Содержание к диссертации
Введение
1 Аналитический обзор и постановка задачи конструкционно-технологического обеспечения
1.1 Конструктивные особенности и существующие методы обеспечения требуемой прочности неподвижных соединений с натягом в изделиях машиностроения 10
1.2 Методы обеспечения прочности неподвижных соединений применением эффективных способов сборки 19
1.3 Обоснование прочности соединений с натягом 23
1.4 Физико-механические свойства поверхностного слоя металла 28
1.5 Виды и основные параметры рельефа поверхности 38
1. б Выбор полного натяга при деформирующем протягивании 43
1. 7 Основные выводы 4 9
1. 8 Цели и задачи исследования 51
2 Технологическое обеспечение прочности ПНС 53
2.1 Формообразование и обоснование вида предлагаемого профильного неподвижного соединения и способа его сборки 54
2.2 Прочность профильного неподвижного соединения, образованного упругопластическим деформированием элементов 59
2.3 Расчет усилия, вызванного появлением шпоночного эффекта при осевом нагружении Рш и действии рмом крутящего момента ш 61
2.4 Упругое восстановление и упругопластическая деформация параметров охватываемого элемента неподвижного соединения в процессе его сборки деформирующим протягиванием 66
2.5 Определение оптимального технологического натяга сборки ПНС, обеспечивающего заполнение профиля и исключающего удлинение детали 69
2.6 Методика определения минимальной толщины сечения профиля охватываемого элемента ПНС 7 0
3 Экспериментальные исследования прочности ПНС, их методы и технические средства 7 4
3.1 Изготовление образцов 75
3.2 Исследования коэффициента заполнения профиля ПНС .83
3.3 Исследование влияния геометрических параметров профиля на прочность ПНС 8 8
3.4 Результаты и анализ графиков усилия распрессовки 102
4 Методика выбора и назначения системы параметров микрорельефа ПНС 107
4 .1 Технологические ограничения 108
4 .2 Выбор и назначение вида рельефа 112
4 .3 Методика расчета параметров профиля 112
4 4 Выбор и назначение режимов обработки 115
4 .5 Практическая реализация результатов 120
Общие выводы и результаты 126
Список используемой литературы 127
- Методы обеспечения прочности неподвижных соединений применением эффективных способов сборки
- Прочность профильного неподвижного соединения, образованного упругопластическим деформированием элементов
- Исследования коэффициента заполнения профиля ПНС
- Методика расчета параметров профиля
Введение к работе
Ускорение научно-технического прогресса непрерывно связано с разработкой и внедрением новых прогрессивных технологий для производства высокоэффективной техники нового поколения. Использование высокоскоростных и супермощных машин ведет к необходимости обеспечить высокую надежность работы как отдельных узлов, так и машины в целом. Работоспособность и надежность неподвижных соединений определяется в первую очередь их прочностью, то есть способностью элементов сопротивляться их относительному смещению в процессе эксплуатации и несущей способностью самих элементов.
Повышение прочности неподвижных соединений часто связано с увеличением материалоемкости конструкции. В то же время, для повышения своей конкурентоспособности современные предприятия вынуждены внедрять ресурсосберегающие технологии, которые наряду с повышением прочности и работоспособности деталей машин и конструкций обеспечивают снижение материалоемкости изделий.
В связи с этим большое значение приобретает решение проблемы обеспечения прочности деталей машин и их соединений технологичным способом при одновременном снижении материалоемкости изделия.
Успешное решение названной проблемы открывает возможности повышения технического уровня и эффективности использования различных неподвижных соединений, в том числе и подшипников скольжения, ставшими неотъемлемой частью многих современных машин и приборов.
Опыт эксплуатации и исследования многих отечественных и зарубежных ученых в области повышения несущей способности неподвижных соединений, выполненные в последние десятилетия, показывают, что на прочность неподвижных соединений большое влияние оказывают геометрические параметры сопрягаемых поверхностей, их физико-механические свойства, а также метод сборки соединения. К настоящему времени опубликовано большое количество зарубежных и отечественных работ [7, 12, 13, 17 19, 24, 35, 50, 70, 75, 82, 91, 96, 97 и др.], посвященных прочности профильных неподвижных соединений и методам формирования профиля, а также связанному с этим изменению структуры и физико-механических свойств поверхностного слоя. Предлагаемые на сегодняшний день решения, как правило, относятся к частным случаям, поэтому дальнейшее накопление экспериментальных данных, изучение особенностей влияния различных факторов на прочность неподвижных соединений имеет важное научное значение.
