vestiftИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-технических наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Physical-technical series1561-83582524-244XThe Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1561-8358-2020-65-3-310-316vestift-615Research ArticleМАШИНОСТРОЕНИЕ, МЕХАНИКАMECHANICAL ENGINEERING AND MECHANICSОпределение оптимальной силы контактного взаимодействия инструмента и детали при отделочно-упрочняющей обработке методом алмазного выглаживанияDetermination of the optimal strength of contact interaction of the tool and the part during finishing-hardening treatment by diamond smoothingДомасевичВ. В.DomasevichV. V.

Домасевич Виталий Вячеславович – аспирант

пр. Октября, 48, 246746, Гомель

инженер-конструктор бюро сталеплавильного производства управления проектирования и реконструкции

ул. Промышленная, 37, 247210, Жлобин, Гомельская обл.

Vitaliy V. Domasevich – Graduate Student

48, Octiabria Ave., 246746, Gomel

Design Engineer Bureau of Steel Production, Management of Design and Reconstruction

37, Promyshlenaya Str., 247210, Zhlobin, Gomel Region

domasevich-v@yandex.ruАхметовТ. А.AhmetovT. A.

Ахметов Тимур Альфритович – начальник метизной лаборатории исследовательского центра

ул. Промышленная, 37, 247210, Жлобин, Гомельская обл.

Timur A. Ahmetov – Head of the Hardware Laboratory of the Research Center

37, Promyshlenaya Str, 247210, Zhlobin, Gomel Region

metiz.to@bmz.gomel.byКульгейкоМ. П.KulgeykoM. P.

Кульгейко Михаил Петрович – кандидат технических наук, доцент кафедры «Графика»

ул. Кирова, 34, 246653, Гомель

Mikhail P. Kulgeyko – Ph. D. (Engineering), Associate Professor of the Department “Graphics”

34, Kirov Str., 246746, Gomel

kulgeyko82@rambler.ruГомельский государственный технический университет им. П.О. Сухого; ОАО «БМЗ – управляющая компания холдинга «БМК»P.O. Sukhoi State Technical University of Gomel; OJSC “BSW – Management Company of Holding “BMC”ОАО «БМЗ – управляющая компания холдинга «БМК»OJSC “BSW – Management Company of Holding “BMC”Белорусский государственный университет транспортаBelarusian State University of Transport202020102020653310316Copyright © Домасевич В.В., Ахметов Т.А., Кульгейко М.П., 20202020Домасевич В.В., Ахметов Т.А., Кульгейко М.П.Domasevich V.V., Ahmetov T.A., Kulgeyko M.P.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestift.belnauka.by/jour/article/view/615

Рассмотрены основные факторы процесса алмазного выглаживания: сила контактного взаимодействия инструмента и детали в зоне деформации и трение на контактной поверхности детали и выглаживателя. Представлена методика аналитического определения оптимальной силы выглаживания для отделочно-упрочняющего режима обработки. Расчетным путем получены значения силы для некоторых характерных марок материалов небольшой и средней твердости (≤210 HB, радиус индентора – 3,4 мм) и ряда закаленных сталей высокой твердости (радиус индентора – 2,0 мм). Также определены значения сил с использованием выражений для деформационной составляющей коэффициента трения. Сравнительный анализ результатов свидетельствует о достаточной для практических целей адекватности вариантов расчета. На конкретных примерах обрабатываемых материалов показаны графические зависимости, отражающие связь коэффициента трения, в том числе его деформационной составляющей, и силы выглаживания. С увеличением силы выглаживания увеличивается коэффициент трения, что объясняется увеличением глубины внедрения алмазного наконечника и, следовательно, ростом деформационной составляющей. Глубина внедрения индентора в обрабатываемую поверхность, а следовательно, коэффициент трения при выглаживании зависит от твердости обрабатываемого материала. С повышением твердости глубина внедрения уменьшается, что приводит к снижению деформационной составляющей и в целом коэффициента трения. На коэффициент трения также влияет радиус рабочей части инструмента, так как от его величины тоже зависит глубина внедрения индентора. Результаты исследований могут быть использованы при разработке технологии отделочно-упрочняющего алмазного выглаживания, освоении процесса и внедрении его в производство.

