Помощь в учёбе, очень быстро...
Работаем вместе до победы

Формообразование отверстий под резьбу вращающимся пуансоном в тонколистовых заготовках

Диссертация: Формообразование отверстий под резьбу вращающимся пуансоном в тонколистовых заготовках
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Преимущество данного метода формообразования отверстий состоит в том, что основным управляемым параметром операции является осевое усилие, обеспечивающие саморегулирование процесса. Обеспечивается постоянство геометрических размеров отбортовок отверстия при переменных входных параметрах операции, что позволяет производить формообразование отверстий в тонколистовых заготовках без деформирования… Читать ещё >

Содержание

  • 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
    • 1. 1. Формообразование отверстий в тонколистовых заготовках
    • 1. 2. Формообразование отверстий с отбортовками вращающимся пуансоном
  • Цель и задачи исследования
  • 2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ОТВЕРСТИЙ С ОТБОРТОВКАМИ ВРАЩАЮЩИМСЯ ПУАНСОНОМ В ТОНКОЛИСТОВЫХ ЗАГОТОВКАХ
    • 2. 1. Методика определения параметров процесса
    • 2. 2. Технологические параметры процесса формообразования отверстий с отбортовками
    • 2. 3. Методика определения тепловой мощности источника теплоты, коэффициента трения и затрачиваемой механической мощности на процесс
    • 2. 4. Экспериментальное математическое моделирование взаимосвязей параметров операции
      • 2. 4. 1. Выбор математической модели, независимых переменных и результаты эксперимента
      • 2. 4. 2. Определение коэффициентов регрессии, их значений и адекватности модели
  • Выводы
  • 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ОТВЕРСТИЙ С
  • ОТБОРТОВКАМИ ВРАЩАЮЩИМСЯ ПУАНСОНОМ
    • 3. 1. Взаимосвязь между геометрическими размерами отбортовок отверстий
    • 3. 2. Использование программного комплекса АШУ
    • 3. 3. Исходные данные для моделирования формообразования отверстий с отбортовками
    • 3. 4. Моделирование формообразования отверстий с отбортовками
  • Выводы
  • 4. ПРОЧНОСТЬ РЕЗЬБОВОГО СОЕДИНЕНИЯ НА СРЕЗ
    • 4. 1. Длина свинчивания и прочность резьбового соединения на срез
    • 4. 2. Сравнение расчётного и экспериментального значения прочности резьбового соединения на срез и исследование микротвёрдости материала заготовки в зоне нарезания резьбы
  • Выводы. Ю
  • 5. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРИМЕНЕНИЮ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ОТВЕРСТИЙ С ОТБОРТОВКАМИ ВРАЩАЮЩИМСЯ ПУАНСОНОМ ДЛЯ НАРЕЗАНИЯ РЕЗЬБЫ В ТОНКОЛИСТОВЫХ ЗАГОТОВКАХ
    • 5. 1. Оборудование и инструмент
    • 5. 2. Точность размеров отверстий сформированных вращающимся пуансоном в листовых заготовках
    • 5. 3. Определение параметров операции формообразования отверстии
  • Выводы
  • ОБЩИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И
  • ВЫВОДЫ

Формообразование отверстий под резьбу вращающимся пуансоном в тонколистовых заготовках (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

В настоящее время в России определены пять приоритетных направлений экономики: энергоэффективность и ресурсосбережение, ядерные технологии, космические технологии, технологии в области медицины, а также стратегические компьютерные технологии и программное обеспечение. К машиностроению относится направление энергоэффективности и ресурсосбережения, так как продукция машиностроения широко используется во всех отраслях экономики. Поэтому любые работы по экономии энерго и ресурсозатрат являются актуальными.

В машиностроении достаточно широко применяются изделия из листовых заготовок (кожухи, кузова, крышки, ёмкости, задвижки и др.), которые предусматривают резьбовое крепление к ним различных комплектующих деталей. Формообразование отверстий под резьбу в таких заготовках имеет ряд сложностей. Основной проблемой является обеспечение прочности резьбовых соединений. Параметрами, определяющими прочность резьбового соединения, являются диаметр и шаг резьбы, соотношение механических характеристик материала болта и гайки, длина свинчивания. При недостаточной длине свинчивания происходит разрушение резьбового соединения. Для увеличения длины свинчивания в тонколистовых заготовках применяется гибка листов, приварка втулок, предварительная пробивка отверстий и другие методы. Однако существующие способы не обладают достаточной технологичностью. Применительно к тонколистовым заготовкам наиболее рационально применение способа формообразования отверстий методом пластического деформирования. Это позволяет исключить применение дополнительных элементов для увеличения длины свинчивания.

