Введение к работе
Актуальность темы. Высокие темпы развития отечественного машиностроения неразрывно связаны с внедрением в производство новых методов обработки металлов. Одним из прогрессивных направлений развития технологии машиностроения является замена процессов резания обработкой металлов давлением в холодном состоянии. К эффективным методам такой обработки относится холодное накатывание профильных элементов на деталях вращения.
Накатывание как метод пластического деформирования металла существует более 120 лет и в последнее время развивается при участии таких ученых, как К.Н. Богоявленский, М.И. Писаревский, Ю.А. Миропольский, Э.В. Рыжов и др.
Накатывание профильных элементов деталей по сравнению с их нарезанием имеет следующие преимущества: экономию металла, повышение производительности труда, точности- и долговечности обрабатываемых деталей, уменьшение расходов на инструмент, экономию производственных площадей. Точность профильных элементов, изготовленных накатыванием, в большинстве случаев приближается к точности, получаемой резанием, а в некоторых случаях превышает ее.
Значительные неиспользованные резервы повышения эффективности формообразования деталей имеют место и в подшипниковом производстве. Методы холодной пластической деформации недостаточно распространены при изготовлении деталей подшипников, поэтому исследование новых эффективных процессов точной холодной обработки деталей подшипников давлением, а также расширение технологических возможностей известных методов, основанных на пластическом деформировании, является актуальной задачей.
Целью данной работы является повышение эффективности формообразования сложнопрофильных поверхностей вращения деталей подшипников на основе использования способа бесцентровой многовалковой холодной накатки напроход.
Основные положения диссертации, выносимые на защиту:
-
Механизм и математическая модель процесса пластического формообразования сложнопрофильных поверхностей вращения многовалковой холодной накаткой без образования диаметральных наплывов металла.
-
Методика и программа расчета геометрических параметров накатного инструмента и технологических параметров фпрмппбразорання—-і профиля заготовки. Г ^ЁтГ'' \
ё&
БИБЛИОТЕКА С.Петербург ОЭ WQ3 «t
-
Новая технология затылования накатного инструмента, исключающая образование диаметральных наплывов металла при накатке профиля.
-
Теоретические зависимости основных технологических параметров формобразования применительно к изготовлению валиков подшипников 6-1 HP 16092.
-
Результаты многофакторного эксперимента, подтверждающие теоретические выводы и определяющие технологические возможности процесса накатки профиля на деталях подшипников.
-
Безотходная технология предтермического изготовления валиков подшипников 6-1 HP 16092 и конструкция универсального автомата для накатки профилей на деталях вращения.
Методы и средства исследований. Построение математической модели процесса накатки осуществлялось с применением методов технологии машиностроения и теории пластической деформации. Экспериментальные исследования проводились на основе методов математической статистики и теории планирования экспериментов. В качестве средств исследования использовались современное оборудование и приборы ОАО «Саратовский подшипниковый завод» (ОАО «СПЗ»).
Научная новизна работы состоит в разработке механизма и математической модели процесса пластического формообразования сложнопрофильных поверхностей вращения бесцентровой многовалковой холодной накаткой напроход без образования диаметральных наплывов металла.
Предложены и обоснованы методика расчета геометрических параметров накатного инструмента и технологических параметров формообразования заготовки со сложным профилем, отличным от цилиндрического, /7-м количеством валков и новая технология затылования накатного инструмента, исключающая образование диаметральных наплывов металла при накатке.
Выполнен анализ влияния на процесс накатки профиля различных факторов, таких как исходный диаметр заготовки, ее твердость, количество калибрующих переходов, скорость деформирования и экспериментально подтверждены основные теоретические выводы.
Практическая ценность и реализация работы. Предложена безотходная технология предтермического изготовления валиков подшипников 6-1НР16092, спроектировано и изготовлено два универсальных автомата для накатки профилей на деталях вращения.
Разработаны алгоритм и программа расчета, позволяющая определять основные технологические параметры формообразования профиля и геометрические параметры необходимого для этого инструмента.
Экономический эффект от внедрения предложенной технологии на ОАО "СПЗ" составляет более 800 тысяч рублей. Срок окупаемости менее полугода. В настоящее время ведется внедрение предложенной технологии в производство.
Апробация работы. Результаты исследований доложены и обсуждены на Международной научно-технической конференции "Физические и компьютерные технологии в народном хозяйстве" (Харьков, 24-26 апреля 2001г.), Международной научно-технической конференции "X Бенардосовские чтения" (Иваново, 6-8 июня 2001г.), VI Международной научно-технической конференции по динамике технологических систем "ДТС-2001" (Ростов-на-Дону, 25-28 сентября 2001 г.), ежегодных научно-технических конференциях Саратовского государственного технического университета (г. Саратов, 1999 - 2003 г.г.)
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 5 печатных работ.
Объем и структура работы. Диссертация изложена на 147 страницах машинописного текста, иллюстрирована 44 рисунками и 13 таблицами. Она состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованной литературы из 110 наименований и приложений.