Ужесточение требований к материалоемкости изделий стимулировало развитие новых методов обеспечения прочности ПНС. Одним из перспективных путей решения проблемы прочности является метод повышения прочности за счет образования профиля в неподвижных соединениях уп-ругопластическим деформированием одного из сопрягаемых элементов при заданном макрорельефе поверхности другого элемента. При этом непосредственное прикладное значение имеет разработка режимов формообразования профиля, их оптимизация для изделий конкретного назначения.
Все это предопределило направление настоящего исследования, основной целью которого является
исследование зависимости влияния геометрических параметров на прочность ПНС, разработка рекомендаций по оптимальному их применению и выбору режимов обработки, расчет минимальной толщины стенки охватываемого элемента.
В диссертации представлены результаты исследования влияния параметров профиля соединения, а также толщины сечения охватываемого элемента на прочность соединения, приведен алгоритм выбора оптимального соотношения конструктивных параметров соединения при заданных эксплуатационных нагрузках, выявлена взаимосвязь параметров профиля и режимов его формирования, даны рекомендации по выбору вида рельефа и назначению режимов обработки.
В качестве объекта исследования выбрано цилиндрическое профильное неподвижное соединение, где пластичность одного элемента значительно превышает пластичность другого - подшипник скольжения, один из элементов которого выполнен в виде толстостенной втулки или корпуса сложной формы из конструкционной стали, другой в виде тонкостенной втулки из сплава на основе меди.
Научная новизна работы заключается в следующем:
Выявлена закономерность влияния основных конструктивных и технологических факторов ПНС на его прочность;
Предложена методика расчета параметров профиля ПНС с минимальной толщиной сечения охватываемого элемента, а также их оптимизация с целью увеличения производительности и уменьшения материалоемкости изделия;
З. Предложена методика расчета режимов упругопластиче-
ского деформирования при формировании профиля на поверхности одного из элементов и сборке ПНС.
Практическая ценность работы заключается
У в разработке ПНС с различными конструктивными особенностями, позволяющими снизить материалоемкость соединения;
> в разработке высокопроизводительной
ресурсосберегающей технологии обеспечения прочности
ПНС, позволяющей исключить дорогостоящие финишные
операции, совместить механическую обработку и
сборку деталей;
У в разработанных и доведенных до удобной и наглядной формы программах, позволяющих рассчитать параметры профиля;
в использовании разработанных технологических процессов и программ в учебном процессе;
в разработке технологической оснастки для реализации технологического процесса образования рельефа на поверхности охватывающего элемента ПНС.
Результаты выполненной работы изложены в настоящей диссертации, состоящей из введения, четырех глав, общих выводов и списка литературы.
В первой главе представлен аналитический обзор исследований, посвященных прочности неподвижных соединений, выявлены факторы, влияющие на прочность НС, и характер их влияния, сформулированы и обоснованы направление исследования, научные и практические задачи.
Вторая глава посвящена разработке методики аналитического определения прочности ПНС, имеющего заданный
8 профиль, дано обоснование вида предлагаемого профиля,
предложена технология его формообразования. Приведена методика расчета геометрических параметров и режимов формообразования профиля на основе теоретических расчетов и оценок. Приведена методика определения минимальной толщины сечения профиля охватываемого элемента соединения .
В третьей главе приведены результаты теоретических расчетов и экспериментальных данных зависимости несущей способности элементов соединения от геометрических параметров профиля. Изложена методика экспериментального исследования. Проведен анализ сходимости теоретических и экспериментальных данных и оценка достоверности полученных результатов.
