Введение к работе
Актуальность работы. Потребление высококачественных, высокотехнологичных метизов определяется новыми технологиями, которые внедряются в России Одна из самых динамичных отраслей в Российской экономике -строительство Сегодня в эту область экономики направляются значительные инвестиции В строительстве очень высока доля применения новых технологий, материалов и метизов, в том числе прогрессивных крепежных изделий Применение новых технологий в строительстве требует и более высокого качественного уровня метизов, который не всегда готова предложить российская промышленность Именно в строительство направлена основная доля импортных метизов Процесс конкуренции на внутреннем рынке метизов должен стимулировать производителей внедрять современные технологии изготовления новых видов изделий, модернизировать оборудование и совершенствовать технологические процессы
Крепежные изделия должны обладать высокой надежностью, расширенными функциональными и эксплуатационными свойствами В общем объеме производства крепежных изделий значительную долю занимают изделия с шурупной резьбой
Технология массового производства изделий с шурупной резьбой, наряду с большой производительностью, должна обеспечивать получение продукции высокого качества Для получения качественной резьбы, высоких функциональных свойств изделия и товарного вида необходимо добиваться стабильности технологического процесса накатки резьбы Проектирование и изготовление резьбонакатного инструмента являются самыми сложными и трудоемкими процессами, а удельный процент стоимости резьбонакатного инструмента составляет примерно 25% (для шурупов и самонарезающих винтов) в себестоимости комплекта инструмента Поэтому изучение взаимодействия металла и инструмента, совершенствование процесса накатки резьбы и технологии изготовления накатного инструмента, повышение его износостойкости является на сегодняшний день актуальной задачей
Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы является повышение износостойкости резьбонакатного инструмента за счет совершенствования процесса накатки шурупных резьб
Для реализации поставленной цели необходимо решить следующие задачи.
- разработать математическую модель и алгоритм для проведения аналитических исследований формирования профиля резьбы в зависимости от геометрических параметров резьбонакатного инструмента и условий протекания процесса накатывания шурупных резьб,
определить силовые условия процесса, а также интенсивность напряжений в профиле резьбонакатного инструмента для выявления участков, подверженных большему износу,
провести экспериментальное исследование причин выхода из строя резьбонакатного инструмента и аналитически определить износ инструмента в процессе формирования резьбы,
разработать рекомендации по совершенствованию процесса формирования шурупных резьб и мероприятия по снижению износа резьбонакатного инструмента;
- разработать комплект конструкторской документации для изготовления
резьбонакатного инструмента с измененной конфигурацией его контактной
поверхности
Научная новизна работы заключается в следующем-
на основе метода линий скольжения разработана математическая модель формирования резьбы, позволяющая учесть геометрические параметры резь-бообразующего инструмента, физико-механические свойства деформируемого металла, влияние трения и отличающаяся тем, что отражает постадийное формирование шурупной резьбы,
разработаны методики для определения усилий, действующих на профиль резьбонакатного инструмента в зависимости от стадии формирования резьбы, характера распределения давления и упрочнения деформируемого материала,
на основе экспериментальных и аналитических исследований установлена закономерность изнашивания резьбонакатного инструмента в процессе эксплуатации, позволяющая прогнозировать его износ с учетом сортаментного ряда изделий с шурупной резьбой
Практическая значимость. Предложенный алгоритм постадийного формирования позволяет на стадии проектирования инструмента определять рациональную схему заполнения профиля резьбы Разработаны рекомендации по изменению профиля резьбы инструмента с угла 90 на угол 60 Изменена конструкция заборной части инструмента, которая способствует снижению усилий на 35-40 % и увеличению стойкости инструмента на 1,77 т/шт Предложена диаграмма, позволяющая определить в производственных условиях рациональное соотношение длин заборной и калибрующей частей накатного инструмента в зависимости от сортаментного ряда изделий с шурупной резьбой
Реализация результатов работы в промышленности. На основе полученных результатов исследования усовершенствован процесс формирования резьбы на начальной стадии накатки резьбы и конструкция заборной части резьбонакатного инструмента Результаты работы внедрены в ОАО «ММК-МЕТИЗ» (г Магнитогорск) при разработке комплекта конструкторской документации на резьбонакатный инструмент, который в настоящее время успешно применяется для изготовления изделий с шурупной резьбой в условиях
5 холодно-прессового цеха №2. Кроме того, результаты работы были использованы при подготовке к изданию учебно-методических указаний «Проектирование переходов и расчет технологических параметров при производстве крепежных изделий», предназначенных для студентов специальностей 150106, 150108, 150201
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы изложены и обсуждены на ежегодных научно-технических конференциях ГОУ ВПО «МГТУ им Г.И Носова» в 2003-2005 и 2007 годах, международных научно-технических конференциях молодых специалистов, инженеров и техников ОАО «ММК» в 2003, 2005 и 2006 годах, научно-технических конференциях молодых специалистов, инженеров и техников ООО «УК «ММК-МЕТИЗ», ОАО «МММЗ», ОАО «МКЗ» в 2005-2006 годах, а также на расширенном заседании кафедры ММТ ГОУ ВПО «МГТУим Г И Носова».
Публикации. Результаты диссертационной работы отражены в 13 публикациях
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 126 наименований Работа содержит 146 страниц машинописного текста, 47 рисунков, 14 таблиц, 9 приложений.
