6.2 Расширение области использования комбинированной виброэкструзионной обработки.

Актуальность проблемы. Повышение качества машин, используемых в транспортных системах различного назначения, всегда является актуальной проблемой машиностроения. Большая часть транспортных машин работает в условиях нестационарного воздействия знакопеременных нагрузок, повышенных и криогенных температур, газообразного и жидкого водорода. Это мощные дизели, агрегаты турбонадцува сталеплавильного оборудования, турбокомпрессоры и турбонасосы для авиационно-космической техники и транспортирования природного газа, насосные агрегаты технологических линий различных отраслей промышленности, в том числе - металлургических, химических и криогенных производств. Они эксплуатируются при критических знакопеременных нагрузках, многоцикловых нагружениях при кавитации и пульсации высоких рабочих давлений, в агрессивных водородосодержащих средах с воздействием межкристаллитной коррозии, в широком диапазоне рабочих температур.

В наиболее экстремальных условиях находятся детали, работающие в среде жидких газов, например - в водороде, где давление жидкой среды на поверхность детали может достигать 55 МПа. Стенки таких деталей достаточно тонкие, и с другой стороны стенки может происходить горение кислородно-водородной смеси, где градиент температур по толщине может достигать 25003000 К. В течение многих лет проводились исследования по повышению качества поверхностного слоя деталей технологическими методами, определяющими общий уровень качества транспортных машин. Установлено, что при больших перепадах температур в присутствии жидкого водорода и газообразной среды на границах с деталью поверхность не должна иметь местных микроуглублений, в которые под давлением попадает водород: происходит интенсивное наводораживание и охрупчивание материала. За счет известного эффекта Ребиндера возникают высокие растягивающие напряжения, резко снижающие работоспособность детали при высоких знакопеременных нагрузках. Большинство деталей, работающих в среде жидкого водорода и других криогенных средах, имеют сложную геометрическую форму и ограниченный доступ обрабатывающей среды.

Примером нагруженной детали транспортной машины является рабочее колесо турбонасосного агрегата с наружным бандажом. Она выполнена из цельного куска высокопрочного сплава, где минимальный просвет между лопатками может быть менее 1 мм. Для нормальной эксплуатации транспортной машины требуется получать лопатки с погрешностями по геометрии не более ±0,1 мм, при шероховатости поверхности Ra не более 1 мкм. Усталостный характер трещин в лопатках связан с их многоцикловым нагружением, обусловленным высокочастотным воздействием переменных нагрузок из-за пульсаций давления рабочего тела. В среде жидкого водорода при наличии микротрещин это приводит к резкому усилению расклинивающего эффекта и деструкции материала. В зонах концентрации напряжений влияние водорода существенно уменьшает величину разрушающего напряжения. Анализ результатов предварительных экспериментальных исследований показывает зависимость эксплуатационных показателей лопаточных деталей в среде водорода от механических свойств материала и характеристик его равномерного упрочнения в зоне концентратора напряжений.

Проблема равномерного поверхностного упрочнения узких (1-10 мм) межлопаточных каналов переменного сечения до настоящего времени не была решена по причине отсутствия эффективных управляемых механизированных методов и средств, позволяющих проводить «залечивание» трещиноватого слоя, наследованного от предшествующих стадий обработки. Нами предложен новый способ (патент России № 2173627), включающий комбинированную обработку каналов с формированием бездефектной поверхности при сохранении заданных технологических показателей. Его суть в том, что через канал заготовки под действием вибрации и гравитационных сил, с поджатием обрабатывающих гранул (в ряде случаев - при наложении тока низкого напряжения) проталкивается вибровязкая псевдоожиженная среда с твердым наполнителем. Это обеспечивает равномерный наклеп и микродеформацию поверхностного слоя канала переменного сечения. Подобный способ ранее не исследовался, и только после его применения при изготовлении турбокомпрессорных и насосных устройств в нефтехимической и металлургической промышленности, агрегатов автотракторных, локомотивных, ракетных и авиационных двигателей удалось повысить надежность и ресурс транспортных машин при экстремальных условиях эксплуатации. Предложенный метод направленного комбинированного упрочнения, названный виброэкструзионной обработкой, позволяет обеспечивать получение заданных показателей качества поверхностного слоя в условиях ограниченного доступа обрабатывающих сред с повышением эксплуатационных характеристик нагруженных деталей и транспортных машин в целом. Устранить микротрещины или изменить их морфологию на труднодоступных поверхностях сложного профиля с применением предложенного способа возможно при условии использования комплексных параметров, определяющих состояние поверхностного слоя деталей и конкретный эксплуатационный показатель, а также - установив законы взаимного влияния этих параметров и режимов обработки с учетом явлений технологической наследственности и управляемости этих комплексных параметров.

Научная проблема, решаемая в данной работе: установление закономерностей процессов комбинированной отделочно-упрочняющей техно- логии и обоснование способов повышения технологических и эксплуатационных параметров транспортных машин, работающих в экстремальных условиях, за счет управляемого избирательного динамического воздействия рабочей среды по предложенному способу (патент №2173627). Проблема решается на основе создания научных методов и средств для управления процессом обработки с комбинированным воздействием импульсных нагрузок по управляемым векторам подач рабочей среды и оптимизацией режимов для сложнопрофильных поверхностей при устранении микроуглублений пластическим деформированием и снижением шероховатости анодным растворением металла. Комбинированная обработка гранулированной рабочей средой является не только эффективным технологическим процессом отделки и упрочнения труднодоступных поверхностей сложного профиля, но и инструментом для управления показателями качества при создании транспортных машин, работающих в экстремальных условиях.

Диссертация выполнялась в рамках комплексной межотраслевой программы «Технология» (п. 1.28 - Поверхностное пластическое деформирование) в 1991-1995 гг., Федеральной космической программы России на 2001-2005 годы, Раздел 1, подпрограмма 10 ОКР «Корпус» (Госконтракт «Росавиакосмоса» № 256-ТЗ19/03 в 2003-2004 гг.), отраслевых и межотраслевых НИОТР (тематические карточки на 1984-1990 гг., Госконтракты РКА № 256-Т127/93 в 19931995 гг., № 930-Т091/93 в 1993-1996 гг.), планов технического перевооружения предприятий отрасли в 1984-1996 гг., межвузовской программы «Ресурсосберегающие технологии машиностроения - РТМ 93.2».

Цель работы - повышение эксплуатационных показателей транспортных машин, работающих в экстремальных условиях, за счет формирования бездефектного поверхностного слоя высоконагруженных деталей посредством комбинированной обработки, расширяющей технологические возможности упрочняющего воздействия. В соответствии с целью работы были сформулированы и решались следующие задачи:

1. Создать методические основы управления процессом комбинированной обработки с целью динамического устранения наследственных явлений в поверхностном слое материала от предшествующих воздействий для снижения межкристаллитной коррозии высокопрочных сплавов в криогенных водородо-содержащих средах.

2. Разработать эффективные способы повышения эксплуатационных характеристик поверхностей каналов переменного профиля с ограниченным доступом инструмента для увеличения предела малоцикловой и многоцикловой усталости лопаточных деталей, используя в качестве оценочных показателей качества равномерность упрочнения и физико-механическое состояние микрорельефа поверхности деформированного металла.

3. Оптимизировать динамические и технологические параметры обрабатывающей среды для отделочно-упрочняющей обработки с учетом особенностей конструкции транспортных машин и эксплуатационных требований к конструктивным высоконагруженным элементам.

4. Установить закономерности влияния на состояние обрабатываемых материалов газовой и жидкой фазы криогенных сред, градиентов температур в условиях высоких импульсных нагрузок и переменных термодинамических потоков рабочего тела при знакопеременных нагружениях.

