МОДЕЛИРОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЗОНЫ ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО КОНТАКТА ПРИ ПЛАКИРОВАНИИ ГИБКИМ ИНСТРУМЕНТОМ

  • Алексей Викторович Зотов Тольяттинский государственный университет
  • Николай Владимирович Семенченко Тольяттинский государственный университет
  • Ильдар Ринатович Галиев Тольяттинский государственный университет
Ключевые слова: плакирование, гибкий инструмент, проволочный инструмент, метод эллиптических параметров, упругий стержень

Аннотация

В статье рассмотрен новый эффективный высокопроизводительный метод совмещенной обработки поверхностей изделий машиностроения плакированием гибким инструментом (ПГИ), в качестве которого, как правило, используется дисковая проволочная щетка. ПГИ является комбинированным способом модификации поверхности обрабатываемого изделия, заключающимся в одновременном деформационном упрочнении поверхности и нанесении на нее покрытий из различных материалов, обладающих требуемыми функциональными характеристиками. В статье представлена математическая модель определения геометрических и энергосиловых параметров зоны контакта при плакировании проволочным инструментом цилиндрических поверхностей обрабатываемых изделий. Модель построена посредством метода эллиптических параметров теории гибких упругих стержней. В основе модели лежит алгоритм расчетно-аналитического метода, содержащий цикл одновременного подбора угла, определяющего положение гибкого элемента в зоне контакта, и модулярного угла, входным параметром которого является ордината точки контакта в неподвижной системе координат.

Представлен анализ напряженного состояния ворса проволочного инструмента, являющегося базовым элементом плакирующих установок. Рассмотрено влияние конструкционных параметров проволочного инструмента и режимов плакирования на величину максимальных действительных напряжений, возникающих в ворсе при скольжении вдоль зоны контакта с обрабатываемым изделием. Представлены результаты моделирования напряженного состояния ворса проволочного инструмента в программе, реализующей метод конечно-элементного анализа и их сравнительный анализ с результатами расчета аналитическим методом. Максимальное расхождение значений напряжений, определенных по представленной математической модели и полученных посредством CAE-анализа, составило 12 %.

Биографии авторов

Алексей Викторович Зотов, Тольяттинский государственный университет
кандидат технических наук, доцент кафедры «Проектирование и эксплуатация автомобилей»
Николай Владимирович Семенченко, Тольяттинский государственный университет
инженер-конструктор инновационно-технологического центра
Ильдар Ринатович Галиев, Тольяттинский государственный университет
кандидат технических наук, доцент кафедры «Проектирование и эксплуатация автомобилей»

Литература

1. Борисов В.Н., Почекуева О.В. Инновационно-технологическое развитие машиностроения как фактор инновационного совершенствования обрабатывающей промышленности // Проблемы прогнозирования. 2009. № 4. С. 37–45.
2. Borisov V.N., Pochukaeva O.V. Innovative development of the engineering industry // Studies on Russian Economic Development. 2013. Vol. 24. № 1. С. 26–34.
3. Анцупов В.П. Теория и практика плакирования изделий гибким инструментом. Магнитогорск: МГТУ им. Г.И. Носова, 1999. 241 с.
4. Завалищин А.Н., Смирнов О.Н., Тулупов С.А. Модификация поверхности металлических изделий с использованием покрытий. М.: Орбита-М, 2012. 336 с.
5. Belevskii L.S., Belevskaya I.V., Efimova Y.Y. Friction nanostructuring treatment of metallic surfaces and deposition of functional coatings using a flexible tool // Russian Journal of Non-Ferrous Metals. 2015. Vol. 56. № 3. С. 359–364.
6. Belevskii L.S., Koptseva N.V., Belevskaya I.V., Efimova Y.Y. Deformation of a surface layer and coating application using a flexible tool // Russian metallurgy (Metally). 2015. № 9. С. 753–758.
7. Maksimchenko N.N. Frictional cladding by means of a flexible tool // Russian Engineering Research. 2013. Vol. 33. № 12. С. 692–696.
8. Анцупов В.П., Завалищин А.Н., Кадошников В.И., Дема P.P. Повышение стойкости режущего инструмента нанесением композиционных антифрикционных покрытий // Технология машиностроения. 2003. № 4. С. 25–26.
9. Basiniuk U.L., Levantsevich M.A., Maksimchenko N.N., Mardasevich A.I. Improvement of triboengineering properties and noise reduction of tooth gears by cladding functional coatings on working surfaces of interfaced teeth // Journal of Friction and Wear. 2013. Vol. 34. № 6. С. 438–443.
10. Платов С.И., Дема Р.Р., Зотов А.В. Модель формирования толщины плакированного слоя на деталях пар трения технологического оборудования // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2013. № 1. С. 69–72.
11. Леванцевич М.А., Максимченко Н.Н., Калач В.Н. Исследование влияния покрытий на антискачковые свойства направляющих скольжения // СТИН. 2012. № 9. С. 4–8.
12. Зотов А.В., Драчев О.И., Расторгуев Д.А. Относительная износостойкость пар смешанного трения скольжения, плакированных гибким инструментом // Известия Волгоградского государственного технического университета. 2016. № 8. С. 12–17.
13. Белевский Л.С., Санкин Ю.В. Анализ геометрических и энергетических параметров зоны контакта ворса металлической щетки с обрабатываемой поверхностью // Теория и практика производства метизов: межвуз. сб. науч. тр. Магнитогорск: МГМИ, 1989. Вып. 15. С.169–178.
14. Кургузов Ю.И., Кургузов М.Ю. Упрочнение кромок лопаток рабочих колес газотурбинных двигателей // Вестник Самарского государственного технического университета. Серия: Технические науки. 2010. № 4. С. 120–127.
15. Проскуряков Ю.Г., Ершов В.С. Исследование зоны контакта механической щетки с обрабатываемым изделием // Исследование технологических процессов упрочняюще-калибрующей и формообразующей обработки металлов: межвуз. сб. Ростов н/Д., 1970. С. 144–154.
16. Перепичка Е.В. Очистно-упрочняющая обработка изделий щетками. М.: Машиностроение, 1989. 136 с.
17. Зотов А.В. Методика расчета геометрических и силовых параметров зоны контакта при плакировании изделий гибким инструментом // Вектор науки Тольяттинского государственного университета. 2012. № 3. С. 85–88.
18. Попов Е.П. Теория и расчет гибких упругих стержней. М.: Наука, 1986. 296 с.
19. Кургузов Ю.И., Папшев Д.Д. Технологическое обеспечение качества поверхности при упрочнении механическими щетками // Вестник машиностроения. 1986. № 4. С. 54–58.
20. Бобровский А.В., Зотов А.В., Семенченко Н.В. Расчет параметров цилиндрического контакта при плакировании гибким инструментом : свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2014612919, 20.04.2014.
Опубликован
2017-03-29
Выпуск
Раздел
Технические науки

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)