187 / 457
Современные технологии и автоматизация в машиностроении
187
стало возможным определение величины и характера распределения остаточных напряжений. На ри-
сунке 5 б представлено поле распределения остаточных напряжений (осевых).
Уровень
сж на поверхности достигает значений -120…-130 МПа, причем пик растягиваю-
щих напряжений смещен на глубину порядка 0,8…1,2 мм. При таком характере распределения следу-
ет ожидать прироста контактно-усталостной прочности изделия.
а)
б)
Рис. 5. Качественные показатели покрытия после плазменного напыления и оплавления ВЭН ТВЧ:
а) структура покрытия после плазменного напыления и оплавления ВЭН ТВЧ;
б) распределение микротвердости на фоне расчетного поля остаточных напряжений
в покрытий по глубине слоя:
1
– расчетная эпюра осевых остаточных напряжений;
2
- эпюра остаточных напряжений, полученная экспериментально;
- остаточные напряжения, полученные рентгеновский методом определения.
Выводы.
Средствами конечно-элементных комплексов ANSYS и SYSWELD с учетом харак-
терных особенностей распределения тепловой энергии при высокоэнергетическом индукционном
нагреве разработана математическая модель поверхностного оплавления покрытия. Получены значе-
ния температурных полей, скоростей нагрева-охлаждения, структурно-фазовых превращений. Пока-
зано, что применение данного источника нагрева способствует повышению качества плазменного
покрытия, поскольку в его структуре по всему объему ликвидируются поры и нерасплавленные час-
тицы порошка. При этом в поверхностном слое изделия формируются остаточные напряжения сжа-
тия, уровень которых составляет порядка -120…-130 МПа, наблюдается уменьшение пористости
плазменного покрытия с 12 % до 1 % и повышение равномерности распределения микротвердости по
глубине упрочненного слоя что, несомненно, повысит эксплуатационные свойства детали. Дальней-
шее использование разработанной конечно-элементной модели позволит определить рациональные
режимы при оплавлении плазменного покрытия посредством ВЭН ТВЧ.
Литература:
1.
Янюшкин, А.С., Сафонов С.О., Лобанов Д.В. и др. Совершенствование технологических процес-
сов машиностроительных производств. Братск: Изд-во БрГУ, 2006. 302 с.
2.
Янюшкин А.С., Лобанов Д.В., Ковалевский С.В. Повышение качества подготовки твердосплавно-
го инструмента // Системы. Методы. Технологии. 2009. № 1. С. 95 -98.
3.
Архипов П.В., Лобанов Д.В., Янюшкин А.С. Совершенствование оборудования под процессы
комбинированной обработки // Вестник Таджикского технического университета. 2013. Т. 2, № 2. С. 32-37.
4.
Lobanov D.V., Yanyushkin A.S., Rychkov D.A., Petrov N.P. Optimal organization of tools for machining
composites // Russian Engineering Research. 2011. Т. 31. № 2. С. 156-157.
5.
Станочное оборудование, основанное на комплексировании нескольких технологических опера-
ций / В.Н. Пушнин, И.А. Ерохин, Д. Ю. Корнев, В.Ю. Скиба // Актуальные проблемы в машиностроении. –
2014. – № 1. – С. 245–255.
6.
Integration of production steps on a single equipment / V. Skeeba, V. Pushnin, I. Erohin, D. Kornev //
Materials and Manufacturing Processes. – 2015. – Vol. 30, iss. 12. - P. 1408–1411. – doi:
10.1080/10426914.2014.973595.
7.
Технологические особенности формирования параметров качества поверхностного слоя при ал-
мазном выглаживании в условиях интегрированной обработки / В.Ю. Скиба, В.Н. Пушнин, Д.Ю. Корнев, К.А.
Парц // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). 2015. № 3 (68). С. 31–41.