5. Разработать методики выбора оптимальных параметров управляемого процесса комбинированной обработки для использования в технологических расчетах.

6. Спроектировать технологические процессы и средства технологического оснащения для комбинированного формирования поверхности проточной части силовых деталей, с целью создания транспортных машин с повышенной надежностью и долговечностью в экстремальных условиях эксплуатации.

Методы исследований. Теоретические исследования процесса комбинированного воздействия проводились с использованием теории пластичности и упругости, теории вероятности и математической статистики, электрофизико-химических методов обработки, основных положений технической механики и технологии машиностроения. Экспериментальная проверка теоретических положений проводилась на промышленном технологическом оборудовании и лабораторных установках.

Основные научные положения, выносимые на защиту.

1. Теоретические основы механизма формирования поверхностного слоя нагруженных деталей с заданными характеристиками путем управления составляющими упрочняющих воздействий в процессе комбинированной обработки:

- закономерности изменения показателей качества поверхностного слоя узкого межлопаточного канала за счет динамических трансформаций явлений технологической наследственности от предшествующих воздействий различного рода с целью противодействия явлениям межкристаллитной коррозии;

- новые способы повышения показателей качества участков поверхности сложного профиля с ограниченным доступом обрабатывающей среды в проточную часть детали, эксплуатирующейся в условиях агрессивных криогенных сред, термоциклических и многоцикловых нагружений;

- оптимальные динамические и гранулометрические параметры обрабатывающей среды с учетом требований к конструкции и условиям эксплуатации транспортных машин, работающих в экстремальных условиях.

2. Критерии оценки эффективности и управляемости процесса:

- основополагающий критерий качества поверхностного слоя нагруженных деталей транспортных машин, основанный на параметрах микроуглублений, наследованных от предшествующих стадий обработки поверхности;

- обобщенный интегральный критерий, характеризующий дискретное динамическое воздействие потока обрабатывающей среды в элементной зоне и отражающий эффективность упрочняющего воздействия на дискретном участке поверхности узкого межлопаточного канала нагруженной детали;

- частные дифференциальные критерии, характеризующие эффективность и управляемость процесса комбинированной обработки, учитывающие исходное состояние обрабатываемой поверхности сложного профиля и явления технологической наследственности.

3. Методические основы:

- методика выбора оптимального метода или комбинации методов отде-лочно-упрочняющей обработки исходя из конструктивно-технологических особенностей конкретной лопаточной детали, работающей в условиях нестационарных нагружений;

- методика прогнозирования достижимых показателей качества с учетом исходного состояния наследованного дефектного поверхностного слоя труднообрабатываемого материала деталей транспортных машин;

- инженерная методика расчета параметров процесса комбинированной упрочняющей обработки при заданных показателях качества поверхности сложного профиля с ограниченным доступом инструмента.

4. Результаты практической реализации технологии комбинированной обработки проточной части лопаточных деталей, обеспечивающей управление показателями надежности транспортных машин в целом.

Научная новизна. Раскрыт механизм формирования поверхностного слоя высоконагруженных деталей транспортных машин, работающих в условиях больших градиентов (от уровня горения до криогенных температур в среде жидких газов), отличающийся тем, что в нем установлены закономерности взаимного влияния состояния обрабатываемых материалов, газовой и жидкой фазы криогенных сред, градиентов температур в условиях импульсных нагрузок и переменных термодинамических потоков рабочего тела.

Разработан и защищен патентом способ формирования поверхностного слоя в сложнопрофильном канале переменного сечения с ограниченным доступом инструмента в зону обработки, отличающийся заменой постоянных нагрузок на импульсные с управляемым вектором подач и стабилизацией режимов для произвольных плавных профилей с обеспечением требуемого качества поверхностного слоя за счет устранения микроуглублений механическим воздействием и снижением шероховатости локальным анодным растворением.

Выдвинуто и обосновано новое представление о критериях оценки качества поверхностного слоя деталей, эксплуатируемых при высоких температурных градиентах, где в качестве основного оценочного показателя принимают высоту неровностей; при экстремальных условиях эксплуатации в качестве критериев должны приниматься параметры локальных микроуглублений, заполняемых газами при подпоре жидкими средами с давлением до 55 МПа.

Практическая ценность работы заключается в разработке:

- типовых технологий формирования проточной части лопаточных деталей, обеспечивающих повышение надежности транспортных машин в целом, с учетом явлений технологической наследственности от предшествующих этапов обработки;

- методики выбора оптимального способа отделки и упрочнения с учетом особенностей конструкции проточной части лопаточной машины с ограниченным доступом обрабатывающих сред в зону обработки;

- научно обоснованных методов расчета параметров процесса комбинированной обработки поверхности сложного профиля с учетом заданных показателей качества лопаточной детали, работающей в экстремальных условиях;

- комплекса специализированных методов и средств технологического оснащения для реализации разработанного способа обработки, защищенного патентом России № 2173627.

Научные положения диссертации использовались в учебном процессе Воронежской государственной лесотехнической академии. Результаты исследований внедрены на предприятиях г. Воронежа при обработке поверхностей сложного профиля деталей насосного и турбокомпрессорного оборудования со значительным экономическим эффектом.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались на Международных научно-технических конференциях и симпозиумах «Ресурсосберегающие технологии машиностроения. РТМ-93.2» в г. Москва (1993 г.), «100 лет Российскому автомобилю. Промышленность и высшая школа» в г. Москва (1996 г.), «Влияние технологии на состояние поверхностного слоя -ПС'96» в г. Гожув (Польша, 1996 г.), «Обработка деталей крупногабаритных редукторов - TWW'97» в г. Конин (Польша, 1997 г.), «Разработка, производство и эксплуатация турбо-, электронасосных агрегатов и систем на их основе (СИНТ)» в г. Воронеж (СИНТ'01 - 1999 г. и СИНТ'ОЗ - 2003 г.), «12th International Colloquium Tribology» (Германия, 2000 г.), «Obrovka erozyjna (elektromachining). EM-2000» (Польша, 2000), «Герметичность, вибронадежность и экологическая безопасность насосного и компрессорного оборудования - ГЕРВИКОН-2002» в г. Сумы (Украина, 2002 г.); межвузовских конференциях «Научно-технические проблемы в развитии ресурсосберегающих технологий и оборудования лесного комплекса» в г. Воронеж (1998 г.), «Создание и оценка объектов интеллектуальной собственности с применением ФСА наукоемких предприятий» в г. Воронеж (1999 г.), «Новационные технологии и управление в технических и социальных системах» в г. Воронеж (1999 г.), «Нетрадиционные технологии в технике, экономике и социальной сфере» в г. Воронеж (1999 г.), «Нетрадиционные методы обработки» в г. Воронеж (2002 г.), «Системные проблемы надежности, качества, информационных и электронных технологий» в г. Сочи (2004 г.); на научных конференциях ВГТУ и ВГЛТА (1994 — 2003 гг.). В полном объеме работа докладывалась и обсуждалась в Брянском государственном техническом университете и ФГУП НПО «Техномаш» г. Москва.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 45 печатных работ, в том числе монография и два патента РФ. В работах, опубликованных в соавторстве и приведенных в конце автореферата, лично соискателю принадлежит: [2, 3] - разработка технического решения и конструктивных элементов устройств для интенсификации обработки каналов; [4] - методика расчета величины остаточных напряжений сжатия; [5] - технологические схемы обработки теплозащитных покрытий; [6, 22] - описание исследований долговечности упрочненных сплавов в эксплуатационных средах; [7] - метод виброэкструзионной обработки для повышения эксплуатационных показателей насосных агрегатов; [8] - методика выбора оптимального состава обрабатывающей среды; [10, 12] — постановка, эксперимента, анализ эффективности различных схем обработки; [13] - оптимальные комбинации методов упрочнения для различных зон межлопаточного канала; [14, 15] - методика расчета оптимальных режимов обработки; [16] - концепция создания специализированного оборудования для комбинированной обработки; [17, 18, 19] - исследование влияния процессов отделки и упрочнения на показатели качества поверхности; [21] - экспериментальное подтверждение результатов обработки защитных покрытий; [23, 25, 29] — концепция построения процессов с комбинированной обработкой на основе технологий двойного назначения; [24] - модель движения гранул в узком межлопаточном канале; [26] - технологическая схема обработки каналов термонапряженных оболочек; [27] - методика расчета параметров получения микрорельефа под нанесение защитных покрытий; [28, 30, 40] - анализ характера распределения механических свойств в поверхностном слое лопатки; [31] - методика оценки системы качества при создании продукции промышленного назначения; [32, 33] - модель и методика расчета характеристик силового воздействия гранул на поверхности каналов; [34] - анализ системы технологической подготовки производства деталей с выявлением критичных элементов; [41] -к анализ влияния технологических аспектов производства и наследования свойств поверхности лопаток на показатели качества; [42] - концепция проек-ф тирования технологии групповой обработки нагруженных деталей; [45] - зависимость эффективности комбинированной обработки от параметров подачи гранул в канал. Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести разделов, заключения, библиографического списка из 228 наименований; содержит 335 страниц машинописного текста, 29 таблиц, 121 рисунок и 9 страниц приложения.