The main factors of the process of diamond smoothing are considered in the work: the force of the contact interaction of the tool and the part in the deformation zone and the friction on the contact surface of the part and the smoother. The technique of analytical determination of the optimal smoothing force for the finishing-hardening treatment mode is presented. The calculated values were obtained for some characteristic grades of materials of small and medium hardness (≤ 210 HB, indenter radius 3.4 mm) and a number of hardened steels of high hardness (indenter radius 2.0 mm). The force values are also determined using expressions for the deformation component of the friction coefficient. A comparative analysis of the results indicates that the calculation options are adequate for practical purposes. On specific examples of processed materials, graphical dependencies are shown, which reflect the relationship between the coefficient of friction, including its deformation component, and the smoothing force. With an increase in the leveling force, the friction coefficient increases, this is explained by an increase in the depth of penetration of the diamond tip and, consequently, an increase in the deformation component. The depth of penetration of the indenter into the surface to be treated, and therefore the coefficient of friction during ironing, depends on the hardness of the material being processed. With increasing hardness, the penetration depth decreases, which leads to a decrease in the deformation component and in general the coefficient of friction. The friction coefficient is also affected by the radius of the working part of the tool, since the indenter penetration depth also depends on its value. The research results can be used in the development of technology for finishing and hardening diamond smoothing, the development of the process and its introduction into production.

