ISSN 2313-1020 (Print) ISSN 2542-1093 (Online) http://journals.nstu.ru/machine-building АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ В МАШИНОСТРОЕНИИ ACTUAL PROBLEMS IN MACHINE BUILDING
ААКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ В МАШИНОСТРОЕНИИ ISSN 2313-1020 (Print) ISSN: 2542-1093 (Online) Том 11 № 1-2 2024 г. НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ И ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ЖУРНАЛ РЕДАКЦИОННЫЙ СОВЕТ Председатель совета Батаев Анатолий Андреевич - доктор технических наук, профессор, почѐтный работник высшего профессионального образования, ректор НГТУ, г. Новосибирск (Российская Федерация) Члены совета Федеративная Республика Бразилия: Альберто Морейра Хорхе, профессор, доктор технических наук, Федеральный университет, г. Сан Карлос Федеративная Республика Германия: Монико Грайф, профессор, доктор технических наук, Высшая школа Рейн-Майн, Университет прикладных наук, г. Рюссельсхайм, Томас Хассел, доктор технических наук, Ганноверский университет Вильгельма Лейбница, г. Гарбсен, Флориан Нюрнбергер, доктор технических наук, Ганноверский университет Вильгельма Лейбница, г. Гарбсен Республика Беларусь: Пантелеенко Ф.И., доктор технических наук, профессор, членкорреспондент НАН Беларуси, Заслуженный деятель науки Республики Беларусь, Белорусский национальный технический университет, г. Минск Украина: Ковалевский С.В., доктор технических наук, профессор, Донбасская государственная машиностроительная академия, г. Краматорск Российская Федерация: Атапин В.Г., доктор техн. наук, профессор, НГТУ, г.Новосибирск, Балков В.П., зам. ген.директора АО «ВНИИинструмент», канд. техн. наук, г.Москва, Батаев В.А., доктор техн. наук, профессор, НГТУ, г. Новосибирск, Буров В.Г., доктор техн. наук, профессор, НГТУ, г. Новосибирск, Иванцивский В.В., доктор техн. наук, доцент, НГТУ, г.Новосибирск, Коротков А.Н., доктор техн. наук, профессор, академик РАЕ, КузГТУ, г. Кемерово, Макаров А.В., доктор техн. наук, с.н.с., ИФМ УрО РАН, г.Екатеринбург, Овчаренко А.Г., доктор техн. наук, профессор, БТИ АлтГТУ, г. Бийск, Сараев Ю.Н., доктор техн. наук, профессор, ИФТПС СО РАН, г. Якутск, Янюшкин А.С., доктор техн. наук, профессор, ЧГУ, г. Чебоксары УЧРЕДИТЕЛЬ ЖУРНАЛА Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Новосибирский государственный технический университет» ГЛАВНЫЙ РЕДАКТОР Скиба Вадим Юрьевич - доцент, канд. техн. наук ЗАМЕСТИТЕЛИ ГЛАВНОГО РЕДАКТОРА Лобанов Дмитрий Владимирович - профессор, доктор техн. наук Мартынова Татьяна Геннадьевна - доцент, канд. техн. наук Плотникова Наталья Владимировна - доцент, канд. техн. наук Перепечатка материалов из журнала «Актуальные проблемы в машиностроении» возможна при обязательном письменном согласовании с редакцией журнала; ссылка на журнал при перепечатке обязательна. За содержание рекламных материалов ответственность несет рекламодатель. ИЗДАЕТСЯ С 2014 г. Периодичность – 2 номера в год ИЗДАТЕЛЬ ЖУРНАЛА ФГБОУ ВО «Новосибирский государственный технический университет» Журнал зарегистрирован 31.10.2016 г. Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор). Свидетельство о регистрации ПИ № ФС77-67566. Журнал зарегистрирован в научной электронной библиотеке eLIBRARY.RU. Адрес редакции и издателя: 630073, г. Новосибирск, пр. К. Маркса, 20, Новосибирский государственный технический университет (НГТУ), корп. 5, Тел. (383) 346-17-75 Сайт журнала: http://journals.nstu.ru/machine-building E-mail: machine-building@mail.ru machine-building@corp.nstu.ru Цена свободная 16+
AACTUAL PROBLEMS IN MACHINE BUILDING ISSN 2313-1020 (Print) ISSN: 2542-1093 (Online) Volume 11 Number 1-2 2024 SCIENTIFIC, TECHNICAL AND INDUSTRIAL JOURNAL ____________________________________________________________________ 2 EDITORIAL BOARD EDITOR-IN-CHIEF: Vadim Y. Skeeba, Ph.D. (Engineering), Associate Professor, Department of Industrial Machinery Design, Novosibirsk State Technical University, Novosibirsk, Russian Federation DEPUTIES EDITOR-IN-CHIEF: Dmitry V. Lobanov, D.Sc. (Engineering), Professor, Machine-Building Faculty, I.N. Ulianov Chuvash State University, Cheboksary, Russian Federation Tatyana G. Martynova, Ph.D. (Engineering), Associate Professor, Department of Industrial Machinery Design, Novosibirsk State Technical University, Novosibirsk, Russian Federation Natalia V. Plotnikova, Ph.D. (Engineering), Associate Professor, Department of Material Science in Mechanical Engineering, Novosibirsk State Technical University, Novosibirsk, Russian Federation EDITORIAL COUNCIL CHAIRMAN: Anatoliy A. Bataev, D.Sc. (Engineering), Professor, Rector, Novosibirsk State Technical University, Novosibirsk, Russian Federation MEMBERS: The Federative Republic of Brazil: Alberto Moreira Jorge Junior, Dr.