Введение к работе
Актуальность работы. Развитие современного машиностроения неразрывно связано с освоением новых высокопроизводительных методов обработки металлов, к числу которых относятся методы, основанные на пластической деформации, а именно холодное выдавливание. Широкое распространение метод холодного выдавливания получил при изготовлении заготовок накидных гаек, втулок, крышек, колпачков и др. деталей цилиндрической формы, используемых в электронной, автомобильной н др. цромышленностях, с ограниченной толщиной стенки (< 2-3 мм). Общим конструктивным элементом таких изделий является внутренняя или наружная резьба, формирование которой для данных изделий является сложной технологической задачей. В настоящее время отсутствуют эффективные и гибкие технологии изготовления тонкостенных резьбовых изделий н высокопроизводительное оборудование, способные интенсифицировать и комплексно автоматизировать производственные процессы изготовления таких деталей в условиях массового производства.
Связь работы с научными программами. Работа выполнена соответственно программе «Высокоэффективные технологии механосборочного производства», разработанной Министерством науки Украины и государственной теме № Г8-93 (0193U027070) "Разработка методов компонировання и проектирования высокоэффективных поточно-пространственных технологических систем непрерывного действия для сборочных процессов угольного машиностроения".
Целью работы является повышение эффективности изготовления тонкостенных резьбовых изделий с одновременным формированием внешнего кошура изделия методами холодного выдавливания на основе комплексного технологического обеспечения качества и производительности, используя технологические системы непрерывного действия (ТСНД). Для достижения цели решались следующие задачи:
-
Выполнить теоретические н экспериментальные исследования пластического формообразования внутренней резьбы.
-
Разработать методы анализа и синтеза структур технологических процессов изготовления изделий с резьбой в условиях автоматизированного проектирования.
-
Разработать общую методику анализа и синтеза структур и параметров ТСНД и ее элементов для производства тонкостенных резьбовых изделий, а также общий алгоритм проектирования ГСНД.
-
Дать рекомендации по разработке рациональных конструкций ТСНД и ее элементов.
На защиту вынесены следующие научные положения: - силовой режим процесса выдавливания внутренней резьбы на тонкостенном изделии обкатыванием роликами по наружной поверхности зависит от геометрических параметров резьбы, толщины стенки заготовки, контактного трения и величины обжатия заготовки роликами, при увеличении которых повышается усилие деформирования, а так же характеризуется таким напряженно-деформированным состоянием, при котором осевая и тангенциальная деформация заготовки стремятся к нулю;
структура технологического процесса изготовления тонкостенных резьбовых издели зависит от конструктивных элементов изделий и технологических методов их образования ; формируется на основании отображения множества модулей технологического воздействия множество поверхностей модулей конструкции изделия;
параметризация технологической системы для производства тонкостенных резьбовьс изделий осуществляется на основании ее компоновочной структуры, которая определяете способом реализации технологического воздействия и кинематикой взаимодействия инстру мента с заготовкой.
Научная новизна работы заключается в следующем:
-
Предложен новый метод пластического формообразования внутренней резьбы с одно временным формированием наружного контура детали обкатыванием роликами с радиальной і осевой подачей последних, который реализуется на металлорежущем оборудовании и позволя ет повысить эффективность производства за счет снижения расхода материала. Получено вы ражение для определения усилия пластического формообразования резьбы, которое использу ется для проектирования технологической оснастки.
-
На основании установленных закономерностей пластического формообразования внут реняей резьбы с одновременным формированием наружного контура детали разработаны но вые схемы пластического формообразования наружных и внутренних резьб с одновременны!! формированием внутреннего (наружного) контура изделия, которые реализуются как на прес совом, тах и на металлорежущем оборудовании, что способствует широкому использовании методов холодного выдавливания резьб в отечественном машиностроении.
-
На основании разработанного метода формирования структуры технологического про цесса изготовления тонкостенных резьбовых изделий, основанного на представлении любоп изделия модулями конструкции, каждый из которых характеризуется определенными типами видами поверхностей и видами профилей на этих поверхностях, являющимися образами опре деленных модулей технологических воздействий, установлено, что модульный принцип позво ляет сочетать единичные, типовые и групповые технологические решения, обеспечивать гиб кость при формировании структуры технологического процесса.
-
На базе математических моделей, характеризующих структуру и параметры технолога ческой системы непрерывного действия для производства тонкостенных резьбовых изделий установлено, что в качестве входного параметра для проектирования технологической системь является усилие формообразования, и параметризация системы осуществляется на основанш ее компоновочной структуры, которая определяется способом реализации технологическогс воздействия и кинематикой взаимодействия инструмента с заготовкой.
Практическая ценность работы состоит в следующем: 1. Разработаны методы пластического формообразования резьб на тонкостенном изделии которые могут быть реализованы как иа прессовом, так и на металлорежущем оборудовании
о позволяет использовать их в различных производственных условиях и снижать расход ма-риала заготовки иа 50-70%.
-
Разработаны алгоритмы проектирования технологических процессов, систем и их эле-2HTOB для производства тонкостенных резьбовых изделий, которые могут быть использованы >и автоматизированном [проектировании.
-
Разработанные методы анализа и синтеза структур и параметров технологического про-хса, ТСНД и ее элементов обеспечивают повышение производительности и уровня автома-оации производственных процессов изготовления тонкостенных резьбовых изделий.
Реализация работы в промышленности. Разработанные методы пластического формо-Зразовання внутренней резьбы на тонкостенных изделиях были использованы для изготовле-;м втулок с внутренней резьбой в ОАО «Макеевский завод шахтной автоматики» и для изго-эвления накидных гаек в ОАО «Горловсхий машиностроительный завод».
Личный вклад соискателя состоит в проведении экспериментальных исследований, об-іботке полученных результатов, внедрении результатов работы в промышленности и разра-этке компоновочных и структурных схем технологических систем непрерывного действия и ; элементов.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обкидались на 3-й международной науч.- техн. конф. «Современные проблемы машиностроения технический прогресс» (г.Донецк, ДонГТУ: г. Севастополь, 1996 г.), 4-й межд. науч.- техн. онф. «Прогрессивные технологии машиностроения а современность» (г. Донецк, ДонГТУ: г. евастополь, 1997 г.), 5-й межд. науч.- техн. конф. «Машиностроение и техносфера на рубеже JQ века» (г. Донецк, ДонГТУ: г. Севастополь, 1993 г.), 4-й межд. науч.- метод, конф. «Крити-еские технологии, автоматизация проектирования и производства изделий в машинострое-ии» (г. Киев, ИСМО: г. Алушта, 1997 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 работ.
Структура н объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, шести азделов, заключения, перечня использованных источников из 124 наименований, 4 приложена и содержит 123 страницы машинописного текста, 4 таблицы и 43 рисунка.