Четвертая глава содержит результаты разработки технологии обеспечения прочности профильных неподвижных соединений, практические рекомендации по выбору параметров профиля, алгоритм расчета конструктивных параметров охватывающего элемента соединения. Предложена методика назначения режимов формирования рельефа на сопрягаемой поверхности охватываемого элемента ПНС.
В настоящей работе автор защищает:
Экспериментальные зависимости прочности профильных неподвижных соединений от геометрических параметров профиля.
Новую технологию обеспечения прочности профильных неподвижных соединений с уменьшением материалоемкости изделия, позволяющую увеличить коэффициент использования материала дорогостоящей тонкостенной втулки до 80 -100 %.
3. Методику выбора оптимальных геометрических параметров профиля и методику определения минимальной толщины сечения профиля охватываемого элемента соединения.
Основные результаты исследований докладывались на региональной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых (г. Новосибирск, 2001 г.), конференции «Транссибвуз 2000» (г. Омск, 2000 г.), а также на семинарах кафедр «Технология машиностроения», «Металлорежущие станки и инструменты» и «Сопротивление материалов». Работа выполнена на кафедре «Технология машиностроения» Омского государственного технического университета.
Методы обеспечения прочности неподвижных соединений применением эффективных способов сборки
Для создания посадки с натягом в машиностроении широко распространены механический, термический и гидропрессовый способы сборки. Кроме названных, применяют и специальные методы сборки.
Механическую запрессовку выполняют на прессах. На характер процесса и величину конечного усилия влияют натяг, шероховатость сопрягаемых поверхностей, механические свойства материала, форма заборного конуса и фасок, скорость плунжера пресса, вид и количество подаваемой смазки, состояние поверхностного слоя (наклеп, термообработка и пр.), возможный перекос деталей и т.п. Это обуславливает значительное рассеивание усилий запрессовки и, как следствие, рассеивание величины несущей способности соединения, увеличение коэффициента запаса [2, 19, 34, 35, 54, 55] .
Основным преимуществом механической запрессовки является ее высокая производительность. К числу недостатков этого способа сборки можно отнести: повреждение сопрягаемых поверхностей (риски, задиры, смятие вершин микронеровностей), невозможность применения эффективных покрытий, значительное рассеяние значений усилий запрессовки и распрессовки.
При тепловом методе сборки заготовки нагревают индукционным методом в камерных электропечах или в ваннах с жидкостью. Температура нагрева зависит от натяга, но не должна, как правило, превышать температуры, при которой происходят структурные изменения материала [4,
Основными достоинствами теплового метода сборки являются: высокая прочность, исключение повреждений поверхностей при формировании соединения, возможность применения эффективных антикоррозионных покрытий, лучшая, чем при механическом способе, возможность автоматизации сборки. К недостаткам этого метода относятся: необходимость естественного или принудительного охлаждения узла перед последующей обработкой, образование в ряде случаев зазора между торцами смежных деталей, расположенных на одном валу.
Развитие холодильной техники дало возможность применения посадок с помощью холода [45] . В зависимости от требуемых натягов охватываемый элемент охлаждают жидким азотом, твердой углекислотой и др. К недостаткам этого метода относятся: невозможность осуществления посадок с большими натягами и значительный расход охлаждающих материалов.
Все большее распространение получает гидропрессовый метод сборки и разборки соединений, осуществляемый с помощью нагнетания масла в зону соединения [54, 84, 96] . Давление масла должно превосходить величину среднего контактного давления на сопрягаемых поверхностях, тогда между деталями образуется пленка масла, которая во много раз снижает коэффициент трения. Наиболее эффективен этот способ при сборке и разборке конических соединений.
Достоинствами гидропрессового метода сборки являются: высокая производительность процесса, возможность получения сопряжений с натягом, определяемым давлением масла, отсутствие повреждений сопрягаемых поверхностей. К недостаткам следует отнести несколько меньшую прочность соединений по сравнению с тепловыми соединениями при равных натягах.
К специальным методам достижения натяга можно отнести следующие: соединения с использованием отпуска и структурных превращений закаленных сталей[12], сборка деталей с использованием высокого гидростатического давления жидкости или эластичной среды [12, 14]. Сборка дорнованием или редуцированием [22, 29, 47, 68, 93, 94], сборка раскатыванием или обкатыванием [54], импульсным электромагнитным полем [54, 95], с использованием ультразвука [56] и др.
