Технологічне забезпечення якості та експлуатаційних властивостей виробів параметрами імпульсної фрикційної обробки

23. Гурей І. В. Вплив технологічних середовищ на фрикційне зміцнення деталей машин // Прогресивні технології і обладнання в машино- і приладобудуванні. Тези доповідей 1-ї науково-технічної конференції ТПІ. – Тернопіль. – 1992. – С. 81.

24. Гурей І. В. Рентгеноструктурний аналіз поверхневих шарів металу після фрикційного зміцнення // Прогресивні технології і обладнання в машино- і приладобудуванні. Тези доповідей 2-ї науково-технічної конференції ТПІ. – Тернопіль. – 1993. – С. 108.

25. Гурей І. В. Підвищення довговічності технологічної оснастки методами імпульсного зміцнення // 2-й міжнародний симпозіум українських-механіків у Львові. Тези доповідей. – Львів. – 1995. – С. 98.

26. Гурей І. В. Підвищення довговічності направляючих фрезерних верстатів фрикційним зміцненням // Прогресивні технології і обладнання в машино- і приладобудуванні. Тези доповідей 3-ї науково-технічної конференції ТДТУ. – Тернопіль. – 1998. – С. 26.

27. Гурей І. В. Вплив імпульсного зміцнення на зносостійкість сталей при різних видах тертя // 4-й міжнародний симпозіум українських-механіків у Львові. Тези доповідей. – Львів. – 1999. – С. 136-137.

28. Гурей І. В., Гурей Т. А., Плахтій Л. В. Вплив фрикційного зміцнення на зносостійкість сталі при терті кочення з проковзуванням // Вісник Тернопільського державного технічного університету. -2000. – Т. 5, № 1. – С. 57-62.

29. Гурей І. В., Плахтій Л. В. Зносостійкість сірого чавуну після фрикційного зміцнення при терті без мащення // Вісник ДУ “Львівська політехніка”. Серія “Оптимізація виробничих процесів і технологічний контроль у машинобудуванні і приладобудуванні”. – 2000. – Вип. 394. – С. 111-116.

30. Гурей І. В., Плахтій Л. В., Сеничак В. М. Вплив вмісту вуглецю в сталях на товщину зміцненого шару при фрикційному зміцненні // Розвідка і розробка нафтових і газових родовищ. – 1999. – Т. 4, № 36. – С. 186-192.

31. Гурей І. В., Пасечник А. А. Підвищення втомної міцності деталей машин фрикційним зміцненням // Вісник ТДТУ. – 2000. – Т. 5, № 2. – С. 39-43.

32. Гурей І. В. Фрикційне зміцнення, як фінішна обробка деталей машин // Прогрессивные технологии в машиностроении (Технология-2000). Материалы 15-й Ежегодной Международной научно-технической конференции. – Київ. – 2000. – С. 70-71.

33. Гурей І. В. Оцінка якості вторинних структур при терті ковзання // Прогресивні технології і обладнання в машино- і приладобудуванні. Тези доповідей 4-ї науково-технічної конференції ТДТУ. – Тернопіль. – 2000. – С. 54.

34. Гурей І. В. Вплив водню на формування зміцненого шару при фрикційному зміцненні // Эффективность реализации научного, ресурсного и промышленного потенциала в современных условия. / Тематическая подборка и материалы Первой Промышленной международной конференции. – Киев. – 2001. – С. 133-134.

35. Гурей І. В. Вплив полімервмісних технологічних середовищ на параметри імпульсного поверхневого зміцнення // Матеріали п’ятої наукової конференції Тернопільського державного технічного університету імені Івана Пулюя. – Тернопіль. – 2001. – С. 44.

36. Гурей І. В. Стійкість проти спрацювання чавуну після імпульсного фрикційного зміцнення // 5-й міжнародний симпозіум українських інженерів-механіків у Львові. Тези доповідей. – Львів. – 2001. – С. 141.

37. Гурей И. В. Повышение работоспособности деталей машин импульсным фрикционным упрочнением // Инженерия поверхности и реновация изделий. Материалы международной научно-технической конференции. – Феодосия. – 2001. – С. 58-60.

 

 

Гурей І. В. Технологічне забезпечення якості та експлуатаційних властивостей виробів параметрами імпульсної фрикційної обробки. – Рукопис.

Дисертація на здобуття вченого ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05. 02. 08 – технологія машинобудування. – Одеський національний політехнічний університет, Одеса, 2002.

Дисертація присвячена розробці науково-прикладних основ керування технологічним процесом фрикційного зміцнення для покращання експлуатаційних властивостей деталей машин і механізмів шляхом отримання необхідних фізико-хімічних і механічних параметрів поверхні та зміцненого шару за рахунок зміни товщини шару та його мікротвердості, величини і знаку залишкових напружень, зміни хімічного та фазового складу. Вперше запропоновано використовувати інструмент з перервною робочою частиною для збільшення зсувного деформування зони контакту і забезпечення імпульсного фрикційного зміцнення. Розроблені і досліджені математичні моделі термонапруженого стану в зоні зміцнення, визначення точності оброблення поверхонь у залежності від використовуваного обладнання; можливості впливу поверхнево активних технологічних середовищ та параметрів процесу зміцнення на формування необхідних якісних характеристик поверхні і поверхневого шару деталей та їх вплив на параметри довговічності при різних видах тертя та втомного навантаження. Розроблено і впроваджено у виробництво технологічні процеси поверхневого зміцнення деталей машин і елементів конструкцій.