ф 6. Основные результаты исследований освоены в производственных условиях с организацией специализированных участков. Подтверждено, что применение предложенных методик обеспечивает получение в узких криволинейных каналах рабочих колес турбин стабильный микрорельеф бездефектной поверхности с Ra=l мкм и глубиной микроуглублений не более 1 мкм, микротвердость Нц до 4200 МПа и степень наклепа 8 до 40%, что позволяет осуществлять отде-лочно-упрочняющую обработку деталей транспортных машин, изготовленных ф из высокопрочных, коррозионностойких и жаропрочных материалов.

7. Разработаны рекомендации по выбору необходимой процедуры управления качеством, достаточной для поддержания уровня качества конечного продукта при минимальном вмешательстве в процесс обработки, а также проектированию средств технологического оснащения процесса комбинированной обработки сложнопрофильных тонких кромок лопаточных деталей транспортных машин (патент России № 2008183) и поверхностей узких криволинейных межлопаточных каналов переменного профиля (патент России № 2173627).

8. Создано и внедрено специализированное оборудование, оптимальные рабочие технологические процессы комбинированной обработки технологически труднодоступных поверхностей лопаточных машин (типовые технологические инструкции № 92256.25201.00062 и 256.25201.00071) обеспечивающие повышение надежности и долговечности транспортных машин, эксплуатирующихся в экстремальных условиях, с учетом явлений технологической наследственности за счет равномерности обработки поверхностей сложного профиля до 95%, что позволит дополнить базу данных технологии машиностроения по разделу отделочно-упрочняющей обработки гранулированной средой.

9. Результаты представленной работы освоены в промышленных условиях и внедрены на машиностроительных предприятиях г. Воронежа для обработки каналов сложного профиля деталей высокооборотных турбонасосных агрегатов, турбокомпрессорного и насосного оборудования для различных отраслей промышленности со значительным экономическим эффектом.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Решена крупная научно-техническая проблема создания технологическими методами высокоресурсного поверхностного слоя нагруженных деталей, работающих в экстремальных условиях больших перепадов температур от горения до криогенного уровня с одновременным воздействием на поверхность химически активных сред с различным агрегатным состоянием, что открывает возможность производить конкурентоспособные транспортные машины, отвечающие международным требованиям.

По работе можно сделать следующие выводы.

1. Предложен новый способ формирования требуемого поверхностного слоя в сложных каналах переменного профиля с минимальным просветом 1-10 мм за счет замены при экструдировании постоянных нагрузок на импульсные с частотой около 24 Гц с амплитудой в горизонтальном сечении 5 мм ±10%, вертикальном - 4 мм ±10%, с изменением вектора упрочняющей силы через 25-30 с в направлении сужения канала и 35-45 с - в сторону расширения канала. Обработка выполняется при периодическом встречном движении газовой и жидкой обрабатывающих сред.

2. Предложена комплексная модель процесса комбинированной обработки деталей лопаточных машин гранулированной средой, позволившая найти новое научное и инженерное решение проблемы управления процессом отделки и упрочнения с достижением заданных показателей качества поверхности путем избирательного динамического воздействия рабочей среды в различных зонах узкого межлопаточного канала и сложного профиля обрабатываемой поверхности для обеспечения надежности нагруженных деталей в условиях критических значений мало- и многоцикловых нагрузок (от 3x105 до 5x106 циклов нагруже-ний при атах=1000 МПа).

3. Выработаны критерии оценки эффективности упрочняющих воздействий и управляемости процесса: динамическое давление рабочей среды на элементную зону поверхности Р30„ - обобщенный интегральный критерий, характеризующий дискретное динамическое воздействие потока обрабатывающей среды в элементной зоне и отражающий эффективность упрочняющего воздействия на дискретном участке поверхности; величина нормальной контактной силы NK, степень равномерности упрочнения поверхностей кру, время упрочнения Ф элементной зоны поверхности tynp max, оптимальное соотношение объемов компонентов рабочей среды - частные дифференциальные критерии, характеризующие эффективность и управляемость процесса комбинированной обработки, учитывающие исходное состояние обрабатываемой поверхности сложного профиля.

4. Разработаны методики выбора оптимального метода или комбинации методов отделочно-упрочняющей обработки исходя из конструктивно-технологических особенностей конкретной лопаточной машины и расчета параметров процесса комбинированной отделочно-упрочняющей обработки с учетом заданных показателей качества поверхностного слоя, обеспечивающие повышение предела выносливости лопаток на 20-30% при термоциклических нагружениях в интервале температур от -250 до +2500 К.

5. Реализован комплекс работ по экспериментальному исследованию показателей качества и точности обработанных поверхностей детали и эксплуатационных параметров лопаточных машин при повышенных температурах в криогенных средах. Получена доверительная вероятность в пределах 10%. Подтверждено, что предлагаемый метод обеспечивает высокие механические показатели и может быть рекомендован для финишной и упрочняющей обработки деталей, работающих в условиях знакопеременных нестационарных нагружений и высокого градиента температур.

1. А. с. 1316797 СССР, МКИЗ В 24 В 31/06. Способ вибрационной обработки деталей сложной формы / А. В. Левченко // Бюллетень изобретений.1987.-№22.

2. А. с. 1593065 СССР, МКИЗ В 24 В 31/06. Способ вибрационной обработки деталей сложной формы / Ю. Р. Копылов и др. // Бюллетень изобретений. 1990. -№ 34.

3. А. с. 1178571 СССР, МКИЗ В 24 В 31/06, 31/116. Устройство для вибрационной обработки / А. В. Левченко, Л. И. Волчкевич, В. В. Доценко // Бюллетень изобретений. 1985. -№ 34.

4. А. с. 865634 СССР, МКИЗ В 24 В 31/06. Виброустановка для обработки наружных и внутренних поверхностей деталей / Ю. Р. Копылов и др. // Бюллетень изобретений. -1981.-№35.

5. А. с. 1316797 СССР, МКИЗ В 24 В 31/06. Способ вибрационной обработки деталей сложной формы / А. В. Левченко, Ю. Т. Мезенцев, М. Г. Калинин, В. И. Губанов, И. Н. Тузов // Бюллетень изобретений. 1987.