Каждый из вышеперечисленных методов обладает определенными достоинствами и недостатками, определяющими область его применения. Для сборки соединения, в котором материал одного элемента обладает большими пластическими свойствами, чем материал другого элемента, наиболее производительным из перечисленных является метод сборки дорнованием (или редуцированием).
Деформирующее протягивание отверстий с большими натягами относится к точным формообразующим способам обработки и сборки деталей без снятия стружки, которые основаны на способности пластических материалов приобретать под действием внутреннего радиального давления большие остаточные деформации без разрушения заготовок при значительных изменениях первоначальных размеров.
Этот метод заключается в том, что охватываемая деталь (втулка) устанавливается с некоторым монтажным зазором в охватывающую деталь (обойму); перед сборкой обеспечивается требуемое осевое взаимное положение деталей соединения; затем при раздаче отверстия деформирующей протяжкой (дорном) происходит последовательное пластическое перемещение материала втулки и заполнение им профиля охватывающей детали. Сборкой дорнованием наиболее просто образуются неподвижные соединения с сопряжением деталей по сложному профилю в продольном и (или) поперечном сечениях [43].
Кроме того, в процессе дорнования тонкостенных втулок пластические деформации, сопровождающие сборку, как правило, проходят по всему объему. При этом происходит упрочнение материала, и, следовательно, деталь способна воспринимать бо лыние нагрузки.
Допустимое увеличение отверстия заготовки при дор-новании ограничивается «предельным состоянием», которое в зависимости от схемы обработки отверстий и геометрических размеров заготовки проявляется в виде: потери устойчивости — прогиб образующей оси детали больше допустимого; образования радиальных трещин, возникающих, как правило, со стороны свободного торца у кромки отверстия детали;
Прочность профильного неподвижного соединения, образованного упругопластическим деформированием элементов
Несущая способность неподвижного соединения определяется его способностью сопротивляться действию крутящего момента и (или) осевой сдвигающей силе. В отличие от цилиндрических соединений с натягом, где фиксирование взаимного положения деталей и передача нагрузки происходит за счет сил сцепления (трения), в профильных соединениях при высоте профиля, не превышающей параметры макрорельефа, часть усилий передается за счет деформационной составляющей сил трения или так называемого «шпоночного» эффекта. Часть передаваемого усилия реализуется за счет сил трения на цилиндрических участках профиля.
«Шпоночный» эффект заключается в том, что при наличии профиля по высоте большего, чем отклонения микрорельефа поверхности, элементы профиля являются «стопорными» включениями, которые работают в соединении как винтовая шпонка круглого сечения. Прочность такого соединения, оцениваемая по усилию распрессовки, увеличивается на величину силы, вызванной появлением «шпоночного» эффекта [7] . где Рр - усилие распрессовки профильного неподвижного соединения, Ргл - усилие распрессовки «гладкого» цилиндрического соединения, к - коэффициент, учитывающий величину цилиндрических участков профиля, РШп усилие связанное с появлением шпоночного эффекта.
Коэффициент, учитывающий величину цилиндрических участков профиля, - к показывает долю площади профиля по отношению к площади «гладкого» соединения и определяется как отношение площади цилиндрических участков профиля к номинальной площади цилиндрического соединения не имеющего профиля: где Se площадь винтовых впадин, S4 - площадь цилиндрических участков профиля, 5ГЛ - номинальная площадь поверхности без учета рельефа; а и b соответственно ширина впадин и ширина наплывов, N - количество витков, /? -угол наклона винтовой линии.
Ширина впадин определяется геометрией индентора и глубиной накатывания, например, для обработки шариковым накатником: где г - радиус индентора, h глубина впадин рельефа, d и L соответственно диаметр сопряжения и его длина, S -шаг винтовой канавки, п - количество шариков в накатнике .
Усилие распрессовки «гладкого» цилиндрического соединения можно рассчитать по известным формулам, например [72] : где Рк - давление в зоне, сопрягаемых- поверхностей,- fmp коэффициент трения материалов сопрягаемых втулок.