-Ing., Full Professor, Federal University of Sao Carlos, Sao Carlos The Federal Republic of Germany: Moniko Greif, Dr.-Ing., Professor, Hochschule RheinMain University of Applied Sciences, Russelsheim Florian Nurnberger, Dr.-Ing., Chief Engineer and Head of the Department "Technology of Materials", Leibniz Universitat Hannover, Garbsen Thomas Hassel, Dr.-Ing., Head of Underwater Technology Center Hanover, Leibniz Universitat Hannover, Garbsen The Republic of Belarus: Fyodor I. Panteleenko, D.Sc. (Engineering), Professor, First Vice-Rector, Corresponding Member of National Academy of Sciences of Belarus, Belarusian National Technical University, Minsk The Ukraine: Sergiy V. Kovalevskyy, D.Sc. (Engineering), Professor, Donbass State Engineering Academy, Kramatorsk The Russian Federation: Vladimir G. Atapin, D.Sc. (Engineering), Professor, Novosibirsk State Technical University, Novosibirsk; Victor P. Balkov, Deputy general director, Research and Development Tooling Institute «VNIIINSTRUMENT», Moscow; Vladimir A. Bataev, D.Sc. (Engineering), Professor, Novosibirsk State Technical University, Novosibirsk; Vladimir G. Burov, D.Sc. (Engineering), Professor, Novosibirsk State Technical University, Novosibirsk; Vladimir V. Ivancivsky, D.Sc. (Engineering), Associate Professor, Novosibirsk State Technical University, Novosibirsk; Aleksandr N. Korotkov, D.Sc. (Engineering), Professor, Kuzbass State Technical University, Kemerovo; Aleksey V. Makarov, D.Sc. (Engineering), Senior Researcher, M.N. Miheev Institute of Metal Physics, Russian Academy of Sciences (Ural Branch), Yekaterinburg; Aleksandr G. Ovcharenko, D.Sc. (Engineering), Professor, Biysk Technological Institute, Biysk; Yuriy N. Saraev, D.Sc. (Engineering), Professor, V.P. Larionov Institute of the Physical-Technical Problems of the North of the Siberian Branch of the RAS, Yakutsk; Alexander S. Yanyushkin, D.Sc. (Engineering), Professor, I.N. Ulianov Chuvash State University, Cheboksary The journal is issued since 2014 Publication frequency – 2 numbers a year Data on the journal are published in eLIBRARY.RU Edition address: Novosibirsk State Technical University, Prospekt K. Marksa, 20, Novosibirsk, 630073, Russian Federation Tel.: (383) 346-17-75 http://journals.nstu.ru/machine-building; E-mail: machine-building@mail.ru, machine-building@corp.nstu.ru
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В МАШИНОСТРОЕНИИ VI ВСЕРОССИЙСКАЯ С МЕЖДУНАРОДНЫМ УЧАСТИЕМ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ г. Чебоксары, 27…29 мая 2024 г. ____________________________________________________________________ 3 ОРГАНИЗАТОРЫ КОНФЕРЕНЦИИ Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова, г. Чебоксары, Россия СООРГАНИЗАТОРЫ Новосибирский государственный технический университет, научно-технический и производственный журнал «Актуальные проблемы в машиностроении», г. Новосибирск, Россия Севастопольский государственный университет, г. Севастополь, Россия Волгоградский государственный технический университет, г. Волгоград, Россия ПРОГРАММНЫЙ КОМИТЕТ Александров А.Ю., ректор ЧГУ им. И.Н. Ульянова (г. Чебоксары), председатель; Лобанов Д.В., д.т.н., доцент, ЧГУ им. И.Н. Ульянова (г. Чебоксары), сопредседатель; Янюшкин А.С., д.т.н., профессор, ЧГУ им. И.Н. Ульянова (г. Чебоксары), сопредседатель. Члены программного комитета: Братан С.М. – д.т.н., профессор, СевГУ, г. Севастополь; Гартфельдер В.А. - к.т.н., профессор, ЧГУ им.И.Н. Ульянова, г. Чебоксары; Носенко В.А. - д.т.н., профессор, ВолгГТУ, г. Волгоград; Скиба В.Ю. – к.т.н., доцент, НГТУ, главный редактор научно-технического и производственного журнала «Актуальные проблемы в машиностроении», г. Новосибирск ПАРТНЕРЫ ПОЧЕТНЫЙ КОМИТЕТ Абсадыков Б.Н. - д.т.н., профессор, КБТУ, г. Алматы; Аликулов Д.Е. - д.т.н., профессор, ТГТУ, г. Ташкент; Алибеков С.Я. - д.т.