Известны способы [36, 71 и др.] формообразования отверстий с отбортовками для нарезания резьбы в листовых заготовках вращающимся пуансоном. Способы связаны с локальным нагревом заготовок за счёт сил трения и последующего пластического деформирования металла. В зарубежной практике эти способы нашли применение [70−75]. Однако эти опубликованные в отечественной литературе материалы зарубежных фирм носят в основном рекламный характер. Способ формообразования отверстий с отбортовками в тонколистовых заготовках вращающимся пуансоном не нашёл должного применения в отечественной практике, что можно объяснить недостаточным количеством проведённых исследований. Вследствие этого отсутствуют методики, которые позволяли бы разрабатывать технологию формообразования отверстий с отбортовками в тонколистовых заготовках вращающимся пуансоном. Особенно актуальна эта проблема для отверстий, получаемых в тонколистовых заготовках толщиной 2,0 мм и менее, где длина свинчивания существенно влияет на прочность резьбового соединения.

В настоящей работе с применением разработанных математических моделей и экспериментальных результатов исследований, в том числе с использованием программного комплекса АШУБ, исследован механизм формообразования отверстий с отбортовками, а также влияние режимов процесса на их геометрические размеры и длину свинчивания, обеспечивающие получение надёжного резьбового соединения в тонколистовых заготовках толщиной 2,0−0,8 мм. Предложена методика разработки технологии формообразования отверстий с отбортовками в тонколистовых заготовках вращающимся пуансоном и спроектирована производственная установка для их изготовления. Установка защищена патентом на полезную модель. Разработанная технология успешно прошла апробацию на производстве.

ОБЩИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ.

1. Разработанная математическая модель взаимосвязей основных технологических параметров операции показывает, что геометрические параметры отбортовок отверстия не зависят от режимных параметров процесса (осевая сила и частота вращения), а определяются толщиной заготовки и диаметром инструмента.

2. Разработана методика аналитического определения коэффициента трения между инструментом и заготовкой. Установлен диапазон его изменения (f=0,3.0,75), определяемый режимными параметрами процесса (осевой силой Рос и частотой вращения пуансона п), и геометрическими параметрами инструмента, что в свою очередь позволяет определить механическую мощность, затрачиваемую на процесс, который может быть реализован, как в производственных, так и в монтажных условиях.

3. На основе программного комплекса ANS YS смоделирован процесс формообразования отверстий с отбортовками. Показано, что образование верхней и нижней отбортовки происходит за счёт течения металла в зависимости от толщины заготовки. При толщине заготовки 0,8 мм верхняя отбортовка не образуется.

4. Экспериментально установлено, что фактическая прочность резьбового соединения больше расчётной, что связано с упрочнением материала заготовки в зоне формообразования отверстия. Коэффициент упрочнения для проведённых исследований составил от 1,2 — 1,63 в зависимости от входных параметров операции.

5. Проведена модернизация вертикально-сверлильного станка, позволяющая производить обработку отверстия в тонколистовых заготовках с заданной осевой силой (Патент на полезную модель № 2 011 150 567. Приоритет 12.12.2011 г.).

6. Разработана методика выбора параметров операции формообразования отверстий с отбортовками под резьбу в тонколистовых заготовках толщиной.

0,8−2,0 мм вращающимся пуансоном с применением вертикально-сверлильных станков со свободным рычажным перемещением пуансона при заданных нагрузках. Методика формообразования отверстий с отбортовками в тонколистовых заготовках вращающимся пуансоном внедрена на ООО «ЧТЗ-УралТрак» г. Челябинск.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

В настоящей работе с применением экспериментальной установки (Патент на полезную модель № 2 011 150 567 Приоритет 12.12.2011 г.), разработанной математической модели и численного моделирования с применением программного комплекса АШУБ исследован процесс пластического деформирования металла, результаты которого позволяют осуществлять операции по формообразованию отверстий с отбортовками под последующее нарезание резьбы в тонколистовых заготовках толщиной 0,8 — 2,0 мм. Разработан алгоритм выбора параметров операции.