При одинаковой длине сопрягаемых деталей контактное давление равномерно распределено по поверхности касания и для расчета можно воспользоваться теорией Ляме [12], коэффициент трения для материалов сталь-бронза принимаем 0,106 по рекомендациям [20].
Таким образом, в отличие от цилиндрических соединений с натягом прочность профильных соединений в значительной мере обеспечивается составляющей усилия рас-прессовки, вызванной шпоночным эффектом, т.е. наличием профиля, его формой и размерами.
Схема распределения сил на элементе бронзовой втулки при осевом нагружении подшипника скольжения и действии крутящего момента, имеющего на сопрягаемых поверхностях втулок профиль в виде системы винтовых канавок, представлен на рисунке 2.1. Основными геометрическими параметрами микрорельефа, определяющие прочность профильного соединения, являются высота и ширина впадины, угол подъема и шаг винтовой линии. материала бронзовой втулки, упрочненного после дорнова ния на боковую поверхность профиля, вызванное действием осевой силы Р0 и (или) крутящего момента Мкр.
В процессе дорнования материал, пластически деформируясь, заполняет рельеф сопрягаемой поверхности охватывающей детали. При этом в результате пластической деформации изменяются не только форма заготовки, но также структура и свойства материала, происходят измельчение зерен, измельчение их формы - вытягивание в направлении наибольшей деформации. Все это приводит к упрочнению материала, и в свою очередь к увеличению пределов прочности и текучести. Таким образом, после сборки дорнова-нием охватываемая деталь представляет собой систему упроченных винтовых шпонок высотой h, поперечное сечение которых является сегментом расположенных на втулке и выполненных за одно целое с ней. где Р - усилие смятия; Д..м - площадь поверхности, на которую действует Р } р- угол подъема винтовой впадины; d - внутренний диаметр обоймы; h - глубина винтовых впадин; N - количество витков в соединении.
Составляющая осевого усилия, вызванная появлением шпоночного эффекта, от действия внешних сил (эксплуатационной нагрузки) Рш, распределяясь по наклонной винтовой линии, раскладывается на две составляющие: усилие смятия Рем и усилие скручивания Рскр. Первое работает на смятие боковой поверхности, второе способствует свинчиванию как по резьбе, не нар шая целостности рельефа. Рем в свою очередь так же действует на криволинейную поверхность, и потому раскладывается на нормальную составляющую Р и касательную составляющую силы Р . Схема распределения сил представлена на рисунке 2,2.
Исследования коэффициента заполнения профиля ПНС
Одним из методов образования неподвижного соединения является дорнование, которое можно применять для создания неподвижных соединений при сборке деталей в подузлы, а также для образования профильных соединений. Метод эффективен при изготовлении деталей с перепадом сечений, и, как правило, создание неподвижных соединений и сложных деталей этим методом уменьшает производственные затраты на обработку посадочных поверхностей, запрессовку деталей. Методы сборки профильных соединений с применением дорнования основываются, в основном, на двух схемах - дорнование с большим натягом гладкой втулки и дорнование втулки с трансформацией микронеровностей, созданных на поверхности отверстия втулки, на внешнюю сопрягаемую с корпусом поверхность втулки [43] .
Последний метод эффективен при относительно большой высоте профиля в случаях, когда дорнованием гладкой втулки невозможно обеспечить заполнение профиля. Дорно-вание с большим натягом более эффективно при высоте профиля, незначительно превышающей уровень микронеровностей профиля.
С целью изучения влияния натяга дорнования на за- полнение профиля исследованию подвергались образцы, имеющие профиль в виде винтовых канавок. Сборка осуществлялась пластическим деформированием, при этом натяг изменялся, как и в предыдущем опыте, в пределах 0,05-г0,2 мм. После сборки образцы разрезались. Качественный анализ заполнения профиля выполнялся методами оптической и растровой электронной микроскопии с помощью микроскопов МИМ-8 и РЭМ-1004 при увеличении от 300 до 3000 раз.