н., профессор, ПГТУ, г. Йошкар-Ола; Артамонов Е.В. - д.т.н., профессор, ТИУ, г. Тюмень; Батаев А.А. - д.т.н., профессор, НГТУ, г. Новосибирск; Батаев В.А. - д.т.н., профессор, НГТУ, г. Новосибирск; Блюменштейн В.Ю. - д.т.н., профессор, КГТУ, г. Кемерово; Болдырев А.И. - д.т.н., профессор, ВГТУ, г. Воронеж; Борисов М.А. - к.т.н., доцент, ЧГУ им. И.Н. Ульянова, г. Чебоксары; Вальтер Хельге - генеральный директор компании «Walther schweisstechnik», г. Вена, Австрия; Васильев С.А. - д.т.н., доцент, ЧГУ им. И.Н. Ульянова, г. Чебоксары; Григорьев В.С. – ст. преподаватель, ЧГУ им. И.Н. Ульянова, г. Чебоксары; Гусев В.В. - д.т.н., профессор, ДонНТУ, г. Донецк; Денисенко А.Ф. - д.т.н., профессор, СамГТУ, г. Самара; Ереско С.П. - д.т.н., профессор, СФУ, г. Красноярск; Зайдес С.А. - д.т.н., профессор, ИрНИТУ, г. Иркутск; Иванцивский В.В. - д.т.н., профессор, НГТУ, г. Новосибирск; Илларионов И.Е. - д.т.н., профессор, ЧГУ им. И.Н. Ульянова, г. Чебоксары; Казимиров Д.Ю. - к.т.н., доцент, ИрНИТУ, г. Иркутск; Киричек А.В. - д.т.н., профессор, БГТУ, г. Брянск; Киселев Е.С. - д.т.н., профессор, УГТУ, г. Ульяновск; Козлов А.М. - д.т.н., профессор, ЛГТУ, г. Липецк; Кольцов В.П. - д.т.н., профессор, ИрНИТУ, г. Иркутск; Косицын Б.Б. - д.т.н., доцент, МГТУ им. Н.Э. Баумана, г. Москва; Лебедев В.А. - д.т.н., профессор, ДГТУ, г. Ростов-на-Дону; Леонов С.Л. - д.т.н., профессор, АлтГТУ, г. Барнаул; Макаров В.Ф. - д.т.н., профессор, ВГТУ, г. Воронеж; Марков А.М. - д.т.н., профессор, АлтГТУ, г. Барнаул; Михайлов А.Н. - д.т.н., профессор, ДонНТУ, г. Донецк; Носов Н.В. - д.т.н., профессор, СамГТУ, г. Самара; Пашков А.Е. - д.т.н., профессор, ИрНИТУ, г. Иркутск; Пономарев Б.Б. - д.т.н., профессор, ИрНИТУ, г. Иркутск; Попов А.Ю. - д.т.н., профессор, ОмГТУ, г. Омск; Реченко Д.С. - д.т.н., доцент, АГНИ, г. Альметьевск; Секлетина Л.С. - ст. преподаватель, ЧГУ им. И.Н. Ульянова, г. Чебоксары; Смоленцев В.П. - д.т.н., профессор, ВГТУ, г. Воронеж; Сорилов М.Ю. - д.т.н., профессор, КнАГУ, г. Комсомольск-на-Амуре; Смирнов В.М. - к.ф.-м.н., доцент, ЧГУ им. И.Н. Ульянова, г. Чебоксары; Стрельников И.А. - к.т.н., доцент, ЧГУ им. И.Н. Ульянова, г. Чебоксары; Табаков В.П. - д.т.н., профессор, УГТУ, г. Ульяновск; Тамаркин М.А. - д.т.н., профессор, ДГТУ, г. Ростов-на-Дону; Федонин О.Н. - д.т.н., профессор, БГТУ, г. Брянск; Чен Лоусон – генеральный директор компании «Shanghai Hiwave Advanced Materials Technology Co., Ltd.», г. Шанхай, Китай; Шалунов Е.П. - к.т.н., профессор, ЧГУ им. И.Н. Ульянова, г. Чебоксары; Шеров К.Т. - д.т.н., профессор, КарГТУ, г. Караганда. ОРГАНИЗАЦИОННЫЙ КОМИТЕТ Лобанов Д.В. - д.т.н., доцент, ЧГУ им. И.Н. Ульянова, зам. гл. редактора научно-технического и производственного журнала «Актуальные проблемы в машиностроении», г. Чебоксары; Владимирова Ю.О. - ст. преподаватель, ЧГУ им. И.Н. Ульянова, г.Чебоксары; Терентьев Е.А. - ст. преподаватель, ЧГУ им. И.Н. Ульянова, г. Чебоксары; Голюшов И.С. - ассистент, ЧГУ им. И.Н. Ульянова, г.Чебоксары; Иванова Л.А. – ответственный секретарь конференции, ст. преподаватель, ЧГУ им. И.Н. Ульянова, г. Чебоксары. ТЕМАТИКА КОНФЕРЕНЦИИ Процессы механической и физико-технической обработки материалов; Технология машиностроения и материаловедение; Композиционные материалы, создание и обработка; Транспортные, технологические машины и оборудование Автоматизация и управление процессами. 428015, Российская Федерация, Приволжский федеральный округ, г. Чебоксары, ЧГУ им. И.Н. Ульянова Машиностроительный факультет, ул. С. Михайлова, д. 3 e-mail: lobanovdv@list.ru
IMPROVEMENT OF TECHNOLOGICAL PROCESSES IN MECHANICAL ENGINEERING VI Russian National with International Participation Scientific and Technical Conference Cheboksary, 27…29 May 2024 ____________________________________________________________________ 4 CONFERENCE ORGANIZERS I.N. Ulianov Chuvash State University, Cheboksary, Russian Federation CO-ORGANIZERS Novosibirsk State Technical University, Scientific, Technical and Manufacture journal «Actual Problems in Machine Building», Novosibirsk, Russian Federation Sevastopol State University, Sevastopol, Russian Federation; Volgograd State Technical University, Volgograd, Russian Federation PROGRAMME COMMITTEE Aleksandrov A.Yu., Rector of I.N. Ulianov Chuvash State University (Cheboksary, Russia), Chairman; Lobanov