6. А. с. 918051, СССР, МКИЗ В24В 31/06. Способ вибрационной обработки деталей / А. В. Левченко, Ю. Г. Сергеев, А. М. Гордон // Бюллетень изобретений. -1982. -№ 13.

7. А. с. 700324 СССР. Способ обработки деталей свободным абразивом / И. М. Старобинец, В. Н. Мельгунов, А. И. Ходанович и др. // Бюллетень изобретений. 1979. - № 44.

8. А. с. 778981 СССР. Способ электрохимической обработки / В. П. Смо-ленцев, Ш. Ф. Гафиатуллин, 3. Б. Садыков, А. А. Габагуев // Бюллетень изобретений. 1980. -№ 42.

9. А. с. 1085734 СССР, МКИЗ 53 0 В 23 Р 1/04. Способ электрохимикоме-ханической обработки / А. И. Болдырев, В. П. Смоленцев // Открытия. Изобретения. 1984. -№ 14.

10. А. с. 1191215 СССР. Способ размерной электрохимической обработки / В. П. Смоленцев, А. И. Болдырев, Е. П. Зорин, Э. X. Милушев // Бюллетень изобретений. 1985. - № 42. ф 11. Абрамсон Т. И. Виброупрочнение высокопрочных материалов / Т. И.

11. Абрамсон, В. В. Ильин // Виброабразивная обработка деталей: Тез. докл. Всесоюзн. науч.-техн. семинара. Ворошиловград, 1978.-С. 133-135.

12. Авиадвигателестроение. Качество, сертификация и лицензирование: Учеб. пособие / В. Ф. Безъязычный, А. Ю. Замятин, В. Ю. Замятин и др. М.: Машиностроение, 2004. - 840 с.

13. Адлер Ю. П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий /Ю. П. Адлер, Е.В. Маркова, Ю.В.Грановский. -М.: Наука, 1989. -328с.

14. Александров Н. Г. Влияние направления волокон металла и поверхно-® стного упрочнения на свойства сталей / Н. Г. Александров и др. // Вестник машиностроения, 1983.-№7.- С. 17-19.

15. Амиров, Ю. Д. Технологичность конструкции изделия: Справочник / Ю. Д. Амиров, Т. К. Алферова, П. Н. Волков; Под общ. ред. Ю. Д. Амирова. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1990. - 768 с.

16. Астрединов В. М. Развитие физических методов контроля для новых

17. ЖРД / В. М. Астрединов, Н. Н. Сычева, В. И. Холодный // КБХА. Юбилейный научно-технический сборник. Воронеж: ИПФ «Воронеж», 2001. - С. 499-503.

18. Архипов А. Н. Исследование остаточных напряжений в конструкциях сложной формы методом конечных элементов / А. Н. Архипов, Ю. М. Темис // Проблемы прочности. 1980. - № 7. - С. 81-84.

19. Афанасьев А. А. Изнашивание поверхностей диффузионными покры-ф тиями в условиях статических и динамических нагрузок / А. А. Афанасьев,

20. А. М. Беликов, В.И. Логинова // Современные технологии в машиностроении: Сб. материалов Всерос. науч.-практ. конф. Пенза, 2000. - С. 107-109.

21. Бабичев А. П. Вибрационная обработка деталей / А. П. Бабичев. М.:ф Машиностроение, 1974. 136 с.

22. Бабичев А. П. Отделочно-упрочняющая обработка деталей многоконтактным виброударным инструментом / А. П. Бабичев и др. Ростов н/Д: Изд-воДГТУ, 2003.-191с.

23. Бабичев А. П. Основы вибрационной технологии / А. П. Бабичев, И. А. Бабичев. Ростов н/Д: Изд-во ДГТУ, 1998. - 624 с.

24. Бабичев А. П. Об интенсификации процессов вибрационной обработки за счет совершенствования формы рабочей камеры / А. П. Бабичев, Г. В. Серга // Вопросы вибратехнологии: Межвуз. сб. науч. статей. Ростов н/Д: Изд-во ДГТУ, 2004. - С. 28-32.

25. Балашов Б. Ф. Влияние состояния поверхностного слоя на сопротивление усталости образцов и рабочих лопаток турбин из жаропрочных материалов / Б. Ф. Балашов, А. Н. Архипов, Б. Ф. Володенко // Проблемы прочности. -1974.-№6.-С. 106-110.

26. Балашов Б. Ф. Влияние остаточных напряжений на сопротивление усталости сплава ВТ-9 / Б. Ф. Балашов, А. Н. Петухов, А. Н. Архипов // Проблемыф прочности.-1981.-№ 7.-С. 33-37.

27. Балтер М. А. Влияние структуры стали на ее усталостную прочность после поверхностного пластического деформирования / М. А. Балтер // Исследования по упрочнению деталей машин. -М.: Машиностроение, 1972. -№ 11.-С. 226-235.

28. Балтер М. А. Упрочнение деталей машин / М. А. Балтер. М.: Машиностроение, 1978. -183 с.

29. Барон Ю. М. Магнитно-абразивная и магнитная обработка изделий и режущих инструментов / Ю. М. Барон. Д.: Машиностроение, 1986. - 264 с.

30. Белкин Л. М. Упрочнение деталей тяжелых и транспортных машин поверхностным пластическим деформированием / Л. М. Белкин // Прогрессивные технологические процессы в тяжелом и транспортном машиностроении. Краматорск: НПО НИИПТМАШ, 1987. - С.110 -118.

31. Бережницкая М. Ф. К вопросу распределения остаточных напряжений, возникающих в процессе ППД / М. Ф. Бережницкая // Физ.-хим. мех. матер. — 1977.-№2.-С. 92-96.

32. Бидерман В. Л. Теория механических колебаний / В. Л. Бидерман. — М.: Высш. шк., 1980. 480 с.

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

34. Биргер И. А. Определение остаточных напряжений в образцах сложной формы / И. А. Биргер // Заводская лаборатория. 1970. - № 1. - С. 76-80.

35. Биргер И. А. Определение остаточных напряжений в тонких покрытиях ортотропных пластин / И. А. Биргер, М. Л. Козлов // Заводская лаборатория.- 1974. -№ 2. С. 223-225.

36. Болдырев А. И. Формообразование качества поверхности каналов после комбинированной обработки / А. И. Болдырев // Гибкоструктурные нетрадиционные технологии в машиностроении и приборостроении: Сб. науч. тр. ВГТУ. Воронеж, 1996. - С. 48-53.

37. Болдырев А. И. Качество поверхностного слоя после обработки в электролите с наполнителем / А. И. Болдырев, В. П. Смоленцев, А. А. Габагуев //

38. Электрофизические и электрохимические методы обработки материалов: Материалы сем.- М.: МДНТП, 1983.

39. Болдырев А.И. Разработка и исследование способа размерной электрохимической обработки с гарантированным наклепом поверхностей каналов: Автореф. дис. канд. техн. наук. Воронеж, 1988.-22 с.

40. Бондарь А. В. Прогрессивные технологии при производстве лопаточных машин / А. В. Бондарь // Автоматизация проектирования и производства изделий в машиностроении: Тез. докл. Междунар. науч.-практ. конф. — Луганск: Мин. обр. Украины, 1996.-С. 15.

41. Бондарь А. В. Моделирование потока гранул в канале сложного профиля / А. В. Бондарь, Г. А. Сухочев, В. П. Смоленцев // Нетрадиционные технологии в машиностроении и приборостроении: Межвуз. сб. науч. тр. Воронеж, ВГТУ, 1999. - Вып. 3.-С. 103-110.