Ключові слова: технологічний процес, фрикційне зміцнення, технологічне середовище, білий шар, довговічність, зносостійкість, втомна міцність.

 

 

Гурей И. В. Технологическое обеспечение качества и эксплуатационных свойств изделий параметрами импульсного фрикционного упрочнения. – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05. 02. 08 – технология машиностроения. – Одесский национальный политехнический университет, Одесса, 2002.

В диссертационной работе дано дальнейшее развитие актуальной научно-технической проблемы, имеющее важное народно-хозяйственное значение и заключается в повышении долговечности изделий в эксплуатации путем комплексного технологического управления качеством и необходимыми физико-механическими параметрами поверхности и упрочненного слоя.

Используя системный подход, технология фрикционного упрочнения деталей машин и элементов конструкций представлена техническая система со взаимосвязанными и взаимозависящими параметрами.

Повышение долговечности изделий в эксплуатации достигается за счет обоснования рациональных параметров процесса упрочнения, получения необходимых параметров обработанной поверхности и упрочненного слоя (толщина, микротвердость, шероховатость, знак и величина остаточных напряжений, химический и фазовый состав).

Разработаны математические модели термо-напряженного состояния металла в зоне контакта упрочняющего инструмента и детали, позволяющие оценить температуру и напряжения, возникающие при импульсном фрикционном упрочнении.

Разработаны математические модели определения точности рабочих поверхностей изделий после фрикционного упрочнения, основанные на определении балансов точности используемого оборудования. Они позволяют установить влияние отдельных погрешностей на точность и облегчить их расчеты. Для расчета погрешностей обработанных поверхностей детали используется модель исходной точности станка, базирующейся на системе расчетов, связывающие известное возмущение с погрешностями данных поверхностей. Как входные параметры модели рассматриваются погрешности положения узлов и элементов станка, вызванные различными физическими процессами, а выходные – погрешности размеров, расположения и формы обработанных поверхностей.

Экспериментально установлена возможность управления качеством обработанной поверхности и физико-механическими свойствами упрочненного слоя. Использование упрочняющего инструмента с прерывистой рабочей поверхностью приводит к увеличению сдвигового деформирования поверхностного слоя. Установлено, что при применении поверхностно активных полимерсодержащих технологических сред под действием высоких температур и давлений происходит их механо- и термодеструкция с образованием активного водорода и углерода, которых диффундируют в поверхностные слои. Показано, что при этом уменьшаются силовые параметры процесса упрочнения и увеличивается толщина упрочненного слоя и его микротвердость. Изучено влияние режимов упрочнения, технологических сред, упрочняющего инструмента на силовые характеристики, возникающие при упрочнении, параметры качества обработанных поверхностей и упрочненного слоя. Установлено, что при упрочнении происходит массоперенос химических элементов из технологических сред, а также с поверхности инструмента в поверхностные слои изделий. Показано, что упрочненный слой повышенную твердость, мельче структуру, повышенное количество остаточного аустенита, плотность дислокаций по сравнению с мартенситом обычной закалки. При этом формируются остаточные напряжения сжатия.

Изучено влияние режимов упрочнения, используемой технологической среды, используемого инструмента на шероховатость и точность упрочненных поверхностей.

Изучалось влияние качества упрочненного слоя, полученного при различных видах упрочнения на долговечность при различных видах испытаний на трение, а именно, при трении без смазки, с граничной смазкой, в масляно-абразивной среде, трении качения с проскальзыванием, фреттинг-процессе, реверсивном трении, в потоке абразивных частиц, а также усталостном нагружении (мало-, многоцикловую усталостную прочность, контактную прочность) при испытания как на воздухе, так и в коррозионной среде. Показано, что импульсное фрикционное упрочнение с использованием как технологическая среда поверхностно активной полимерсодержащей смазочно-охлаждающей жидкости МХО-64а существенно повышает долговечность при испытаниях на трение в различных условиях и усталостную прочность.

Разработаны и внедрены в производство технологические процессы импульсного фрикционного упрочнения деталей машин и элементов конструкций. Представлены рекомендации по использованию технологии поверхностного упрочнения, а также результаты стендовых и опытно-промышленных испытаний изделий после упрочнения.

Ключевые слова: технологический процесс, фрикционное упрочнение, технологическая среда, белый слой, долговечность, износостойкость, усталостная прочность.

 

 

Hurey I. V. Technological quality guaranteeing and operational properties of wares by parameters of impulsive friction processing. – Manuscript.

The thesis for a Doctor’s of Science degree on speciality 05. 02. 08 – Machine-Building technology. – Odessa National Politechnical University, Odessa, 2002.

This dissertation is devoted to the elaboration of the scientific-applied fundamentals of guiding by the technological process of frictional strengthening for the improvement of performance characteristics of machine elements and mechanisms by means of obtaining necessary physical, chemical and mechanical parameters of surface and reinforced layer at the expense of the change of layer’s thickness and its microhardness, quantity and sign of residual stress, change of chemical and phase composition. For the first time it is suggested to use the instrument with the interruptive working part for the increasing of shearing strain of contact zone and for providing impulse friction strengething. Mathematic models of thermo-strain state in the strengthening zone, determination of accuracy of the surface treatment depending on used installation, possibility of the influence of surface active technogical medium and reinforcement process parameters on the forming of necessary qualitative surface characteristics and surface layer of parts and their influence on the parameters of durability at different kinds of friction and fatigue load are worked out and investigated. Technological processes of machine elements and structural elements are developed and introduced into production.

Key words: technological process, friction strengthening, technological environment, white layer, longevity, frictional strengthening, fatigue durability.