D.V., D.Sc. (Engineering), Associate Professor, ChSU (Cheboksary, Russia), co-chair; Yanyushkin A.S., D.Sc. (Engineering), Professor, ChSU (Cheboksary, Russia), co-chair Committee members: Bratan S.M., D.Sc. (Engineering), Professor, SevSU, (Sevastopol, Russia), Gartfelder V.A., Ph.D., Associate Professor, ChSU (Cheboksary, Russia), Nosenko V.A., D.Sc. (Engineering), Professor, VSTU (Volgograd, Russia), Skeeba V.Yu., Editor-in-chief of the Scientific, Technical and Manufacture journal “Actual problems in mechanical engineering”, Ph.D. (Engineering), Associate Professor, NSTU (Novosibirsk, Russia) PARTNERS HONORARY COMMITTEE Absadykov B.N. D.Sc. (Engineering), Professor, KBTU (Almaty, Republic of Kazakhstan); Alikulov D.E. D.Sc. (Engineering), Professor, TSTU (Uzbekistan Tashkent); Alibekov S.Y., D.Sc. (Engineering), Professor, VSUT, Volgatech (Yoshkar-Ola, Russia); Artamonov E.V., D.Sc. (Engineering), Professor, TIU (Tyumen, Russia); Bataev A.A., D.Sc. (Engineering), Professor, NSTU (Novosibirsk, Russia); Bataev V.A., D.Sc. (Engineering), Professor, NSTU (Novosibirsk, Russia); Blumenstein V.Yu. - D.Sc. (Engineering), Professor, KuzSTU, (Kemerovo, Russia); Boldyrev A.I., D.Sc. (Engineering), Professor, VSTU, (Voronezh, Russia); Borisov M.A., Ph.D. (Engineering), Associate Professor, ChSU (Cheboksary, Russia); Ing. Helge Walther – СEO (Chief Executive Officer) of Walther Schweisstechnik, (Vienna, Austria); Vasilyev S.A., D.Sc. (Engineering), Associate Professor, ChSU, (Cheboksary, Russia; Grigoriev V.S., Senior Lecturer, ChSU (Cheboksary, Russia); Gusev V.V., D.Sc. (Engineering), Professor, DonNTU, (Donetsk); Denisenko A.F., D.Sc. (Engineering), Professor, Samara Polytech, (Samara, Russia); Eresco S.P., D.Sc. (Engineering), Professor, SFU, (Krasnoyarsk, Russia); Zaides S.A., D.Sc. (Engineering), Professor, INRTU (Irkutsk, Russia); Ivancivsky V.V., D.Sc. (Engineering), Professor, NSTU (Novosibirsk, Russia); Illarionov I.E., D.Sc. (Engineering), Professor, ChSU (Cheboksary, Russia); Kazimirov D.Yu., Ph.D. (Engineering), Associate Professor, INRTU (Irkutsk, Russia); Kirichek A.V., D.Sc. (Engineering), Professor, BSTU (Bryansk, Russia); Kiselev E.S., D.Sc. (Engineering), Professor, UlSTU (Ulyanovsk, Russia); Kozlov A.M., D.Sc. (Engineering), Professor, LSTU (Lipetsk, Russia); Koltsov V.P., D.Sc. (Engineering), Professor, INRTU (Irkutsk, Russia); Kositsyn B.B., D.Sc. (Engineering), Associate Professor, BMSTU, (Moscow, Russia); Lebedev V.A., D.Sc. (Engineering), Professor, DonSTU (Rostov-on-Don, Russia); Leonov S.L., D.Sc. (Engineering), Professor, AltSTU (Barnaul, Russia); Makarov V.F., D.Sc. (Engineering), Professor, VSTU (Voronezh, Russia); Markov A.M., D.Sc. (Engineering), Professor, AltSTU (Barnaul, Russia); Mikhailov A.N., D.Sc. (Engineering), Professor, DonNTU, (Donetsk); Nosov N.V., D.Sc. (Engineering), Professor, Samara Polytech, (Samara, Russia); Pashkov A.E., D.Sc. (Engineering), Professor, INRTU (Irkutsk, Russia); Ponomarev B.B., D.Sc. (Engineering), Professor, INRTU (Irkutsk, Russia); Popov A.Yu., D.Sc. (Engineering), Professor, OmSTU, (Omsk, Russia); Rechenko D.S., D.Sc. (Engineering), Associate Professor, ASOI, (Almetyevsk, Russia); Sekletina L.S., Senior Lecturer, ChSU (Cheboksary, Russia); Sorilov M.Yu., D.Sc. (Engineering), Professor, KnASTU (Komsomolsk-on-Amur, Russia); Smirnov V.M., Ph.D. (Engineering), Associate Professor, ChSU (Cheboksary, Russia); Smolentsev V.P., D.Sc. (Engineering), Professor, VSTU, (Voronezh, Russia); Strelnikov I.A., Ph.D. (Engineering), Associate Professor, ChSU (Cheboksary, Russia); Tabakov V.P., D.Sc. (Engineering), Professor, UlSTU (Ulyanovsk, Russia), Tamarkin M.A., D.Sc. (Engineering), Professor, DonSTU (Rostov-on-Don, Russia); Fedonin O.N., D.Sc. (Engineering), Professor, BSTU (Bryansk, Russia); Dr. Lawson Chen - СEO (Chief Executive Officer) of Shanghai Hiwave Advanced Materials Technology Co., Ltd., (Shanghai, China); Shalunov E.P., Ph.D. (Engineering), Professor, ChSU (Cheboksary, Russia); Sherov K.T., D.Sc. (Engineering), Professor, KSTU (Karaganda, Republic of Kazakhstan) ORGANIZING COMMITTEE Lobanov D.V., D.Sc. (Engineering), Associate Professor, Deputy Ch. editor of the Scientific, Technical and Manufacture journal "Actual Problems in Mechanical Engineering", ChSU (Cheboksary, Russia); Vladimirova Yu.O., Senior Lecturer, ChSU (Cheboksary, Russia); Terent'ev E.A., Senior Lecturer, ChSU (Cheboksary, Russia); Golyushov I.S., Assistant, ChSU (Cheboksary, Russia); Ivanova L.A., Executive Secretary of the Conference, Senior Lecturer, ChSU (Cheboksary, Russia). SUBJECT OF THE CONFERENCE The Processes of Mechanical and Physico-Technical Processing of Materials; Engineering Technology and Materials Science; Composite Materials, Creation and Processing; Transport, Technological Machines and Equipment; Automation and Process Management.