42. Борздыка А. М. Релаксация напряжений в металлах и сплавах / А. М. Борздыка, Л. Б. Гецов. М.: Металлургия, 1965. - 249 с.

43. Быховский И. И. Основы теории вибрационной техники / И. И. Быхов-ский. М.: Машиностроение, 1969. - 363 с.

44. Васильева А. Г. Деформационное упрочнение закаленных конструкционных сталей / А. Г. Васильева. М.: Машиностроение, 1981. - 231 с.

45. Вибрации в технике: Справочник: В 6 т. / Под ред. В. Н. Челомей (пред.) М.: Машиностроение, 1981. - Т. 4. - С. 390-396.

46. Вибрационные машины и технологии / С. Ф. Яцун, Д. И. Сафаров и др. Баку: «ЭЛМ», 1999. Ч. 1. - 142 с.

47. Виброшлифование теплозащитного покрытия поверхностей деталейотрасли / А. В. Левченко, М. Г. Калинин, Ю. Г. Мезенцев, Г. А. Сухочев // Технология. Технология машиностроения: Науч.-техн. сб. Вып. 3. - М.: Машиностроение; ГОНТИ-2,1991. - С. 15-18.

48. Воронцов Е. С. Интерференционная окрашенность окисных пленок на титане как индикатор гетерогенных процессов на его поверхности / Е. С. Воронцов, Н. П. Пекшева, В. В. Пешков // Журнал физической химии. 1974. - Т. 48, №4.-С. 970-972.

49. Газизуллин Р. М. Комбинированное упрочнение металлических изделий / Р. М. Газизуллин // Металлообработка. 2004. - № 3. - С. 29-34.

50. Газизуллин Р. М. Разработка процесса и оборудования для стабилизации свойств поверхностного слоя при упрочнении с наложением тока: Автореф.ф дис. канд. техн. наук / Р. М. Газизуллин. Воронеж, 2004. - 16 с.

51. Гельд Н. В. Водород и несовершенства структуры металла / Н. В. Гельд, Р. А. Рябов, Е. С. Кодес. -М.: Металлургия, 1979.-222 с.

52. Гмурман В. Е. Теория вероятностей и математическая статистика /

53. В. Е. Гмурман. М.: Высш. шк., 1977. - 480 с.

54. Гончаревич И. Ф. Теория вибрационной техники и технологии / И. Ф. Гончаревич, К. В. Фролов. -М.: Наука, 1981. С. 152-152.

55. Горбис 3. Р. Теплообмен и гидромеханика дисперсных сквозных потоков / 3. Р. Горбис. М.: Энергия, 1970. - 424 с.

56. Грилихес С. Я. Электрохимическое полирование. Теория и практика. Влияние на свойства металлов / С. Я. Грилихес. JL: Машиностроение, 1976. -208 с.

57. Гринченко Н. М. Упрочнение деталей из жаропрочных и титановых ^ сплавов / Н. М. Гринченко. М.: Машиностроение, 1972. - 250 с.

58. Гуревич М. И. Теория струй идеальной жидкости / М. И. Гуревич. -М.: Наука, 1961.

59. Дальский А. М. Технологическое обеспечение надежности высокоточных деталей машин / А. М. Дальский. М.: Машиностроение, 1975. - 223 с.

60. Де Барр А. Е. Электрохимическая обработка: Пер. с англ. / А. Е. Де Барр, Д. А. Оливер М.: Машиностроение, 1973. - 184 с.

61. Демкин Н. Б. Качество поверхности и контакт деталей машин / Н. Б. Демкин, Э.В. Рыжов. М.: Машиностроение, 1981. - 244 с.

62. Дегтярев В. П. Некоторые вопросы обеспечения прочности материа-® лов и элементов конструкций при разработке кислородно-водородных ЖРД

63. РКТ / В. П. Дегтярев, И. А. Крохин и др. // Науч.-техн. сб. Серия П. Вып. 1. -М.: ЦНИИМАШ, 1995.

64. Дмитренко А. И. Опыт применения газостатического прессования заготовок в турбонасосных агрегатах ЖРД / А. И. Дмитренко, В. С. Рачук, В. И. Холодный // Новые технологические процессы и надежность ГТД: Науч.-техн. сб. Вып. 2. - М.: ЦИАМ, 2001.

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

66. Дунин Н. А. Определение секундного расхода дроби из сопла дробеструйной установки / Н. А. Дунин, С. М. Беляков, Б. П. Саушкин // Технология производства и прочность деталей летательных аппаратов и двигателей: Сб. науч. трудов. Казань, 1982.

67. Евсеев Д. Г. Формирование свойств поверхностного слоя при упрочняющей обработке закаленных сталей / Д. Г. Евсеев, JI. В. Басков // Вестник машиностроения. 1972. - № 2. - С. 23-25.

68. Елизаветин М. А. Технологические способы повышения долговечности машин / М. А. Елизаветин, Э. А. Сатель.-М.: Машиностроение, 1969.-210 с.

69. Ермаков С. М. Математическая теория оптимального эксперимента: Учеб. пос. / С. М. Ермаков, А. А. Жиглявский. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1987.-320 с.

70. Ершов А. А. Технологические возможности и перспективы применения различных методов упрочнения деталей машин / А. А. Ершов, А. В. Никифоров, В. И. Серебряков. М.: ВНИИТЭМР, 1985. - Сер. 6-3. - № 3. - 48 с.

71. Жасимов М. М. Управление качеством деталей при поверхностном пластическом деформировании / М. М. Жасимов.- Алма-Ата: Наука, 1986.208 с.

72. Заволокин О. А. Оптимальная степень наклепа при механико-химико-термической обработке деталей машин из стали 40Х / О. А. Заволокин, А. А. Афанасьев, Цеханов Ю. А. //Наукапроизводству.-2003.-№ 12. -С. 15-17.

73. Иванов С. И. Определение остаточных напряжений в галтелях деталей сложной формы / С. И. Иванов, С. М. Леснин, В. Ф. Павлов // Вопросы прочности и долговечности элементов авиационных конструкций. Куйбышев, 1980. — С.42-44.

74. Истечение электролита с твердым наполнителем / А. А. Габагуев, С. Н. Изотов, А. П. Сергеев, В. П. Смоленцев // Вопросы физики формообразования и фазовых превращений. Калинин, 1980. — С. 49-57.

75. Кадырметов А. М. К вопросу оценки усилий термомеханической обработки роликовым инструментом газотермических покрытий на основе Ni / А. М. Кадырметов, Г. А. Сухочев, К. А. Яковлев // ВГЛТА. Воронеж, 1999. - Деп. Вф ВИНИТИ, № 917. -В99.-20 с.

76. Каримов А. X. Методы расчета электрохимического формообразования / А. X. Каримов, В. В. Клоков, Е. И. Филатов. Казань: Казанский ун-т, 1990.-386 с.

77. Карташов И. Н. Обработка деталей свободными абразивами в вибрирующих резервуарах / И. Н. Карташов. Киев: Вища школа, 1975. - 188 с.

78. Качество машин. Справочник в 2-х т. / Под общ. ред. А.Г. Суслова. -М.: Машиностроение, 1995. 256+432 с.

79. Киричек А. В. Технология и оборудование статико-импульсной обра® ботки поверхностным пластическим деформированием / А. В. Киричек, Д. Л.

80. Соловьев, А. Г. Лазуткин. М.: Машиностроение, 2004. - 296 с.

81. Клячко Ю. А. Влияние поверхностной обработки на водородное ох-рупчивание металла / Ю. А. Клячко, Л. Г. Барт, В. Г. Старчак // Защита от коррозии металлов, 1971.-Т. 7,№3.-С. 330-332.

