Systems. Methods. Technologies 2 (42) 2019

Системы Методы Технологии. Н.А. Швалева и др. Моделирование и разработка … 2019 № 2 (42) с. 27-32 27 УДК 621.313.13.1 DOI: 10.18324/2077-5415-2019-2-27-32 Моделирование и разработка конструкции устройства для статико-импульсной обработки поверхностей деталей Н.А. Швалева a , А.А. Фадеев b , Т.Т. Ереско c Сибирский государственный университет науки и технологий им. М.Ф. Решетнёва, пр. «Красноярский рабочий» 31, Красноярск, Россия a natalyashvaleva@ya.ru, b fadeev.77@mail.ru , c ereskottt@mail.ru a https://orcid.org/0000-0002-1031-3153 , b https://orcid.org/0000-0003-3171-8528 , c https://orcid.org/0000-0001-9114-2490 Cтатья поступила 20.02.2019, принята 29.03.2019 Эксплуатационные характеристики контактирующих элементов машин и механизмов в значительной степени определя- ются показателями качества слоя у поверхностей контакта. В настоящее время в машиностроении применяют разнообраз- ные технологические методы поверхностно-пластического деформирования (ППД), где не образуется стружка, а происхо- дит упругопластическое деформирование поверхностного слоя заготовки. Одной из основных характеристик эффективно- сти динамического нагружения при ППД является доля энергии удара, затрачиваемая на упругопластическую деформацию обрабатываемого материала в зоне деформации. Энергия наиболее полно передается через поджатый к нагружаемой по- верхности с некоторым усилием инструмент. Это означает, что наиболее перспективно упрочнение в условиях комбиниро- ванного статического и динамического нагружения. Данное упрочнение может обеспечить статико-импульсная обработка (СИО) — один из новейших способов повышения эксплуатационных характеристик деталей машин. СИО осуществляется в условиях сочетания периодического динамического и постоянного статического воздействия деформирующего инструмента на обрабатываемую поверхность. Воздействие позволяет создавать большие напряжения на пятне контакта инструмента и заготовки. При СИО глубина упрочнения достигает 10 мм и более при степени упрочнения до 100 %. Интересными являют- ся случаи применения для статико-импульсной обработки устройств с электрическим двигателем. Эти устройства отлича- ются стабильностью и повторяемостью воспроизведения ударных импульсов, удобством и безопасностью эксплуатации, компактностью, широким диапазоном ускорений. На основе исследований рассчитана и спроектирована конструкция уст- ройства для статико-импульсной обработки, описан принцип его работы, разработана математическая модель, которая позволяет оценить технологические параметры установки, а также определить величину упругопластической деформации по составляющим. Разработанная конструкция устройства для статико-импульсной обработки на основе линейного элек- тродвигателя способна повысить производительность обработки за счет полученной математической модели. Разработан- ное устройство может найти применение для обработки плоских поверхностей деталей из металла, мягких материалов (кожа, пластик, резина) клеймением, чеканкой. Ключевые слова: конструкция устройства для статико-импульсной обработки; математическая модель; упругопластиче- ская деформация; статико-импульсная обработка; упрочнение; линейный электродинамический привод. Modeling and design of the device for static-pulse partssurface processing N.A. Shvaleva a , A.A. Fadeev b , T.T. Eresko c Reshetnev Siberian State University of Science and Technology; 31, KrasnoyarskyRabochy Ave., Krasnoyarsk, Russia a natalyashvaleva@ya.ru, b fadeev.77@mail.ru , c ereskottt@mail.ru a https://orcid.org/0000-0002-1031-3153 , b https://orcid.org/0000-0003-3171-8528 , c https://orcid.org/0000-0001-9114-2490 Received 20.02.2019, аccepted 29.03.2019 The operational characteristics of the contacting elements of machines and mechanisms are largely determined by the quality indi- cators of the layer at the contact surfaces. Nowadays, in the engineering industry, various technological methods of surface plastic de- formation (SPD) are used, where chips are not formed, but elastic-plastic deformation of the surface layer of the workpiece occurs. One of the main characteristics of the efficiency of dynamic loading in the case of SPD is the fraction of the impact energy expended on the elastoplastic deformation of the material being processed in the deformation zone. Energy is most fully transmitted through a tool pressed to the loaded surface with some effort. This means that the most promising is hardening under combined static and dynamic loading. This hardening can provide static-pulse treatment (SPT) - one of the newest ways to improve the performance characteristics of