Авторы: С. Учайкин

Название статьи: Влияние технологических факторов на формирование очага деформации при обкатывании сложнопрофильных поверхностей

Год: 2024, Номер: 5, Страницы: 19-29

Отрасль знаний: 2.5.6. Технология машиностроения

Индекс УДК: 621.787

DOI: 10.26730/1999-4125-2024-5-19-29

Аннотация: Выполнено исследование формирования очага деформации в процессе обкатывания сложнопрофильных валов, используемых в различных изделиях в разных отраслях промышленности. Конструктивные элементы, такие как шпоночные и шлицевые пазы, галтельные переходы между ступенями, проточки, резьбы и др., являются концентраторами напряжений, которые отрицательно влияют на эксплуатационные свойства деталей. В большинстве случаев валы подвержены воздействию циклических знакопеременных нагрузок, поэтому снижение влияния концентраторов является актуальной задачей. Анализ показал, что поверхностное пластическое деформирование (ППД) обкатыванием роликами позволяет существенно увеличить циклическую долговечность за счет снижения шероховатости поверхности детали до Ra 0,4...0,02 с получением упрочнения глубиной до 10 мм при степени упрочнения до 20…50%. Показано, что установленные ранее закономерности формирования поверхностного слоя, присущие обработке цилиндрических поверхностей, при обработке переходных поверхностей работают не в полной мере. В этом случае в процессе обработки формируется нестационарный очаг деформации, который свидетельствует о формировании неравномерного поверхностного слоя, что, безусловно, сказывается на циклических свойствах материала данного изделия. На взгляд автора, для обеспечения большей циклической долговечности необходимо добиться стационарного очага деформации в процессе обработки обкатыванием. Для этого были выполнены исследования влияния схемы обкатывания, геометрии сложнопрофильной поверхности и натяга на формирование напряженно-деформированного состояния металла в очаге деформации и упрочненном поверхностном слое детали. В результате моделирования контактных задач обкатывания в программном продукте Ansys исследовано влияние на формирование напряженно-деформированного состояния: двух предложенных схем обкатывания переходных поверхностей; сложнопрофильной геометрии поверхности детали, содержащей и не содержащей участки, образованные пересечением образующих геометрических элементов и переменного натяга деформирующего инструмента. Результаты исследований показали возможность достижения стационарного/квазистационарного очага деформации за счет сочетания анализируемых технологических факторов.

Ключевые слова: сложнопрофильные валы поверхностное пластическое деформирование обкатывание технологические факторы стационарный/квазистационарный очаг деформации МКЭ моделирование напряженно-деформированное состояние

Дата получения: 02.09.2024

Дата одобрения: 29.09.2024

Дата опубликования: 24.10.2024

ЦИТИРОВАНИЕ СКАЧАТЬ