Актуальные проблемы в машиностроении. Том 11. № 1-2. 2024 СОДЕРЖАНИЕ ____________________________________________________________________ 5 СОДЕРЖАНИЕ ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В МАШИНОСТРОЕНИИ Зайдес С.А., Буй М.З. Определение напряженно-деформированного состояния цилиндрической заготовки в результате правки на локальном участке 7 Татанов П.В., Янюшкин А.Р., Шнайдер Д.А. Технологии удержания выпадающих частей при изготовлении деталей прессформ и штампов при электроэрозионной проволочной вырезке 15 Лобанов Д.В., Рафанова О.С., Королев А.В., Терентьев Е.А., Скиба В.Ю. Оценка качества затачивания высокопрочных инструментальных материалов 26 Янюшкин А.С., Янюшкин А.Р., Михалѐв О.Н. Подход к автоматизации проектирования технологических процессов обработки деталей на основе графов 33 Зверев Е.А., Вахрушев Н.В., К.А. Титова, Дмитрук А.В. Повышение ресурса элементов технологического оборудования для выпуска подкладок стрелочного перевода с помощью плазменного напыления 39 ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ, ОСНАСТКА И ИНСТРУМЕНТЫ Скиба В.Ю., Юлусов И.С., Вахрушев Н.В., Папко С.С., Рожнов Е.Е., Попков А.С. Актуальность разработки гибридного оборудования для совмещения операций термической и финишной механической обработки 48 Скиба В.Ю., Попков А.С., Иванцивский В.В., Рожнов Е.Е., Юлусов И.С., Папко С.С. Актуальность разработки и внедрения гибридной металлообрабатывающей системы на базе зубообрабатывающего станка 57 Керженцев В.А., Перова Н.В., Панфилова А.В. Функционально-логический метод исследования машин. Разработка теории расчета валковой дробилки 67 Борисов М.А., Лимонов С.Е. Разработка вакуумного захвата для сборочносортировочного робота 74 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ В МАШИНОСТРОЕНИИ Жачкин С.Ю., Трифонов Г.И. Повышение микротвердости композиционного покрытия на основе железа 84 Рекомендации по написанию научной статьи 90 Подготовка аннотации 92 Правила для авторов 94
Actual Problems in Machine Building. Vol. 11. N 1-2. 2024 CONTENTS ____________________________________________________________________ 6 CONTENTS Innovative Technologies in Mechanical Engineering Zaides S.A., Bui M.D. Determination of stress-strain state of a cylindrical workpiece in result of straightening in a local area 7 Tatanov P.V., Yanyushkin A.R., Shneider D.A. Technologies for retention of dropping parts when manufacturing mold parts and stamps with electro-erosive wire cut 15 Lobanov D.V., Rafanova O.S., Korolev A.V., Terentyev E.A., Skeeba V.Yu. Assessment of the sharpening quality of high-strength tool materials 26 Yanyushkin A.S., Yanyushkin A.R., Mikhalev O.N. Approach to automation design of technological processes for processing parts based on graphs 33 Zverev E.A., Vakhrushev N.V., Titova K.A., Dmitruk A.V. Increasing the lifetime of technological equipment elements for production of turnout linings using plasma spraying 39 Technological Equipment, Machining Attachments and Instruments Skeeba V.Y., Yulusov I.S., Vakhrushev N.V., Papko S.S., Rozhnov E.E., Popkov A.S. The relevance of the development of hybrid equipment for combining thermal and finishing machining operations 48 Skeeba V.Y., Popkov A.S., Ivantsivsky V.V., Rozhnov E.E., Yulusov I.S., Papko S.S. Relevance of the development and implementation of a hybrid metal working system based on a gear-cutting machine 57 Kerzhencev V.A., Perova N.V., Panfilova A.V. Functional and logical method for studying machines. Development of the theory of roll crusher calculation 67 Borisov M.A., Limonov S.E. Development of a vacuum gripper for an assembling and sorting robot 74 Materials Science in Machine Building Zhachkin S.Yu., Trifonov G.I. Increasing the microhardness of the composite ironbased coatings 84 Guidelines for Writing a Scientific Paper 90 Abstract requirements 92 Rules for authors 94