Для исследования процесса заполнения профиля в зависимости от величины натяга в процессе дорнования был разработан размерный ряд образцов, конструкция и материал которых соответствует описанным в разделе 3.1.
Размерный ряд образцов (таблица 4) делится на четыре основные группы по глубине винтовых канавок профиля и толщине сечения дорнуемои втулки. Глубина впадин изменялась, шаг винтовой линии оставался постоянным для всех образцов в партии и равным 18 мм, диаметр сопряжения изменялся в зависимости от толщины сечения охватываемого элемента и требуемого технологического натяга сборки. Длина сопряжения для всех образцов составляла 50 мм, радиус индентора 2,7 8 мм. Геометрические параметры соединений исследуемых в описываемом эксперименте представлены в таблице 4.
Диаметр дорна оставался постоянным, равным 26,6 мм. Степень заполнения профиля оценивалась методом графической сетки, с размером ячеек 0,005 х 0,005 мм. Результаты замеров представлены в таблице 5.
Результаты замеров площадей впадин для определения коэффициента заполнения профиля. По результатам исследования построена зависимость влияния относительного натяга на коэффициент заполнения профиля (рисунок 3.5). Эксперимент подтвердил предположение, что при глубине профиля до 0,25 мм и относительном натяге (0,34-1,1)% можно считать заполнение профиля полным. З . 3 Исследование влияния геометрических параметров профиля на прочность ПНС.
Прочность ПНС обеспечивается контактной жесткостью сопрягаемых деталей, которая зависит от конструкторских и технологических факторов. Способность сопротивляться относительному смещению сопрягаемых деталей в значительной мере зависит от площади опорной поверхности, являющейся интегральной характеристикой, которая, в свою очередь, зависит от физико-механических свойств материала, микро- и макрорельефа поверхностей и сил, возникающих в сопряжении. Существующие технологические методы, с одной стороны, направлены на увеличение площади опорной поверхности путем уменьшения параметров микрорельефа поверхностей и отклонений формы (макрорельефа) , с другой стороны, при значительном отличии пластических свойств материалов сопрягаемых деталей, путем увеличения параметров микрорельефа поверхностей и отклонений формы.
В рассматриваемой конструкции ПНС, состоящей деталей со значительным отличием физико-механических свойств (сталь - бронза), увеличение площади опорной поверхности достигается созданием профиля в виде системы винтовых впадин на сопрягаемой поверхности охватываемой детали с последующим дорнованием отверстия бронзовой втулки. Основными геометрическими характеристиками предлагаемого вида профиля являются высота профиля и шаг его винтовых впадин.
Методикой исследования прочности неподвижных соединений предусматривалось исследование влияния геометрических параметров профиля и технологических параметров сборки НС на прочностные характеристики : усилие распрессовки (осевое и окружное ).
Исследование влияния параметров формирования профиля (глубина накатывания, шаг винтовой линии) на усилие распрессовки проводилось на винтовом механическом прессе модели ДМЗО, оснащённой специальной технологической оснасткой. Изменение усилия в процессе распрессовки регистрировалось на графопостроителе в масштабе по оси Y (усилие распрессовки) 1 х 100 мм, по оси X (относительное смещение деталей) - 1 х 50 мм.
Профиль соединения представлял собой систему винтовых эквидистантных или пересекающихся канавок. Для проведения эксперимента был спроектирован и изготовлен шариковый накатник, эскиз которого приведен на рисунке 3.7. Накатник имеет хвостовик прямоугольного сечения, который устанавливается в резцедержатель станка. С целью увеличения производительности в конструкции предусмотрено три симметрично расположенных индентора (шарики радиусом 2,7 8 мм).
В результате вращательного движения заготовки и поступательного движения инструмента на внутренней поверхности детали формируется профиль в виде системы
Точность шага винтовых впадин определяется точностью- станка- и точностью- расположения шариков в накатнике, поэтому погрешность шага является величиной постоянной и незначительной по величине и в расчетах не учитывается.
Глубина накатанных канавок контролируется с помощью стойки с индикатором с изогнутой ножкой. Погрешность измерения индикатора 0,005 мм. Глубина впадин измерялась относительно цилиндрических участков профиля.
