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, А.В. Королев и другие.
Накатывание профильных элементов деталей по сравнению с их нарезанием имеет следующие преимущества: экономия металла, повышение производительности труда, точности и долговечности обрабатываемых деталей, уменьшение расходов на инструмент, экономию производственных площадей. Точность профильных элементов, изготовленных накатыванием, в большинстве случаев не ниже точности, получаемой резанием.
Значительные неиспользованные резервы повышения эффективности формообразования деталей имеют место и в подшипниковом производстве. Зарубежный опыт таких фирм, как «Form-flow» (Англия); «Profi-lor» (Германия); «Stank-exam» (Испания); «Nixon spindle» (Франция), показывает высокую эффективность использования технологии холодной раскатки. Однако зарубежный опыт слабо отражен в отечественной печати, а в нашей стране эти методы 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 исследование эффективности технологии изготовления тонкостенных колец подшипников с применением точной холодной раскатки. На основе экспериментально-аналитической оценки влияния используемой схемы обработки на основные технологические параметры получаемого изделия.
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»). В качестве оборудования использовались автоматы накатки профиля (АНП-01 и АНП-02) на кольцах сверхлегкой серии 1000805.01 и 1000805.02 соответственно.
С.-Пстерйург
Научная новизна работы состоит в:
- разработке перспективного предтермического технологического
процесса получения тонкостенных колец подшипников и подробное
исследование операции холодной раскатки используемой в данном
технологическом процессе;
исследовании механизма и разработке математической модели процесса пластического формообразования профиля тонкостенных колец подшипников;
разработке методики расчета геометрических параметров накатного инструмента и технологических параметров формообразования заготовки тонкостенных колец подшипников;
получении математической модели влияния на процесс раскатки колец различных факторов (величина эксцентриситета деформирующего инструмента, толщина кольца, время раскатки, величина угла деформирующего профиля).
Практическая ценность и реализация работ:.
предложена безотходная технология предтермического изготовления тонкостенных колец подшипников;
для операции холодная раскатка спроектированы и изготовлены автоматы (АНП-01, АНП-02) для накатки профилей;
разработаны алгоритм и программа расчета, позволяющие определять основные технологические параметры формообразования профиля и геометрические параметры необходимого для этого инструмента;
установлены закономерности влияния на основные технологические параметры качества колец различных факторов (величина эксцентриситета деформирующего инструмента, толщина кольца, время раскатки, величина угла деформирующего профиля)
Экономический эффект от внедрения операции «холодная раскатка» в предложенной технологии на ОАО "СПЗ" составляет более 400 тысяч рублей. В настоящее время предложенная технология внедрена в производство, что подтверждено четырьмя актами о внедрении.
Попооїсения, выносимые на защиту:
1. Безотходная технология предтермического изготовления тонко
стенных колец подшипников с применением точной холодной раскат
ки.
-
Механизм и математическая модель процесса пластического формообразования тонкостенных колец подшипников с применением точной холодной раскатки.
-
Методика и программа расчета геометрических параметров накатного инструмента и технологических параметров формообразования профиля заготовки.
-
Теоретические зависимости основных технологических параметров формообразования применительно к изготовлению тонкостенных колец подшипников.
-
Результаты многофакторного эксперимента, подтверждающие тео-
ретические выводы и определяющие технологические возможности процесса накатки профиля на деталях подшипников. 6. Усовершенствованная конструкция автомата для накатки профиля дорожки качения на тонкостенных кольцах подшипников.
Апробация работы. Результаты исследований доложены и обсуждены на межгосударственных научно-технических семинарах "Проблемы экономичности и эксплуатации двигателей внутреннего сгорания" (Саратов, 2004 - 2006), научно-технических конференциях и научных семинарах кафедры «Технология машиностроения» СГТУ (2002-2006 гг.)
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 печатных работ, в том числе 1 статья в журнале, рекомендованном ВАК.
Объем и структура работы. Диссертация изложена на 120 страницах машинописного текста, иллюстрирована 61 рисунком и 12 таблицами. Она состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованной литературы из 175 наименований и приложений.