Актуальные проблемы в машиностроении. Том 11. № 1-2. 2024 Инновационные технологии в машиностроении ____________________________________________________________________ 7 УДК 621.982.44 ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ЗАГОТОВКИ В РЕЗУЛЬТАТЕ ПРАВКИ НА ЛОКАЛЬНОМ УЧАСТКЕ С.А. ЗАЙДЕС, доктор техн. наук, профессор М.З. БУЙ, аспирант (ИрНИТУ, г. Иркутск) Зайдес С.А. – 644074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83, Иркутский национальный исследовательский технический университет, e-mail: zsa@istu.edu Разнообразные нежесткие цилиндрические детали типа валов и осей используют при создании транспортных, сельскохозяйственных, землеройных и других машин. При изготовлении, ремонте, эксплуатации, а в некоторых случаях и при хранении такие детали меняют свою геометрическую форму и размеры, то есть искривляются. Поэтому на практике применяют неоднократные операции правки для достижения правильной геометрической формы деталей машин. Цель работы заключается в том, что с помощью программного вычислительного моделирования Ansys workbench 19.2 построена конечно-элементная модель процесса правки и определить напряженно-деформированное состояние на ограниченном участке цилиндрической заготовки для определения качества правки, параметров процесса и геометрического искажения поперечного сечения заготовки. Ключевые слова: радиальная сила, степень относительного обжатия, напряженнодеформированное состояние, интенсивность напряжений, упругопластическая деформация, правка, плоские плиты Введение Для восстановления геометрической формы цилиндрических деталей с большим прогибом традиционные способы правки исчерпали свои технологические возможности, так как при обработке нежестких цилиндрических деталей с малыми диаметрами (от 5 до 15 мм), обычно происходит нарушение прямолинейности ввиду воздействия одностороннего радиального давления [1, 2]. Не менее важной проблемой является механическая обработка нежестких деталей машин. В современном машиностроении достаточно эффективно применяют различные способы отделочно-упрочняющей обработки поверхностным пластическим деформированием (ППД) для получения благоприятного напряженно-деформированного состояния поверхностного слоя деталей, а также для достижения более высокого качества изделий. Широкое применение данного метода обработки объясняется его техническими достоинствами (простотой реализации, сравнительно высокой производительностью, универсальностью, стойкостью и надежностью рабочего инструмента) [1, 3]. Но при упрочнении деталей малых размеров и малой жесткости тоже имеют место проблемы, связанные с сохранением их прямолинейной формы, поскольку радиальная внешняя нагрузка от деформирующего инструмента вызывает искривление изделий. В Иркутском национальном исследовательском техническом университете разрабатываются новые способы для правки и упрочнения нежестких цилиндрических
Actual Problems in Machine Building. Vol. 11. N 1-2. 2024 Innovative Technologies in Mechanical Engineering ____________________________________________________________________ 8 деталей типа валов и осей. Способ правки и упрочения в одной технологической операции, техническая новизна которого подтверждена патентом РФ [4], предназначен в основном для обработки деталей из пластичных металлов и сплавов. Заготовки таких деталей имеют искривленную форму, причем в разных плоскостях и выправлять их эффективно известными способами правки не представляется возможным. Предлагаемый способ обработки основан на обкатке деталей гладкими плитами. Чтобы осуществить такой процесс, необходимо сначала выправить центральный участок заготовки для последующей ее обкатки. Качество такой операции зависит от напряженного состояния в заготовке, которое должно обеспечить и процесс выправления искривленного участка, и минимальное искажение цилиндрической формы поперечного сечения самой заготовки, так как в противном случае обкатку невозможно будет реализовать, поскольку вместо процесса качения произойдѐт процесс скольжения между заготовкой и плитами [3, 5]. Цель работы. На основе программного вычислительного моделирования построить конечно-элементную модель