Преимущество данного метода формообразования отверстий состоит в том, что основным управляемым параметром операции является осевое усилие, обеспечивающие саморегулирование процесса. Обеспечивается постоянство геометрических размеров отбортовок отверстия при переменных входных параметрах операции, что позволяет производить формообразование отверстий в тонколистовых заготовках без деформирования последних. Метод обладает простотой и универсальностью по сравнению с существующими. Обеспечивает высокую производительность и безотходность, не требует применения специального оборудования, позволяет применять станки малой мощности с ручной подачей инструмента, оборудованные рычажной системой, обеспечивающей протекание процесса под заданным осевым усилием. Данный метод позволяет также образовывать отверстия в труднодоступных местах и монтажных условиях с помощью ручного инструмента, что значительно расширяет область применения.

Показать весь текст

Список литературы

  1. , Ю.А. Отбортовка с утонением стенки / Ю. А. Аверкиев, Б. В. Башков // Кузнечно-штамповочное производство, 1976. — № 9. — С. 21.
  2. , A.B. Технологические процессы пластического деформирования / A.B. Алифанов, Л. В. Захаревич // АН БССР. Физ. Техн. ин-т.
  3. Минск: Наука и техника, 1989. 207 с.
  4. , В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: в 3 т. / под ред. И. Н. Жестковой. 8-е изд., перераб. и доп. — М.: Машиностроение, 2001. — Т. 1. -920 с.
  5. , Г. Э. Теория пластичности: учебное пособие для вузов по специальности «Обработка металлов давлением». М.: Металлургия, 1987. -352 с.
  6. , Н.С. Численные методы. Решение задач и упражнения / Н. С. Бахвалов, A.A. Корнев, Е. В. Чижонков. М.: Дрофа, 2009 г. — 400 с.
  7. , Н.И. Приложение методов упругости и пластичности к решению инженерных задач: учебное пособие для вузов / Н. И. Безухов. М.:
  8. Машиностроение, 1974. 200 с.
  9. , Н.И. Приложение методов теории упругости и пластичности крешению инженерных задач: учебное пособие для втузов / Н. И. Безухов, О. В. Лужин. М.: Высшая школа, 1976. — 205 с.
  10. , Я.З. Холодная формовка отверстий под резьбу / Я. З. Валеев // Кузнечно-штамповочное производство, 1965. № 5. — С. 35−37.
  11. , С.А. Комбинированная глубокая вытяжка листовых материалов / С. А. Валиев. М.: Машиностроение, 1974. — 136 с.
  12. , С.И. Получение отбортованных отверстий в листовых деталях —: / С. И. Вдовин // Кузнечно-штамповочное производство, 1969. № 6. — С. 16.
  13. , В.И. Мощность при сварке трением сварных конструкций / В. И. Виль // Сварочное производство. 1959. — № 10. — С. 12−15.
  14. , В.И. Сварка металлов трением / В. И. Виль. Л.:
  15. Машиностроение, 1970. 181 с.
  16. , Б .Я. Отбортовка отверстий в листовых заготовках термофрикционным методом / Б .Я. Газизов, О. П. Саприн // Кузнечно-штамповочноепроизводство, 1980. -№ 1. С. 18−21.
  17. , М.П. Сборка резьбовых соединений / М. П. Гельфонд, Е. И. Цепленюк, А. И. Кузнецов. -М.: Машиностроение, 1978. 100 с.
  18. , О. Введение в теорию пластичности / О. Гофман- пер. с анг.
  19. , Н.П. Теория обработки металлов давлением / Н. П. Громов.
  20. М.: Металлургия, 1978. 360 с.
  21. , А.П. Трение и смазка при обработке металлов давлением / А.П.
  22. , Ю.В. Зильберг, В.Т.Тилак. М.: Металлургия, 1982. — 310 с.
