Влияние параметров процесса алмазного выглаживания на качество поверхностного слоя деталей при производстве изделий авиационной техники

Машиностроение и машиноведение

2023. Т. 30. № 4. С. 220–231.

Авторы

Швецов А. Н.*, Скуратов Д. Л.**

Самарский национальный исследовательский университет им. академика С.П. Королева, Московское шоссе, 34, Самара, 443086, Россия

*e-mail: shvecovalexey@yandex.ru
**e-mail: skuratov-sdl56@yandex.ru

Аннотация

На основе однофакторных и полнофакторных экспериментов при выполнении процесса алмазного выглаживания образцов из жаропрочной деформируемой стали 15Х12Н2МВФАБ-Ш (ЭП517-Ш) и высокопрочной стали 30ХГСН2А-ВД исследовано влияние силы выглаживания, радиуса сферы алмазного наконечника, исходной шероховатости, подачи инструмента и скорости обработки на шероховатость поверхности образцов, микротвердость поверхностного слоя, а также окружные и осевые остаточные напряжения. Получены эмпирические степенные зависимости, связывающие указанные параметры процесса алмазного выглаживания с параметрами, определяющими качество поверхностного слоя, а именно: шероховатостью поверхности, максимальной микротвердостью и глубиной деформационного упрочнения, максимальными окружными сжимающими остаточными напряжениями и глубиной залегания их максимума и максимальными осевыми сжимающими остаточными напряжениями. Установлены параметры процесса алмазного выглаживания, оказывающие определяющее влияние на формирование шероховатости поверхности, остаточных напряжений, а также на микротвердость поверхностного слоя.

Ключевые слова:

выглаживание алмазным инструментом со сферической рабочей частью, элементы процесса выглаживания, шероховатость поверхности, микротвердость поверхностного слоя, сжимающие остаточные напряжения

Библиографический список

  1. Комков В.А., Кокорева О.Г., Курсаков А.В. Исследование возможностей упрочнения поверхностей тонкостенных элементов летательных аппаратов методом поверхностной пластической деформации // Вестник Московского авиационного института. 2015. Т. 22. № 2. С. 132–136.

  2. Сулима А.М., Шулов В.А., Ягодкин Ю.Д. Поверхностный слой и эксплуатационные свойства деталей машин. – М.: Машиностроение, 1988. – 240 с.

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

  4. Одинцов Л.Г. Финишная обработка деталей алмазным выглаживанием и вибровыглаживанием. – М.: Машиностроение, 1981. −160 с.

  5. Швецов А.Н., Скуратов Д.Л. Влияние параметров алмазного выглаживания на состояние обработанного поверхностного слоя заготовок из высокопрочной стали 30ХГСН2А-ВД // Вестник машиностроения. 2020. № 5. С. 82–86. DOI: 10.36652/0042-4633-2020-5-82-86

  6. Shvetcov A.N., Skuratov D.L. Investigation of Conditions of Processing Influence on Micro-Hardness Distribution in Surface Layer during Diamond Burnishing of Samples of FeC0.15Cr12Ni2 Steel // Key Engineering Materials. 2017. Vol. 746, рр. 290-295. DOI: 10.4028/www.scientific.net/KEM.746.290

  7. Shvetcov A.N., Skuratov D.L. Evolution of the Residual Stresses Formation from FeC0.15Cr12Ni2 Steel in the Part Surface During the Diamond Smoothing // Procedia Engineering. 2017. Vol. 176. No. 25, рр. 355–362. DOI: 10.1016/j.proeng.2017.02.332

  8. Торбило В.М. Алмазное выглаживание. – М.: Машиностроение, 1972. – 105 с.

  9. Тотай А.В. Комплексный анализ состояния поверхностного слоя деталей после алмазного выглаживания // Вестник Брянского государственного технического университета. 2021. № 12(109). С. 37–47. DOI: 1030987/1999-8775-2021-12-37-47

  10. Захаров Е.Н., Усачев Д.В. Подход к оценке уровня качества образцов авиационной техники военного назначения на основе нейроподобных сетей // Вестник Московского авиационного института. 2021. Т. 28. № 4. С. 267–280. DOI: 10.34759/vst-2021-4-267-280

  11. Справочник конструктора-машиностроителя: В 2 т. / Под ред. А.М. Дальского, А.Г. Суслова, А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова. – 5-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 2001. Т. 2. – 944 с.

  12. Zaghal J., Molnár V., Benke M. Improving surface integrity by optimizing slide diamond burnishing parameters after hard turning of 42CrMo4 steel // International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2023. Vol. 128. No. 5-6, pp. 1-17. DOI: 10.1007/s00170-023-12008-6

  13. Алексеев П.Г. Технология упрочнения деталей машин поверхностной пластической деформацией. – Тула: Изд-во Тул. политехн. ин-та, 1978. – 80 с.

  14. Dzyura V., Maruschak P., Slavov S. et al. Evaluating Some Functional Properties of Surfaces with Partially Regular Microreliefs Formed by Ball-Burnishing // Machines. 2023. Vol. 11. No. 6: 633. DOI: 10.3390/machines11060633

  15. Kluz R., Bucior M., Dzierwa A. et al. Effect of Diamond Burnishing on the Properties of FSW Joints of EN AW-2024 Aluminium Alloys // Applied Sciences. 2023. Vol. 13. . No. 3: 1305. DOI: 10.3390/app13031305

  16. Dezső G., Szigeti F., Varga G. Surface Hardness Modification of Selective Laser Melted Ti6Al4V Parts by Sliding Friction Diamond Burnishing // Periodica Polytechnica Mechanical Engineering. 2022. Vol. 67. No. 1, pp. 59–69. DOI: 10.3311/PPme.21124

  17. Aydın M., Türköz M., Çakan A., Kalyoncu M. Optimization of Roller Burnishing Process Using Bees and Genetic Algorithm // 3rd International Conference on Applied Engineering and Natural Sciences (ICAENS – 2022; Konya, Turkey), pp. 650-654.

  18. Attabi S., Himour A., Laouar L., Motallebzadeh A. Mechanical and wear behaviors of 316L stainless steel after ball burnishing treatment // Journal of Materials Research and Technology. 2021. Vol. 15. No. 7, pp. 3255-3267. DOI: 10.1016/j.jmrt.2021.09.081

  19. Ulhe P.N., Patil U.D., Patil C.R. Optimization of Roller Burnishing Process Parameters on Surface Roughness Using Response Surface Methodology // 9th International Conference of Materials Processing and Characterization (ICMPC-2019), 2019. Vol. 18. Part 7, pp. 3632–3637. DOI: 10.1016/j.matpr.2019.07.295

  20. Bourebia M., Bouri A., Hamadache H. et al. Study of the effect burnishing on superficial hardness and hardening of S355JR steel using experimental planning // Energy Procedia. 2019. Vol. 157, pp. 568-577. DOI: 10.1016/j.egypro.2018.11.221

  21. Швецов А.Н. Повышение эффективности процесса алмазного выглаживания деталей ГТД и авиаагрегатов на основе определения рациональных условий обработки: Дисс. ... канд. техн. наук. – Самара, 2021. – 229 с.

  22. Technodinamika. Система шасси. Шасси для нового ИЛ-76МД-90А. URL: http://technodinamika.ru/competencies/systems/shassi

  23. Резников А.Н. (ред.) Абразивная и алмазная обработка материалов: Справочник. – М.: Машиностроение, 1977. – 391 с.

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 1994-2024