82. Конструкционная прочность материалов и деталей ГТД / Под. ред. И. А. Биргера, Б. Ф. Балашова. М.: Машиностроение, 1981. - 224 с.

83. Копылов Ю. Р. Виброударное упрочнение / Ю. Р. Копылов. Воронеж: Воронеж, институт МВД России, 1999. - 386 с.

84. Краткий справочник металлиста / Под общ. ред. Е.А. Древаля. М.: Машиностроение, 2004. 960 с.

85. Крагельский И. В. Основы расчета на трение и износ / И. В. Крагель-ский, М. Н. Добычин, В. С. Комбалов. -М.: Машиностроение, 1977. 576 с.

86. Кроха В. А. Упрочнение материалов при холодной пластической деформации / В. А. Кроха. -М.: Машиностроение, 1980. 157 с.

87. Кубашевский О. Окисление металлов и сплавов / О. Кубашевский, Б. Гопкинс. М.: Металлургия, 1965. - 428 с.

88. Кудрявцев И. В. Упрочнение деталей поверхностным пластическим деформированием / И. В. Кудрявцев // Вестник машиностроения. 1977. — №3. — С. 32-35.

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

90. Кулаков Ю. М. Отделочно-зачистная обработка деталей / Ю. М. Кулаков, В. А. Хрульков. М.: Машиностроение, 1979. - 216 с.

91. Кузнецов Н. Д. Эквивалентные испытания газотурбинных двигателей / Н. Д. Кузнецов, В. И. Цейтлин. М.: Машиностроение, 1980. - 214 с.

92. Кузовкин А. В. Технология комбинированной обработки сложно-про-ф фильных деталей несвязанными гранулами / А. В. Кузовкин //21 Гагаринскиечтения: Тез. докл. научн. конф. 4-8 апреля 1995. М., 1995. - С. 78-79.

93. Кузовкин А. В. Выбор рабочих сред для обработки рассыпающимся катодом / А. В. Кузовкин, 3. Б. Садыков, В. П. Смоленцев // Технологические проблемы производства летательных аппаратов и двигателей: Тез. докл. науч.-техн. конф. Казань, 1993.-С. 41.

94. Кузовкин А.В. Комбинированная обработка несвязанным электродом / А. В. Кузовкин. Воронеж: ВГТУ, 2001.-180 с.

95. Лебедев В. А. Теоретические предпосылки оценки влияния динамических методов ППД на усталостную прочность деталей / В. А. Лебедев, Г. А. Прокопец // Вибрации в технике и технологиях: Тр. 3-й Международной науч.• техн. конф. Евпатория, 1998. С. 163-164.

96. Левченко А. В. Определение параметров шероховатости, достижимых отделочно-упрочняющей обработкой / А. В. Левченко, Г. А. Сухочев // Производственно-технический опыт: Сб. ст. Москва, 1987. - № 11-12. -8с.-Деп. в ЦНТИ «Поиск», № 035-4133.

97. Ш.Лихтман В.И. Влияние поверхностно-активной среды на процессы деформации металлов / В.И. Лихтман, П.А. Ребиндер, Г.В. Карпенко. М.: Изд. АН СССР, 1954.-207 с.

98. Максименков В.И. Лазерные координатные измерительные системы нового поколения для производства летательных аппаратов / Максименков В.И., Вагнер Е.Т., Костюков Н.С. // Техника машиностроения. 2003. № 4, С. 47-51.

99. Маренков Н. Л. Управление обеспечением качества и конкурентоспособности продукции / Н. Л. Маренков, В. П. Мельников, В. П. Смоленцев, А. Г. Схиртладзе. М.: Национальный институт бизнеса, 2004. - 512 с.

100. Машиностроение: Энциклопедия. Т. III-3: Технология изготовления деталей машин / А. М. Дальский, А.Г. Суслов, Ю.Ф. Назаров и др.; Под общ. ред. А. Г. Суслова. М.: Машиностроение, 2000. - 840 с.

101. Мельников В. П. Управление качеством / В. П. Мельников, В. П. Смоленцев, А. Г. Схиртладзе. М.: Машиностроение, 2005. - 352 с.

102. Морозов Е. М. Контактные задачи механики разрушений / Е. М. Морозов, М.В. Зернин. М.: Машиностроение, 1999. - 540 с.

103. Механика разрушения и прочность материалов: Справ, пособие в 4 т.ф / Под общей ред. Панасюка В.В. Киев: Наукова думка, - Т. 1: Основы механики разрушения / Панасюк В.В., Ковчик С.Е., Морозов Е.М. - 1988. - 436 с.

104. Новые СОЖ, применяемые при шлифовании труднообрабатываемых материалов / B.C. Хрульков, В. С. Матвеев, В. А. Гапонкин, Н. Г. Шеин. М.: Машиностроение, 1982. - 64 с.

105. Обработка поверхности и надежность материалов: Пер. с англ. / Под ред. Дж. Бурке, Ф. Вайса. М.: Мир, 1985. - 192 с.

106. Опыт освоения электротехнологии / Под ред. Ф. В. Седыкина. Тула: Приокское книж. изд-во, 1981. - 144 с.

107. Основы теории и практики электрохимической обработки металлов и сплавов / М. В. Щербак, М. А. Толстая, А. П. Анисимов, В. X. Постаногов. М.:ф Машиностроение, 1981.-263 с.

108. Основы трибологии (трение, износ, смазка) / А. В. Чичинадзе, Э. Д. Браун, Н.А. Буше и др. М.: Машиностроение, 2001. - 664 с.

109. Пат. RU 2098509 С1 Российская Федерация, МКИЗ 6В 8/60, 10/30 . ф Способ поверхностного упрочнения деталей машин / А. А. Афанасьев, А. М.

110. Беликов, И. М. Комарчев // Открытия. Изобретения. 1997. - № 34.

111. Пат. RU 2250129 Российская Федерация, МПК 7 В 2 D 17/00. Абразивный шлифовально-полировальный инструмент / Б. В. Гальченко, В. И. Мак-сименков, М. В. Молот // Открытия. Изобретения. -2005. -№11.

112. Пат. 2008183 Российская Федерация, МКИ^ С15 В 24 С 5/06. Установка для струйно-динамической отделочно-упрочняющей обработки деталей / А. В. Левченко, Г. А. Сухочев // Открытия. Изобретения. 1994. - №4.

113. Пат. RU 22173627 С2 Российская Федерация, МПК 7 В 24 В 31/06. Способ вибрационной обработки / Г. А. Сухочев, А. В. Бондарь, А. В. Левченко // Открытия. Изобретения. 2001. - № 26.

114. Переладов Н. П. Качество поверхности после электроэрозионной и комбинированной обработки / Н. П. Переладов // Электронная обработка материалов.-1993.-№6.-С. 13-15.

115. Петросов В. В. Гидродробеструйное упрочнение деталей и инструмента/ В. В. Петросов. -М.: Машиностроение, 1977. 165 с.

116. Повышение несущей способности деталей машин поверхностным упрочнением / Л. А. Хворостухин и др. -М.: Машиностроение, 1988. 144 с.

117. Повышение усталостной прочности поверхностей сложного профиля / Г. А. Сухочев, В. П. Смоленцев, Н. К. Мешков, В. А. Пожидаев // Наука производству. 1999. -№ 10. - С. 47—48.

118. Поляков М. С. Технология упрочнения: в 2-х т. / М. С. Поляков. JL: Машиностроение, 1995. - Т. 1 - 832 с; Т. 2 - 668 с.

119. Подураев В. Н. Технология физикохимических методов обработки / ф В. Н. Подураев. М.: Машиностроение, 1985. - 264 с.