  23. , В.И. Определение параметров отбортовки и длины свинчивания при изготовлении отверстий вращающимся пуансоном в тонколистовом металле / В. И. Гузеев, П. В. Шаламов, С. Е. Радийчук // Сборка в машиностроении, приборостроении. 2010, -№ 2. — С. 25−29.
  24. , У. Теория пластичности для инженеров / У. Джоунс- пер. с анг. А. Г. Овчинникова. М.: Машиностроение, 1979. — 567 с.
  25. , О.В. Совершенствование технологии обработки тонкостенных деталей методом пластического сверления / О. В. Золотов Электронный ресурс., дис.. канд. техн. наук: 05.02.08.-М.: РГБ, 2007. 162 с.
  26. М.Н. Детали машин: учебник для ВУЗов / М. Н. Иванов. М.:
  27. Высшпя школа, 1984. 336 с.
  28. , Г. Б. Детали машин: учебник для студентовмашиностроительных специальностей вузов / Г. Б. Иосилевич. М.:
  29. Машиностроение, 1988. 368 с.
  30. , Н.П. Численные методы. / Н. П. Калиткин. С. Петербург:1. Изд-во БХВ, 2011.-592 с.
  31. Каплун, А.Б. ANSYS в руках инженера: практическое руководство /
  32. А.Б. Каплун, Е. М. Морозов, М. А. Ольферьева. М.: Едиториал УРСС, 2003. -272 с.
  33. , JI.M. Основы теории пластичности Текст.: учебное пособие для ун-тов / JI.M. Качанов. М.: Наука, 1969. — 420 с.
  34. , Д. Механика пластических сред / Д. Коларов- пер. с болг. В. А. Джупанова. / под ред. Г. С. Шапиро. М.: Мир, 1979. — 302 с.
  35. , X. Справочник по физике / X. Кулинт- пер. с нем. М.: Миф, 1982−520 с.
  36. И.В., Виноградова Н. Э. Коэффициенты трения / И. В. Крагельский, И.Э. Виноградова- под ред. И. В. Крагельского. М.:
  37. Машиностроение, 1980, 324 с.
  38. , Н.М. Трение в условиях пластического контакта / Н. М. Михин.-М.: Наука, 1968. 104 с.
  39. , E.H. Технология штамповки крупногабаритных деталей / E.H. Мошнин. -М.: Машиностроение, 1973. 153 с.
  40. , H.A. Исследование режимов мернофрикционной формовки / И. А. Норицин, В. Я. Газизов // Кузнечно-штамповочное производство, 1976. № 9.-С. 12−15.
  41. Общетехнический справочник: / под ред. Е. А. Скороходова. М.:
  42. Машиностроение, 1982. 416 с.
  43. Отбортовка патрубков на трубах, корпусах и листовых заготовках / Технология, организация производства и управления. Обзор. — Москва, 1. ЦнииТмаш, 1980. 32 с.
  44. Официальный сайт фирмы ANSYS Inc. Электронный ресурс. Режимдоступа: http://www.ansvs.msk.ru, свободный.
  45. , И.В. Вычислительная математика / И. В. Пантина, A.B.
  46. Синчуков. М.: Либроком, 2011. — 176 с.
  47. , В.К. Определение усилия отбортовки / В. К. Парахин // кузнечно-штамповочное производство, 1985. № 7. — С. 14−21.
  48. Прагер, А.И. A.c. 392 530 МКИ В 23В51 102. Инструменты длявыполнения отверстий в литых деталях.
  49. Прагер, А.И. A.c. 53в339 МКИ, F16B25/00. Самоформирующий исамокрутящий винт.
  50. Прагер, А.И. A.c. 637 178, МКИ В 21Д19/00. Способ отбортовки.
  51. , А.И. Получение отбортованных отверстий в листовых деталях / А. И. Прагер // Кузнечно-штамповочное производство, 1989. № 11. — С. 28−30.
  52. , Е.А. Распределение напряжений и деформаций при отбортовке круглых отверстий / Е. А. Попов // В кн. машины и технологии обработкидавлением. -М.: Машгиз, 1955. С. 39−92.
  53. , Д.Н. Детали машин: учебник для студентов машиностроительных и механических специальностей вузов / Д. Н. Решетов. 4-е изд., перераб. и доп. — М.: Машиностроение, 1989. — 496 с.
  54. , A.M. Механика пластического деформирования в процессе резания и деформирующего протягивания / A.M. Розенберг, O.A. Розенберг // А. НУ ССР, институт сверхтвердых материалов. Киев.: Наук, думка, 1990. -С. 320
