Науковий вісник НГУ

Розробка й дослідження термопластичних методів зміцнення деталей

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 0

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Зміст №2 2020

Останнє оновлення: 10 травня 2020

Опубліковано: 10 травня 2020

Перегляди: 2155

Authors:

В. В. Кальченко, доктор технічних наук, професор, orcid.org/0000-0002-9072-2976, Національний університет «Чернігівська політехніка», м. Чернігів, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

А. М. Єрошенко, кандидат технічних наук, доцент, orcid.org/0000-0002-1629-9516, Національний університет «Чернігівська політехніка», м. Чернігів, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

С. В. Бойко, кандидат технічних наук, доцент, orcid.org/0000-0001-8341-6973, Національний університет «Чернігівська політехніка», м. Чернігів, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

П. Л. Ігнатенко, кандидат технічних наук, доцент, orcid.org/0000-0002-0967-1631, Національний університет «Чернігівська політехніка», м. Чернігів, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

 повний текст / full article

Мета. Уточнення впливу температурного фактору на якість обробленої поверхні й розрахунок площі контакту «заготовка ‒ індентор» у залежності від конструктивних особливостей інструменту та оброблюваної поверхні з метою використання отриманих результатів при призначенні режимів обробки.

Методика. Експериментальні дослідження впливу температурного фактору на процес зміцнення проводилися на спеціалізованій установці, розробленій на кафедрі технологій машинобудування та деревообробки НУ «ЧП» (Національний університет «Чернігівська політехніка»). Трироликовий пневматичний пристрій встановлювався на супорті токарно-гвинторізного верстата моделі 1К62. Оброблювані заготовки встановлювалися на спеціальній оправці у трикулачковому патроні. Частота обертання шпинделя встановлювалася за допомогою електронного тахометра, тиск на ролики реєструвався за манометром. Перед обкатуванням заготовки витримувалися в лабораторній електропечі, температура попереднього підігріву реєструвалася логометром. Так як якість поверхні при обробці поверхневим пластичним деформуванням (ППД) з підігрівом залежить від великої кількості факторів, то для отримання багатофакторної моделі застосовувалося центральне рототабельне композиційне планування другого порядку. На підставі апріорної інформації й результатів попередніх експериментів в якості чинників, що визначають процес, були прийняті подача (S, мм/об), тиск (P, Н) і температура попереднього підігріву (Т, °С). В якості вихідного параметра була прийнята твердість поверхневого шару.

Результати. При дослідженні ППД із попереднім підігрівом підтверджено вплив температурного фактора на твердість поверхонь оброблених заготовок. Причому, за різних режимів обробки цей вплив відбувається по-різному. Вірогідно, це відбувається по причині додавання теплової енергії, що виникає за рахунок роботи деформування поверхневого шару й тепла, яке підводиться ззовні. Для досліджуваних сталей визначено, що в межах 300‒450 °С при режимах, які застосовуються при обкатуванні V = 30‒70 м/хв; S = 0,2‒0,4 мм/об; Р = 300‒2000 Н температура позитивно впливає на твердість обкатаної поверхні.

Наукова новизна. Отримана залежність площі контакту «індентор ‒ заготовка», у залежності від геометричних параметрів поверхні, що обкатується, та інструменту може бути використана при виборі форми й розмірів інструменту в залежності від конкретних умов контактування, при конструюванні нових і вдосконаленні наявних методів і засобів ППД.

Практична значимість. Використовуючи сучасне програмне забезпечення й розрахунки за приведеними формулами, можливо прогнозувати якість при обробці криволінійних поверхонь зі змінним радіусом кривизни. Так як питомий тиск, необхідний для протікання процесу пластичного деформування, знаходиться у відомій залежності від площі контакту й сили, що прикладається до індентора, то можна регулювати процес зміцнення змінюючи силу, яку прикладають до індентора, у залежності від площі контакту, що змінюється.

References.

1. Kalchenko, V., Yeroshenko, A., & Boyko, S. (2018). Crossing axes of workpiece and tool at grinding of the circular trough with variable profile. Acta Mechanica et Automatica, 12(4), 281-285. https://doi.org/10.2478/ama-2018-0043.

2. Zhaoyang, Jin, Keyan, Li, Xintong, Wu, & Hongbiao, Dong (2015). Modelling of microstructure evolution during thermoplastic deformation of Steel by a finite element method. Materials Today: Proceedings, 2S, 460-465. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2015.05.062.

3. Grajcar, A., Kozłowska, A., & Grzegorczyk, B. (2018). Strain hardening behavior and microstructure evolution of high-manganese steel subjected to interrupted tensile tests. Metals, 8(2), 122. https://doi.org/10.3390/met8020122.

4. Ehsan Ban, J., Matthew Franklin, Sungmin Nam, Lucas R. Smith, Hailong Wang, Rebecca G. Wells, Ovijit Chaudhuri, … & Vivek B. Shenoy (2018). Mechanisms of Plastic Deformation in Collagen Networks Induced by Cellular Forces. Biophysical journal, 114(2), 450-461. https://doi.org/10.1016/j.bpj.2017.11.3739.

5. Liu, A.S., Wang, H., & Reich, D.H. (2016). Matrix viscoplasticity and its shielding by active mechanics in microtissue models: experiments and mathematical modeling. Scientific Reports, 6. Retrieved from https://www.nature.com/articles/srep33919.

6. Ihnatenko, P. L., & Hryshchenko, M. O. (2017). Ensuring the accuracy of the shape of parts with low rigidity of complex geometric shape at processing. Bulletin of the Engineering Academy of Ukraine, (3), 187-190.

7. Verlinden, B. (2018). Severe plastic deformation of metals MJOM Metalurgija. Journal of metallurgy, 165-182. https://doi.org/10.30544/380.

8. Kowalska, J., Ratuszek, W., Witkowska, M., Zielinrska-Lipiec, A., & Kowalski, M. (2015). Microstructure and texture evolution during cold-rolling in the Fe-23Mn-3Si-3Al alloy. Archives of Metallurgy and Materials, 60, 1789-1794.

9. Megumi Kawasaki, Han-Joo Lee, Jae-il Jang, & Terence G. Langdon (2017). Strengthening of metals through severe plastic deformation. Reviews on Advanced Materials Science, 48, 13-24.

10. Liu, F., Dan, W.J., & Zhang, W.G. (2017). The effects of stress state on the strain hardening behaviors of TWIP steel. Journal of Materials Engineering and Performance, 26, 2721-2728.

• < Попередня
• Наступна >