процесса правки и определить напряженно-деформированное состояние на ограниченном участке цилиндрической заготовки под воздействием радиальной силы для определения качества правки, параметров процесса и геометрического искажения поперечного сечения заготовки. Конечно-элементная модель процесса правки искривленных валов плоскими плитами Схема процесса правки центральной части заготовки представлена на рис. 1. Заготовка 2 вогнутой стороной устанавливают на нижнюю плиту 3 шириной b. Величина максимального прогиба в центральном сечении заготовки относительно нижней плиты обозначена f1. Этот прогиб в процессе правки необходимо устранить за счет приложения некоторой радиальной силы F к верхней плите, при этом цилиндрическая форма заготовки практически не должна измениться. Для исследования напряженно-деформированного состояния поверхностного слоя при упрочнении различными способами ППД и для определения максимальной интенсивности напряжений успешно применяется компьютерная программа моделирования, сущность которой заключается в использовании метода конечных элементов. Одной из известных и широко используемых программ, эффективно реализующих данный метод, является программа ANSYS [6, 7], которая и былая использована в данной работе. Для проведения расчетов при статическом нагружении цилиндрической заготовки радиальной силой построена геометрическая модель в программе ANSYS. Характеристики образца: в качестве заготовки был использован цилиндр диаметром D = 10 мм; длиной l = 200 мм с исходным прогибом fо = 0,5 мм; материал образца – сталь 3 – упругопластический, модуль упругости E = 1,8·105 МПа; коэффициент Пуассона μ = 0,3; диаграмма деформирования материала – билинейная (предел текучести σт= 255 МПа, предел прочности σв = 490 МПа, модуль упрочнения EТ = 1,45·10 3 МПа). В качестве материала, используемого для плоских плит применена конструкционная сталь высокой прочности. При моделировании рабочий инструмент принят как абсолютно жесткое тело. Коэффициент трения скольжения в зоне контакта заготовки с плитами f = 0,1.
Актуальные проблемы в машиностроении. Том 11. № 1-2. 2024 Инновационные технологии в машиностроении ____________________________________________________________________ 9 Рис. 1. Схема правки центрального участка искривленного вала гладкими плитами: 1 – верхняя плита; 2 –заготовка; 3 – нижняя плита На рис. 2 показана схема осадки искривленной заготовки между гладкими плитами. На рис. 2а показано начальное положение центрального поперечного сечения заготовки, имеющей максимальный прогиб f1=0,05мм. Вследствие кривизны заготовка опирается по краям нижней плиты, а в центральной части остается прогиб (зазор) величиной f1. На рис. 2б показана схема перемещения и деформации поперечного сечения заготовки под действием радиальной силы F. Плоскость касания верхней плиты (А) с заготовкой в процесс нагружения перемещается на некоторую величину x1, а плоскость, проходящая через нижний контур поперечного сечения заготовки (Б) перемещается на величину x2. Вследствие воздействия радиальной силы F заготовка деформируется и в зоне контакта с плитами сжимается на величины a1 и a2 (рис. 2б). Если бы заготовка была изготовлена из абсолютно жесткого тела, то x1 = x2. Но в данном случае рассматриваются детали из пластичных материалов, поэтому x1 ≠ x2. Задача исследования заключается в том, чтобы установить зависимость между этими перемещениями и найти оптимальную величину радиальной силы для устранения начального прогиба, при этом не нарушая геометрической формы поперечного сечения заготовки. После воздействия радиальной силы диаметр заготовки становится меньше на величину абсолютного обжатия (D – d), которая определяется в зависимости от перемещений x1 и x2 и прогиба f1 по формуле: 1 2 1 2 , D d x x f (1) Рис. 2. Схема перемещения и деформации поперечного сечения заготовки при силовой осадке плоскими плитами: а – начальное положение поперечного сечения; б – положение поперечного сечения после приложения радиальной силы