Методикой исследования предусматривалось получение зависимостей усилия распрессовки от шага винтовой линии профиля и от глубины профиля. Указанные характеристики позволяют определить оптимальную область усилия распрессовки при фиксированной глубине впадин и оптимальную область усилия распрессовки при фиксированном шаге винтовых канавок. Однако, это не означает, что найдены действительно оптимальные параметры профиля,
Методика расчета параметров профиля
В предлагаемой работе рассматриваются два вида частично регулярного рельефа: в виде системы эквидистантных и пересекающихся винтовых впадин. Выбор параметров поверхностей сопряжения ПНС и вида их рельефа необходимо назначать с учетом условий функционирования соединения, а именно действующих на соединение осевых сдвигающих и (или) крутящих сил, направление их действия, необходимость реверса и т.д. Часто проектируемый узел должен удовлетворять не одному, а нескольким показателям.
Предварительно рекомендуется принимать рельеф вида I, как более технологичный. В случаях, когда соединение передает значительные крутящие моменты, а также для реверсивных механизмов или применение рельефа вида I не обеспечивает требуемой прочности, рекомендуется рельеф вида II, обеспечивающий работу соединения без относительного перемещения втулки и обоймы.
Решение задачи технологического обеспечения прочности целесообразно осуществлять с помощью ЭВМ. Как показывают исследования российских и зарубежных ученных [19, 38, 63, 71], автоматизация составления технологии с помощью ЭВМ имеет ряд преимуществ: сокращение техно логической подготовки производства и затрат на обслуживающий персонал; повышение достоверности результатов расчета и улучшение качества выпускаемой продукции; большая эффективность технологических карт и расширение возможностей информации и документации; возможность установления единых стандартизованных норм времени.
Возможная структурная схема решения задачи технолога для условий уже существующего производства показана на рисунке 4.1. Основу задания на проектирование технологического процесса составляют сведения о детали, которые при неавтоматизированном проектировании задаются в виде чертежа соединения и технических требований к нему. Эта информация заложена в блоке 1. На основе анализа технических условий, заданных конструктором (блок 1), и учитывая имеющееся технологическое оснащение предприятия (блок 2) : сведения о парке металлообрабатывающего оборудования на предприятии, технических характеристиках станков, режущем, вспомогательном и измерительном инструментах, станочных приспособлениях, заготовительном производстве, всех необходимых руководящих и нормативных материалов, осуществляется предварительное определение вида рельефа, число заходов винтовых впадин (блок 3) , рассчитываются технологические ограничения по шагу и глубине впадин. Данный этап решения можно производить с помощью ЭВМ при наличии соответствующих уравнений. Наряду с указанными уравнениями выбирается область факторного пространства, внутри которой адекватно описывается поверхность отклика (уравнение 3.12). Окончательный выбор типа рельефа, расчет егогеометрических параметров и режимов обработки (блок 4) ведется в соответствии с теоретическими зависимостями, которые характеризуют количественную сторону взаимосвязи между данными эксплуатационными свойствами, физико-механическими свойствами материалов контактирующих деталей, параметрами профиля. Названные зависимости представлены во второй главе.
Таким образом, определяются геометрические параметры профиля, допустимые пределы их изменения, лимитирующие надежность работы узла и машины в целом, а также определяются режимы его формообразования.
В блоке 4 осуществляется расчет геометрических параметров профиля, обеспечивающих требуемые эксплуатационные свойства в допустимых пределах их изменения, т.е. подбираются значения аргумента, удовлетворяющей заданной функции, после чего рассчитывают режимы обработки.
Технологическими режимами формирования профиля являются: натяг накатывания NH мм, продольная подача S мм/об, число оборотов заготовки л об/мин, скорость накатывания V м/мин, сила накатывания Р Н, эффективная мощность N9 кВт.
Натяг накатывания определяется требуемой глубиной впадин и меньше последнего на величину упругого восстановления деформируемого материала после прохождения накатника.
Величина подачи инструмента равна шагу винтовых впадин профиля.
При проведении экспериментальной части работы
