Тихоокеанский государственный университет, Хабаровск, Россия

Давыдов В. М., профессор высшей школы промышленной инженерии Политехнического института, докт. техн. наук, эл. почта: 000005@togudv.ru
Федорченко С. К., аспирант высшей школы промышленной инженерии Политехнического института, эл. почта: 2016103616@pnu.edu.ru

Рассмотрена обработка валов из заготовок, полученных методом поковки. В основном заготовки для крупногабаритных валов отличаются качеством изготовления, однако в некоторых случаях при обработке таких заготовок возникают такие сложности, как вскрытие при протачивании дефектов, например флокенов. Как правило, это обнаруживают при обработке крайних ступеней вала, имеющих самые маленькие диаметры обработки, под напрессовку полумуфт и крылатки маслонасоса. В таких случаях для исправления данной ситуации необходимо отходить от технологии и чертежа с помощью обнижения диаметров, однако это не всегда позволяет исключить такие дефекты. Для решения данной проблемы разработана технология с применением поверхностно пластического деформирования, позволяющая избежать значительных затрат, обусловленных повторением технологического процесса изготовления новой детали. В ходе исследования разработан алгоритм действий, позволяющих использовать метод деформирования с разными по конфигурации роликовыми обкатными инструментами, а также получать гладкую поверхность без переходов при использовании разных операций для одной и той же поверхности. Разработана программа для токарных станков с числовым программным управлением для достижения стабильного одинакового результата. Данная установка успешно внедрена в технологический процесс изготовления вала турбины. Кроме того, получена чистовая поверхность на закрытой с двух сторон галтелями шейке вала, не требующая доработки с помощью шлифования и полирования и позволяющая упрочнить поверхностный слой на величину более 20 % от исходной твердости.

1. Аверченков В. И., Васильев А. С., Хейфец М. Л. Технологическая наследственность при формировании качества изготавливаемых деталей // Наукоемкие технологии в машиностроении. 2018. № 10(88). С. 27–32.
2. Zsolt F. K., Zsolt J. V., Janos K. Improvements of surface tribological properties by magnetic assisted ball burnishing // Surface and Coatings Technology. 2022. Vol. 437. 128317.
3. Митрофанова К. С. Технологическое обеспечение качества поверхностного слоя поверхностным пластическим деформированием мультирадиусным роликом // Технологическое обеспечение и повышение качества изделий машиностроения и авиакосмической отрасли : сборник научных статей 14-й Международной научно-технической конференции, посвященной 50-летию Брянской научной школы технологов-машиностроителей, Брянск, 05–07 октября 2022 года. – Брянск : Брянский государственный технический университет, 2022. – С. 90–94.
4. Nihal Y., Nedim S., Mert K., Yusuf K. Еnhancing surface integrity of additively manufactured inconel 718 by roller burnishing process // Procedia CIRP. 2022. Vol. 108. P. 681–686.
5. Ведерников А. С., Ведерникова И. И. Применение методов пластического деформирования при обработке деталей / Надежность и долговечность машин и механизмов : сборник материалов XIII Всероссийской научно-практической конференции, Иваново, 14 апреля 2022 года. – Иваново : ИПСА ГПС МЧС России, 2022. – С. 473–477.
6. Митрофанова К. С. Оценка напряженно-деформированного состояния упрочненного поверхностного слоя после ППД сложнопрофильным инструментом // Россия молодая : сборник материалов 12-й всероссийской, научно-практической конференции молодых ученых с международным участием, Кемерово, 21–24 апреля 2020 года. – Кемерово : Кузбасский государственный технический университет имени Т. Ф. Горбачева, 2020. – С. 316031–316034.
7. Кокорева О. Г. Исследование кинетической сущности процесса упрочнения поверхностей деталей машин поверхностным пластическим деформированием // Наукоемкие исследования как основа инновационного развития общества : сборник статей Международной научно-прак тической конференции, Самара, 11 июня 2019 года. Часть 2. – Самара : ООО «Омега Сайнс», 2019. – С. 96–98.
8. Забродин В. А. Восстановление размерной точности деталей поверхностным пластическим деформированием с заданным перераспределением материала : специальность 05.03.01 : дис… докт. техн. наук. – Комсомольск-на-Амуре, 2001. – 284 с.
9. Блюменштейн В. Ю., Кукареко В. А. Структурные превращения в поверхностном слое при обработке мультирадиусным деформирующим инструментом // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). 2018. Т. 20, № 2. С. 75–86.
10. Федорченко С. К., Давыдов В. М., Иванищев Ю. Г. Обработка деталей поверхностно-пластическим деформированием методом обкатывания // Ученые записки Комсомольского-на-Амуре государственного технического университета. 2023. № 7. С. 89–94.
11. Зайдес С. А., Машуков А. Н. Применение технологии алмазного выглаживания для улучшения микрогеометрии затворных узлов арматуры высокого давления // Вестник Кузбасского государственного технического университета. 2019. № 1. С. 5–14.
12. Yen Y. C., Sartkulvanich P., Altan T. Finite element modeling of roller burnishing process // CIRP Annals. 2005. Vol. 54, Iss. 1. Р. 237–240.
13. Shailesh D., Vijay K. Finite element analysis of roller burnishing process // International Research Journal of Engineering and Technology. 2017. Vol. 04, Iss. 6. Р. 2294–2301.
14. Stalin J., Welsoon W., Prasad B., Avinav A., Vinayagam B. K. An investigation of ball burnishing process on CNC lathe using finite element analysis // Simulation Modelling Practice and Theory. 2016. Vol. 62. Р. 88–101.
15. Cagan S. C., Pruncu C. I., Buldum B. B. An investigation into ball burnishing process of magnesium alloy on CNC lathe using different environments // Journal of Magnesium and Alloys. 2020. Vol. 8, Iss. 4. P. 1061–1070.
16. Damm P., Adinehvand M., Beutner M., Meichsner G. et al. Analysis of the influence of the initial surface integrity on the result of burnished high torque splined shafts // Materials Research Proceedings. 2024. Vol. 41. P. 1916–1924.
17. Ahmed R., Sudhanshu K. A critical review of tool design in burnishing process // Tribology International. 2022. Vol. 174. 107717.