Improving the technology of part machining by surface plastic deformation

Abstract

Метою роботи є дослідження технологічного процесу зміцнення пустотілих циліндричних деталей автотракторних двигунів з використанням поверхневого пластичного деформування. Попередньо проведені експериментальні дослідження на моделях у широкому діапазоні зміни різних факторів. Одержані дані перераховувались з моделі на конкретні деталі-поршневі пальці та втулки верхніх головок шатунів автотракторних двигунів. Дослідження використовували при визначенні: зусиль, напружень, формозміни, властивостей та структури матеріалу деталей. При проведенні досліджень дотримувався закон подібності, відповідно до якого моделі-зразки та деталі були геометрично подібними та фізично однакові. Експериментально встановлені раціональна форма обробного інструменту-конусна, а також його оптимальні розміри: кут нахилу 10°30′, величина калібруючого пояска 6-7 мм, що забезпечують величину зміцнення та якість поверхні оброблюваного матеріалу. Експериментально встановлено вплив кута нахилу обробного інструменту на величину налипання металу на його робочу поверхню. Встановлена залежність кількості налипання металу від його твердості та модуля пружності. Визначено вплив висоти калібруючої частини обробного інструменту на шорсткість оброблюваної поверхні деталі. На основі одержаних лабораторних даних отримана емпірична залежність припуску на обробку із залишковою деформацією по зовнішньому діаметру поршневого пальця. Виявлено, що найбільш небезпечними є тангенційні напруження по зовнішній поверхні поршневих пальців, визначення яких проводили в процесі деформування методом тензометрування. Експериментально встановлено значення припуску за один прохід робочого інструменту при вібраційному деформуванні поршневих пальців, що забезпечує зменшення розтягуючих залишкових напружень. Проведеними дослідженнями статичної міцності поршневих пальців встановлено, що величина зносу залежить від наступних основних факторів: методу обробки, матеріалу та часу роботи. Дослідженням вагового зносу поршневих пальців та втулок верхніх головок шатунів встановлено, що при вібраційному деформуванні величина зносу менша у порівнянні зі звичайною роздачею. Величина зносу поршневих пальців, що відновлені вібраційним методом, в 1,13 рази менше в порівнянні з відновленими звичайною роздачею Ключові слова: пластичне деформування, моделювання процесу, вібраційна обробка, залишкові напруження, шорсткість поверхні, зміцнення