120. Проблемы прочности элементов конструкции ЖРД / Е. Б. Заметаев, Ю. М. Мисевич, JI. И. Поляков и др. // Научно-технический юбилейный сборник КБ химавтоматики. Воронеж: ИПФ «Воронеж», 2001. - С. 528-531.

121. Проскуряков Ю. Г. Упрочняюще-калибрующие методы обработки / Ю. Г. Проскуряков. -М.: Машиностроение, 1965.

122. Протодьяконов М. М. Методика рационального планирования экспериментов / М. М. Протодьяконов, Р.И. Те дер. М.: Наука, 1970. - 76 с.

123. Пшибыльский В. Технология поверхностной пластической обра-^ ботки: Пер. с пол./В. Пшибыльский.-М.: Металлургия, 1991.-479 с.

124. Размерная электрическая обработка металлов / Под. ред. А. В. Глазкова. М.: Высш. шк., 1978. - 336 с.

125. Ребиндер П. А. Электрокинетические свойства капиллярных систем / • П. А. Ребиндер. М.: Машиностроение, 1956. - 264 с.

126. Рыжов Э. В. Технологические методы повышения износостойкости деталей машин / Э. В. Рыжов. Киев: Наук, думка, 1984. - 271 с.

127. Рыжов Э. В. Контактирование твердых тел при статистических и динамических нагрузках / Э. В. Рыжов, Ю. В. Колесников, А. Г. Суслов Киев: Наук, думка, 1982. - 169 с.

128. Саверин М. М. Дробеструйный наклеп / М. М. Саверин. М.: Маш-гиз, 1955.-312 с.

129. Сазонов М. Б. Влияние упрочняющей обработки микрошариками на остаточные напряжения в жаропрочных сплавах ЖС6КП и ЭИ698 / М. Б. Сазонов, А. Б. Кравченко // Поверхностное упрочнение деталей машин и инструмента. Куйбышев, 1985. - С. 31-34.

130. Сергеев А. П. Особенности гидродинамического режима специальных схем ЭХО / А. П. Сергеев, А. В. Кузовкин; Воронеж, гос. техн. ун-т. Воф ронеж, 1995. 18 с. - Деп. в ВИНИТИ 24.01.95, № 200 - В 95.

131. Серенсен С. В. Несущая способность и расчеты деталей машин на прочность / С. В. Серенсен, В. П. Когаев, Р. М. Шнейдерович. М.: Машиностроение, 1975.-488 с.

132. Смирнов Б. Н. Определение степени пластической деформации по прогибу образцов-свидетелей / Б. Н. Смирнов // Изв. вузов. Машиностроение. -1984.-№1.-С. 131-133.

133. Смоленцев В. П. Гидродинамика процесса электрохимической обработки несвязанными гранулами / В. П. Смоленцев, А. В. Кузовкин // Авиационная техника. 1996. - № 3. - С. 38-42.

134. Смоленцев В. П. Обработка нежестким электродом / В. П. Смоленцев, О. Н. Кириллов, В. Ю. Черепанов // Пути повышения качества и надежности инструмента: Тез. докл. науч.-техн. конф. Барнаул, 1989. - С. 87.

135. Смоленцев В. П. Формирование поверхностного слоя при электрохимической обработке с твердым токопроводящим наполнителем / В. П. Смоленцев, А. В. Кузовкин // Ресурсосберегающие технологии машиностроения: Межвуз. сб. науч. тр. М., 1994. - С. 195-197.

136. Смоленцев В. П. Чистовая обработка детали рассыпающимся электродом / В. П. Смоленцев, А. В. Кузовкин // Ресурсосберегающая технология машиностроения: Тез. докл. межд. науч.-практ. конф. 23- 24 декабря 1993. — М., 1993.-С. 211-211.

137. Смоленцев В. П. Электрохимическая обработка с твердым токопроводящим наполнителем / В. П. Смоленцев, А. В. Кузовкин // Надежность машин и технологического оборудования: Тез. докл. межд. науч.-техн. конф. — Ростов-н/Д, 1994.-С. 185-186.

138. Смоленцев В. П. Выбор гранул наполнителя для размерной обработки рассыпающимся катодом / В. П. Смоленцев, А. В. Кузовкин // Ресурсосберегающие технологии машиностроения: Межвуз. сб. науч. тр. М., 1995. —• С. 229-230.

139. Смоленцев В. П. Качество поверхности после электроэрозионной и комбинированной обработки / В. П. Смоленцев, Н.П. Переладов // Электронная обработка материалов. 1993. - № 6. - С. 13-15.

140. Смоленцев В. П. Технология электрохимической обработки внутренних поверхностей / В. П. Смоленцев. -М.: Машиностроение, 1978.

141. Смоленцев В. П. Электрохимическое маркирование деталей / В. П. Смоленцев, Г. П. Смоленцев, 3. Б. Садыков. -М.: Машиностроение, 1983. 72с.

142. Смоленцев В. П. Высокоресурсные насосные агрегаты / В. П. Смоленцев, Е. В. Смоленцев, Г. А. Сухочев // Машиностроитель. 1997. - № 10. -С. 23.

143. Смоленцев В. П. Поверхностная отделочно-упрочняющая обработка деталей редукторов в процессе изготовления и ремонта / В. П. Смоленцев, Г. А.

144. Сухочев, А. В. Бондарь // Сб. тр. междунар. конф., Конин-97. Польша, 1997. -С. 141-143.

145. Справочник технолога-машиностроителя: В 2 т. / Под ред. A.M. Даль-ф ского, А. Г. Косиловой, Р. К. Мещерякова, А. Г. Суслова. 5-е изд., перераб. идоп. М.: Машиностроение, 2001. - Т. 2. - 905 с.

146. Справочник по электрохимическим и электрофизическим методам обработки / Амитан Г. Д., Байсупов И. А., Барон Ю. М. и др. Д.: Машиностроение, 1988.-719 с.

147. Суслов А. Г. Технологическое обеспечение параметров состояния поверхностного слоя деталей /А. Г. Суслов. М.: Машиностроение, 1987. - 208 с.

148. Суслов А. Г. Научные основы технологии машиностроения / А. Г. Суслов, А. М. Дальский. М.: Машиностроение, 2004. - 684 с.

149. Суслов А. Г. Качество поверхностного слоя деталей / А. Г. Суслов.

150. М.: Машиностроение, 2000. 302 с.

151. Сухочев Г. А. Перспективное оборудование для упрочнения каналов переменного профиля / Г. А. Сухочев // Металлообработка. 2005. - № 2. - С. 40-43.

152. Сухочев Г. А. Вопросы подготовки производства при освоении вы-• пуска многономенклатурного насосного оборудования / Г. А. Сухочев, С. А.

153. Повеквечных, В. С. Крюков // Герметичность, вибронадежность и экологическая безопасность насосного и компрессорного оборудования ГЕРВИКОН-2002: Труды 10-й МНТК: В 3 т.-Украина, Сумы, 2002.-Т2.-С. 178-188.

154. Сухочев Г. А. Комбинированные процессы повышения качества деталей / Г. А. Сухочев, В. П. Смоленцев // Вибрационные машины и технологии: Сб. науч. тр. Курск: КПИ, 1993. - Вып. 2. - С. 111-117.

155. Сухочев Г. А. Моделирование комбинированной отделочно-упрочняющей обработки защитных покрытий / Г. А. Сухочев, А. М. Кадырметов, А. В. Бондарь// Труды 10-й МНТК: Тез. докл. регион, конф., поев. 25-л. каф. сварки ВГТУ. Воронеж, 1999. - С. 95-97.