  55. , В.П. Справочник по холодной штамповке. 6-е изд., перераб. и доп. / В. П. Романовский. — Л.: Машиностроение, Ленинградскоеотделение, 1979. 520 с.
  56. , H.H. Нагрев и охлаждение стержней при стыковой сваркетрением / H.H. Рыкалин, А. И. Пугин, А. И. Васильева // Сварочное производство, 1959.-№ 10.-С. 15−18.
  57. H.H. Расчёт тепловых процессов при сварке / H.H. Рыкалин.1. М.: Машгиз, 1951,-206 с.
  58. Сварка в машиностроении: справочник: в 4 т. / под ред. H.A.
  59. Ольшанского. -М.: Машиностроение, 1975. Т. 1. — 502 с.
  60. Справочник технолога машиностроителя: в 2 т. / под ред. А. Н. Малова.
  61. М.: Машиностроение, 1972. Т.2. — 568 с.
  62. Справочник по математике для научных работников и инженеров / Г. Корн, Т. Корн- пер. с анг. / под ред. И. Г. Арамановича. М.: Наука, 1968. — 552 с.
  63. Л.Г. Расчеты процессов обработки металлов давлением.
  64. М.: Машиностроение, 1979. 213 с.
  65. , М.В. Теория обработки металлов давлением / М.В.
  66. , Е.А. Попов. М.: Машиностроение, 1977. — 423 с.
  67. Таблицы физических величин. Справочник: / под. ред. Кикошина. -М.:атомизд., 1971.-1012 с.
  68. Теория сварочных процессов: учебник для вузов / под ред. В.В.
  69. Фролова. -М.: Высш. шк., 1988. 559 с.
  70. , В.А. Отбортовка отверстий под резьбу без предварительной пробивки / В. А. Тимощенко // Кузнечно-штамповочное производство, 1966. № 2. — С. 46−49.
  71. , Э. Механика пластических деформаций при обработке металлов / Э. Томсен, Ч. Янг, Ш. Кобаяши. М.: Машиностроение, 1968. — 504 с.
  72. , Е.П. Инженерные методы расчета условий при обработке металлов давлением / Е. П. Ункстов. М.: Машгиз, 1955. — 280 с.
  73. Установка для формообразования отверстий с отбортовками в тонколистовых заготовках. Патент на полезную модель № 2 011 150 567 Приоритет 12.12.2011 г. / В. И. Гузеев, П. В. Шаламов // ФГБОУ ВПО «ЮУрГУ» (НИУ).
  74. , В.В. Формообразование узлов крепления в тонкостенных деталях методом пластического сверления / В. В. Хоменко Электронный ресурс., дис.. канд. техн. наук: 05.03.01. М.: РГБ, 2005. — 128 с.
  75. , К.К. Сварка, резка и пайка металлов / К. К. Хренов. М.:
  76. Машиностроение, 1970. 405 с.
  77. , С.И. Сварка трением заготовок режущего инструмента / А. И. Христофоров // Сварочное производство, 1965. № 5. — С. 15−18.
  78. , П.В. Формирование отверстий вращающимся пуансоном в листовой заготовке / П. В. Шаламов // Вестник ЮУрГУ. Серия «Машиностроение». -2011.-Вып. 18.-№ 31 (248).-С. 81−84.
  79. В.Г. Математическое моделирование при резании металлов: учебное пособие / В. Г. Шаламов. Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2007. — 53 с.
  80. , Ю.Н. Численные методы / Ю. Н. Шахов, Е. И. Деза М.:1. Либроком, 2010.-248 с.
  81. Buchsen imblench: Flieblochbohren aut NC-Maschinen/ Tikal Franz,
  82. Gutheil Peter, Scherm Woltgung// Fertigung/ 1993 — 21, № 6. — P. 48−50.
  83. Flies loshhformen-ein Xerfah ren zur Spanlosen Erreugung Von Lochern inmetallishen Werkstoffen. «Aluminium» (BRA). — 1979, 55. — № 3. — 234 c.
  84. Foratura senza asportazione di truciolo// Utensil/ 1996/ - 18. № 5−6. P. 48.
  85. FormDrill Электронный ресурс. / Unimex-FormDrill, 2006http://formdrill.com/english/formdrill.htm.
  86. Puntu speciale // Riv. Mecc. 1994/ - 45, № 1055. — P. 149.
  87. Verbindungs buchsen durch neuartige FlieBbohrtechnik. «Metallhandwerh + Techn.», 1980, 82, № 3.
Заполнить форму текущей работой

Пора сдавать?