PhD (Engineering), assistant professor of Chair “Equipment and technology of engineering manufacture”
кандидат технических наук, доцент кафедры «Оборудование и технологии машиностроительного производства»
graduate student of Chair “Equipment and technology of engineering manufacture”
магистрант кафедры «Оборудование и технологии машиностроительного производства»
The paper considers the issues of ensuring the uniformity of deformation of elastic shafts and screws under the simultaneous action of the longitudinal loads and heating during thermal-power processing. The uniformity of residual deformations in the longitudinal direction ensures the equalization of the residual technological stresses, and it leads to the minimum buckling in the axial direction due to the stress relaxation. These questions are particularly topical for the lead screws which have strict requirements for the spacing accuracy. The paper presents the results of experimental studies on the influence of main technological modes of thermo-power processing: the degree of deformation, deformation rate and heating temperature on the uniformity of deformation along the length of the shaft, which is expressed by the coefficient of locality, which is defined as the ratio of maximum deformation of one of the sections to the average or minimum deformation of areas. The authors give the comparison of the hardening curves obtained during theoretical modeling of the deformation process and from the results of the full-scale experiment which followed by a conclusion on the unstable, oscillating deformation nature at the stage of plastic flow. Among various theories concerned with the possibility of deformation wave occurrence during parts load, in the elastic task formulation of impact disturbances, the wave theory of elasto-plastic deformations distribution under the static loading was used for explanation of non-uniformity of plastic deformations distribution along the length of the sample. On the basis of Voigt rheological model, phase trajectories for different parameters of the system were obtained, that showed the feasibility of implementation within the system of damped wave processes. Taking it into account, the authors suggested controlling of the process of formation of residual stresses distribution in view of the forming node areas and antinodes of the elasto-plastic deformations.
В статье рассматриваются вопросы обеспечения равномерности деформирования маложестких валов, винтов при одновременном действии продольных нагрузок и нагрева при термосиловой обработке. Однородность остаточных деформаций в продольном направлении обеспечивает выравнивания остаточных технологических напряжений, а это ведет к минимальному короблению в осевом направлении вследствие релаксации напряжений. Особенно актуальны эти вопросы для ходовых винтов, у которых жесткие требования по точности шага. В работе приведены результаты экспериментальных исследований по влиянию основных технологических режимов термосиловой обработки: величины деформации, скорости деформирования и температуры нагрева на равномерность деформирования по длине вала, выражавшейся коэффициентом локальности, который определялся как отношение максимальной деформации одного из участков к средней или минимальной деформации участков. Приведено сравнение кривых упрочнения, полученных при теоретическом моделировании процесса деформирования и из результатов натурного эксперимента, из которого следует вывод о неустойчивом, колебательном характере деформирования на стадии пластического течения. Из различных теорий, связанных с возможностью возникновения волн деформаций при нагружении деталей, в упругой постановке задачи, ударных возмущений для объяснения неравномерности распределения пластических деформаций по длине образца была принята волновая теория распространения упруго-пластических деформаций при статическом нагружении. На основе реологической модели Фойхта были получены фазовые траектории для различных параметров системы, которые показали возможность реализации в системе затухающих волновых процессов. С учетом этого предлагается управлять процессом формирования распределения остаточных деформаций с учетом формирующихся зон узлов и пучностей упруго-пластических деформаций.