156. Сухочев Г. А. Особенности кинематики и динамики процесса вибро® экструдирования / Г. А. Сухочев // Нетрадиционные методы обработки: Сб.науч. тр. межд. конф. Воронеж: ВГУ, 2002. - Ч. I. - С. 66-74.

157. Сухочев Г.А. Технология и оборудование для отделочно-упрочняющей обработки поверхностей межлопаточных каналов деталей транспортных систем / Г. А. Сухочев // Производство специальной техники. Сб. науч. трудов, Воронеж: ВГУ. 2003. - С. 32-38.

158. Сухочев Г. А. Упрочнение деталей автомобилей / Г. А. Сухочев, А. В. Бондарь // 100 лет русскому автомобилю: Тезисы докл. Междунар. науч,-техн. конф. М.: МАМИ, 1996. - С. 44-45.

159. Сухочев Г. А. Упрочнение микрошариками: Типовая технологическаяинструкция / Г. А. Сухочев, Б. И. Бреев // КБ химавтоматики. Инв. № 92256. 25201.00062.-17 с.

160. Сухочев Г. А., Лобода А. И. Чистовая обработка межлопаточных каналов: Типовая технологическая инструкция / КБ химавтоматики. Инв. № 256.25201.00071.-27 с.

161. Сухочев Г.А. Управление качеством изделий, работающих в экстремальных условиях при нестационарных воздействиях / Г. А. Сухочев. М.: «Машиностроение», 2004. - 287 с.

162. Сысоев С. К. Технология экструзионного шлифования / С. К. Сысоев// Технология. Технология пр-ва: Науч.- техн. сб. М.: ЦНТИ «Поиск», 1985. —1. Вып. 5.-С. 60-64.

163. Технология восстановления изношенных шеек валов / А. А. Афанасьев и др. // Современные материалы в машиностроении / Сб. матер, науч.-практ. конференции Пенза, 1999.-С. 156-157.

164. Технологические основы обеспечения качества машин / К. С. Колесников, Г. Ф. Баландин, А. М. Дальский и др.; Под общ. ред. К. С. Колесниф кова. М.: Машиностроение, 1990. - 256 с.

165. Трилисский В. О. Объемная центробежно-ротационная обработка деталей / В. О. Трилисский, И. Е. Бурштейн, В.И. Алферов.- М.: НИИмаш, 1983.-53 с.

166. Трощенко В. Т. Методика исследования закономерностей усталостного разрушения металлов при гармоническом и комбинированном нагруже-ниях в условиях низких температур / В. Т. Трощенко, В. В. Покровский // Проблемы прочности. 1973. - № 2. - С. 32-38.

167. Тушинский JI. И. Теория и технология упрочнения металлических сплавов / JI. И. Тушинский. Новосибирск: Наука, 1990. - 306 с.

168. Хворостухин JI. А. Технология поверхностного упрочнения деталей летательных аппаратов / JI. А. Хворостухин, Б. П. Рыковский и др. М.: Изд-во МАТИ им. К. Э. Циолковского, 1975.-104 с.

169. Хейфец М. П. Проектирование процессов комбинированной обработки М.: Машиностроение, 2004. - 320 с.

170. Шнейдер Ю. Г. Эксплуатационные свойства изделий с регулярным микрорельефом / Ю. Г. Шнейдер. JL: Машиностроение, 1982. - 248 с.

171. Электрофизические и электрохимические методы обработки материалов: В 2 т. / Под ред. В. П. Смоленцева. М.: Высш. шк., 1983.

172. Юркевич В. Б. Методика расчета продолжительности процесса виброупрочнения / В. Б. Юркевич, А. А. Фролов. Ростов н/Д, РИСХМ, 1977. -С. 50-56.

173. Al-Hassani S.T.S. Mecanical Aspects of Residual Stress Development in Shot Peening / S.T.S. Al-Hassani // Proc. 1st Int. Conf. Shot Peening, Paris. Perga-monPress. Sept., 1981.-P. 583-602.

174. Barth C. F. Evolution of hydrogen embrittlement mechanisms / C. F. Barth, E. A. Steigerivalel // Metallurgical Transactions. 1970. - V. 1, № 12.- P. 3451-3455.

175. Bondar A. B. Mechanical trials of the loaded details after ambassador combined processing / A. B. Bondar, G. A. Sukochev, V. P. Smolentsev // Obrovkaerozyjna (elektromachining): Materialy konferencyjne EM-2000, Bydgoszcz, Pol-ska.-2000.-P. 11-16.

176. Cheng Jia-xi The effect of shot peening on contact fatigue lifl of carburired ^ steel / Jia-xi Cheng and Binq-qiu Ao. ICSP 1. Oxford e.a.: Pergamon Press, 1982.1. XXV.-P. 333-339.

177. Clausen R. Anderunden der Randzone kugelgestrahlter Proben / R. Clausen, P. Martin //ZwF. 1979, 74. -№ 7. - P. 334-340.

178. Engel I. A. Impact on a Worn Surface / I.A. Engel // The mechanics of the contact between deformable bodies/ed. A.D. de Paten and J.J. Kalker. Delft Univ. Press. - 1975.-P. 239-253.

179. Evolution of Liquid Roket Engine (LRE) Turbopump (TP) Design. Propulsion in Space Transportation. 5 Simposium International / A. Dmitrenko, N. Zaitcev,• A. Kravchenko, V. Pjershin. Paris, 1996.

180. Hailing J. Contact of rough surfaces of work-hardening materials / J. Hal-ling and K. A. Nuri // Proc. Symp. 1974 Int. Un. Theor. Ahhlied Mecanics (IUTAM). Ed.: A.D. de Paten and J.J. Kalker. Delft Univ. Press. - 1975. - P. 254-263.

181. Hills D. A. The influence of residual strosses on contakt load bearing capacity / D. A. Hills and D. W. Ashelby // Wear. 1982. - Vol. 65, № 2. - P. 221-240.

182. Lowe W. T. Impact behaviour of small scale model motor coacher / W. T. Lowe, S.T.S. Al-Hassani and W. Jonson // Proc. I. Mech. E. Automobile Div. 1972, 186, 36. — P.409—419.

183. McCormick D. Shot peen gears for longer life / D. McCormick // Design л Eng. 1981, 52, № 7.-P. 49-52, 54.

184. Nikl-Lari A. Shot-peening / A. Nikl-Lari // ICSP1, Oxford e. a.: Perga-mon Press. 1982, XXV. - P. 1-21.

185. Ohnischi K. Directionaliti of hydrogen embrittlement in hotmilled steel plant / K. Ohnischi // Fransaction of Japaneise Institeite of Metals. 1971. - Vol. 12, №5. -P. 329-336.

186. Olson G. B. Adiabatic Deformation and strain localisation / G. B. Olson and M. Asrin // Ed. Meyers and Murr. Shock Wave and High Strain I Rate Phenom• ena in Metals. Plenum. 1981. - P. 221-247.

187. Pokhmursky V. I. Investigation of hydrogen influence on metals in Kar-penko physico-mechanical institute / V. I. Pokhmursky // Phys.-chem. mechanics of materials. 1997.-№4.

188. Shaw M. C. On the plastic flow beneath a blunt axisymmetric indenter / M. C. Shaw and G. de Salvo // Trans. ASME J. Eng. Indastry.-1970, 92. -P. 480-493.

189. Timoshenko. S. Teoriy of Elasicity / S. Timoshenko and J. H. Gondier. — Mc Graw Hill, NeW York. 1951.

190. Tornes Harnst P. Der Uberdeckungsgrad beim Verfestigungsstrahlen (Shot Peening) / P. Tornes Harnst. Fachberichte for Metallbearbeitung. - 1978, № 9-10.• P. 318-319.