Actual Problems in Machine Building. Vol. 11. N 1-2. 2024 Innovative Technologies in Mechanical Engineering ____________________________________________________________________ 10 В таблице представлены значения перемещений и деформаций центрального поперечного сечения заготовки после радиального воздействия плоских плит. Для исследования величины силы F в более широком диапазоне в программе ANSYS заданы ее значения от 400 Н до 1100 Н. На основе полученных результатов выполнен расчет величины абсолютного обжатия, а также степени относительного обжатия. Таблица Результаты деформаций и перемещений заготовки в зависимости от величины радиальной силы F Величина радиальной силы, F, Н Перемещение плоскости А заготовки, x1, мм Перемещение плоскости Б заготовки, x2, мм Величина абсолютного обжатия D – d, мм Степень относительного обжатия, Q % 400 0,037 0,026 0 0 500 0,048 0,035 0 0 600 0,056 0,051 0,007 0,07 700 0,065 0,058 0,023 0,23 800 0,079 0,064 0,043 0,43 900 0,085 0,068 0,053 0,53 1000 0,097 0,07 0,067 0,67 1100 0,13 0,074 0,104 1,04 Из таблицы следует, что при радиальной силе равной 600 Н, что соответствует абсолютному обжатию заготовки величиной 0,007 мм удается устранить начальный прогиб f1 = 0,05 мм на центральном участке шириной b. Дальнейшее повышение радиальной силы от 650 Н до 1100 Н влияет уже на изменение формы (круга) заготовки, то есть происходит ее сжатие, что влияет на способность заготовки к дальнейшему перемещению между плитами. Влияние степени относительного обжатия на напряженно-деформированное состояние заготовки В теории и практике обработки металлов давлением известно, что радиальное воздействие на цилиндрическую заготовку, особенно при обкатке, может привести к формированию в осевой зоне тела значительных растягивающих напряжений, которые вызывают повреждения материала [8]. Для оценки напряженного состояния в разных точках цилиндрических образцов определена интенсивность напряжений по Мизесу (von – Mises) и компоненты напряжения по осям Oz (осевые σz), Ox (радиальные σr), Oy (тангенциальные σφ). Напряженное состояние цилиндрической детали по Мизесу при использовании главных напряжений определяется по интенсивности напряжений σi [9, 10]. 2 2 2 1 , 2 i z r r z (2)
Актуальные проблемы в машиностроении. Том 11. № 1-2. 2024 Инновационные технологии в машиностроении ____________________________________________________________________ 11 На рис. 3 представлено влияние величины радиальной силы на интенсивность напряжений в цилиндрической заготовке. Рис.3.. Влияние величины радиальной силы F на интенсивность напряжений в цилиндрической заготовке Результаты моделирования показали (рис. 3), что при увеличении радиальной силы (соответственно и степени относительного обжатия) интенсивность напряжения также увеличивается и достигает предела текучести (для исследуемого материала равно 255 МПа) при величине радиальной силы приблизительно равной 1040 Н. Когда максимальный прогиб f1 в центральном сечении заготовки еще существует, то при постоянном увеличении радиальной силы значения напряжений плавно растут и как только f1 исчезает (при F = 600 H), то в это время заготовка деформируется с двух стороны и напряжения равномерно повышаются (рис. 3). На рис. 4 представлено распределения полей интенсивности напряжений по центральному поперечному сечению заготовки при разных величинах радиальной силы. На рис. 4а при F = 400 H (соответственно f1 >0) максимальное напряжение возникает только в зоне контакта заготовки с верхней плитой. При F = 600 H заготовка входит в контакт с нижней плитой и напряжения в этой зоне начинают тоже формироваться. При дальнейшем увеличении радиальной силы напряжения растут и охватывают все сечение заготовки. При большом значении радиальной силы происходит не только рост напряжений, но и отклонение от круглости цилиндрических деталей [3, 8]. Полученные результаты расчета напряжений подтверждают известной из практики факт, что при больших значениях радиальной силы в центральной зоне заготовки возможно разрыхление и разрушение материала [9, 11]. Следовательно, необходимо выбрать рациональные режимы для процесса правки валов гладкими плитами. Для получения рациональных растягивающих временных напряжений в центральной зоне цилиндра при сохранении благоприятных сжимающих напряжений на периферии необходимо использовать оптимальное значение силы деформации F равной 600 H. Распределение изополос пластических деформаций по центральному поперечному сечению заготовки при воздействии на ее разных по величине радиальных сил представлено на рис. 5.
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1