алмазное выглаживаниеотделочно-упрочняющий режимсила выглаживаниякоэффициент тренияdiamond smoothingfinishing hardening modesmoothing powercoefficient of frictionReferencesСмелянский, В.М. Механика упрочнения деталей поверхностно-пластическим деформированием / В.М. Смелянский. – М.: Машиностроение, 2002. – 300 с.Smelyanskii V. M. Mechanics Hardening the Details of the Surface-Plastic Deformation. Moscow, Mashinostroenie Publ., 2002. 300 p. (in Russian).Бобровский, Н.М. Разработка научных основ процесса обработки деталей поверхностно-пластическим деформированием без применения смазочно-охлаждающих жидкостей / Н.М. Бобровский. – Тольятти: Тольяттин. гос. ун-т, 2008. – 170 с.Bobrovskii N. M. Development of the Scientific Basis for the Processing of Parts by Surface-Plastic Deformation without the use of Lubricant-Coolants. Togliatti, Togliatti State University, 2008. 170 p. (in Russian).Губанов, В.Ф. Выглаживание: качество, технологии, инструменты / В.Ф. Губанов. – М.: Изд. дом Акад. естествознания, 2013. – 70 с.Gubanov V. F. Smoothing: Quality, Technologies, Tools. Moscow, Publ. House of the Academy of Natural Sciences, 2013. 70 p. (in Russian).Одинцов, Л.Г. Упрочнение и отделка деталей поверхностно-пластическим деформированием: справочник / Л.Г. Одинцов. – М.: Машиностроение, 1987. – 328 с.Odincov L. G. Hardening and Finishing of Parts by Surface Plastic Deformation. Moscow, Mashinostroenie Publ., 1987. 328 p. (in Russian).Чепа, П.А. Эксплуатационные свойства упрочненных деталей / П.А. Чепа, В.А. Андриянин; под ред. О.В. Берестнева. – Минск: Наука и техника, 1988. – 192 с.Chepa P. A., Andriyanin V. A. Berestnev O. V., ed. Performance Properties of Hardened Parts. Minsk, Nauka i tekhnika Publ., 1988. 192 p. (in Russian).Гуров, Р.В. Методология проектирования операций отделочно-упрочняющей обработки деталей машин поверхностно-пластическим деформированием / Р.В. Гуров // Вестн. Брест. гос. техн. ун-та. – 2010. – №4 (28). – С. 17–23.Gurov R. V. Methodology of designing operations for finishing and hardening processing of machine parts by surface-plastic deformation. Vestnik Brestskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta [Bulletin of the Brest State Technical University], 2010, no. 4 (28), pp. 17–23 (in Russian).Блюменштейн, В.Ю. Исследование остаточных напряжений поверхностного слоя в процессах поверхностного пластического деформирования / В.Ю. Блюменштейн, М.С. Махалов // Вес. Нац. акад. навук Беларусі. Сер. фіз.- тэхн. навук. – 2015. – №3. – С. 41–48.Blumenstein V. Y., Makhalov M. S. Investigation of residual stresses of the surface layer in the processes of surface plastic deformation. Vestsi Natsyyanal’nai akademii navuk Belarusi. Seryya fizika-technichnych navuk = Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Physical-technical series, 2015, no. 3, pp. 41–48 (in Russian).Мельников, П.А. Оптимизация параметров процесса выглаживания в производственных условиях с целью получения поверхности, пригодной для работы в условиях гидродинамического трения / П.А. Мельников, Н.М. Бобровский // Вектор науки ТГУ. – 2011. – №2 (16). – С. 65–67.Mel’nikov P. А., Bobrovskii N. M. Optimization parameters of the smoothing process in production conditions in order to obtain a surface suitable for work in conditions of hydrodynamic friction. Vektor nauki TGU [Science Vector Togliatti State University], 2011, no. 2 (16), pp. 65–67 (in Russian).Титов, В.А. Повышение ресурса изделий из титановых сплавов методом алмазного выглаживания / В.А. Титов, А.В. Титов // Кузнечно-штамповочное производство. – 2010. – №4. – С. 18–24.Titov V. A., Titov A. V. Increasing the life of titanium alloy products by diamond smoothing. Kuznechnoshtampovochnoe proizvodstvo [Forging and Stamping Production], 2010, no. 4, pp. 18–24 (in Russian).Рязанова-Хитровская, Н.В. Некоторые пути повышения эффективности процесса алмазного выглаживания / Н.В. Рязанова-Хитровская, И.Н. Пыжов, Н.В. Крюкова // Високi технологii в машинобудуваннi. – 2015. – Вип. 1 (25). – С. 173–182.Ryazanova-Khitrovskaya N. V., Pyzhov I. N., Kryukova N. V. Some ways to improve the efficiency of the diamond smoothing process. Visoki tekhnologii v mashinobuduvanni [High-Technologies in Mechanical Engineering], 2015, issue 1 (25), pp. 173–182 (in Russian).Чепа, П.А. Технологические основы упрочнения деталей поверхностно-пластическим деформированием / П.А. Чепа. – Минск: Наука и техника, 1981. – 128 с.Chepa P. A. Performance properties of hardened parts. Minsk, Nauka i tekhnika Publ., 1988. 192 p. (in Russian).Особенности формирования глубины упрочнения при обработке деталей поверхностно-пластическим деформированием / Я.Н. Отений [и др.] // Междунар. журн. приклад. и фундамент. исслед. Техн. науки. – 2016. – №12. – С. 452–455.Otenii Y. N., Privalov N. I., Shchegolev N. G., Murav’ev O. P., Tkacheva Yu. O. Features of forming the depth of hardening when processing parts by surface-plastic deformation. Mezhdunarodnyi zhurnal prikladnykh i fundamental’nykh issledovanii. Tekhnicheskie nauki [International Journal of Applied and Fundamental Research. Technical Science], 2016, no. 12, pp. 452–455 (in Russian).Торбило, В.М. Алмазное выглаживание / В.М. Торбило. – М.: Машиностроение, 1972. – 105 с.Torbilo V. M. Diamond Smoothing. Moskow, Mashinostroenie Publ., 1972. 105 p. (in Russian).Крагельский, И.В. Трение и износ / И.В. Крагельский. – М.: Машиностроение, 1968. – 480 c.Kragielskii I. V. Friction and Wear. Moskow, Mashinostroenie Publ., 1968. 480 p. (in Russian).Михин, Н.М. Трение в условиях пластического контакта / Н.М. Михин. – М.: Наука, 1968. – 104 c.Mihin N. M. Plastic Contact Friction. Moskow, Nauka Publ., 1968. 104 p. (in Russian).Технологические особенности формирования параметров качества поверхностного слоя при алмазном выглаживании в условиях интегрированной обработки / В.Ю. Скиба [и др.] // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2015. – №3 (68). – С. 31–41.Skiba Y. V., Pushnin V. N., Kornev D. Yu., Parts K. A. Technological features of the formation of surface layer quality parameters for diamond smoothing under integrated processing conditions. Obrabotka metallov (tekhnologiya, oborudovanie, instrumenty) [Metal Processing (Technology, Equipment, Tools)], 2015, no. 3 (68), pp. 31–41 (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.