Повышение эффективности изготовления оболочек Технологическими методами

Образование и науки | Эта статья также находится в списках: , , , , , , , , , , , , , , , , , , , | Постоянная ссылка

МАЛЬЦЕВ АНАТОЛИЙ ЮРЬЕВИЧ

повышение эффективности изготовления оболочек Технологическими методами

Специальности: 05.02.08. «Технология машиностроения»

05.02.09. «Технологии и машины обработки давлением»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Орел – 2010

Работа выполнена на кафедре «Технология машиностроения и конструкторско-технологическая информатика» ГОУ ВПО «Орловский государственный технический университет»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Киричек Андрей Викторович;

Научный консультант: доктор технических наук

Мотренко Петр Данилович;

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Соловьев Дмитрий Львович

доктор технических наук, профессор

Радченко Сергей Юрьевич

Ведущая организация: Воронежский механический заводфилиал ФГУП «ГКНПЦ им. М. В. Хруничева»

Защита состоится «17» декабря 2010 г. в _14_ часов на заседании диссертационного совета Д 212.182.06 при ГОУ ВПО «Орловский государственный технический университет».

по адресу 302020, г. Орел, Наугорское шоссе, 29, аудитория 212.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Орловский государственный технический университет»

Автореферат разослан ”17“ ноября 2010 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212.182.06 Ю. В. Василенко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Значительная часть деталей в машиностроении имеет форму оболочки. Оболочковые детали, обеспечивая высокую прочность и плотность компоновки, находят широкое применение в самых разных отраслях промышленности: машино – и приборостроении, нефтегазовой промышленности, производстве товаров народного потребления, самолето – и ракетостроении, космических и военно-промышленных разработках. В автомобильной промышленности примером оболочки является корпус фильтра автомобильного двигателя. Оболочковая конструкция детали, обеспечивая высокую прочность и плотность компоновки подкапотного пространства автомобиля, находит широкое применение в самых различных конструкциях двигателей.

Одновременно с увеличением количества тонкостенных конструкций повышаются и технологические требования, предъявляемые к ним: точность формы и взаимного расположения поверхностей, точность размеров, шероховатость обработанной поверхности. Выполнение этих требований в ряде случаев вызывает трудности, связанные с низкой жесткостью оболочковых деталей, которые необходимо решать.

Производство изделий с высоким качеством поверхности и точными размерами с помощью механической обработки характеризуется высокой трудоемкостью и низким коэффициентом использования материала. Значительную роль в решении задачи повышения эффективности производства и качества изготавливаемых изделий отводится методам деформирующей обработки, позволяющим обеспечить малоотходное формоизменение металла вместо механической обработки резанием. Одним из таких методов является обкатывание оболочек роликами (ротационная вытяжка).

Большой вклад в разработку теории и практики обкатывания оболочек роликами внесли научные школы г. Тулы, Орла, Воронежа, Москвы. Исследованиям процесса посвящены работы ученых М. А. Гредитора, В. А. Голенкова, Н. И. Могильного, С. Ю. Радченко, В. И. Трегубовова, Л. Г. Юдина, С. П. Яковлева и др., а также зарубежных исследователей Б. Авитцура, С. Кобаяши, С. О. Колпакчиоглу, Э. Томасетта, С. Н. Уэллса, Ч. Янга и др.

Однако существующие рекомендации основаны в основном на эмпирических данных и отсутствуют рекомендации по выбору режимов обработки, что вызывает трудности при переходе производства на новые типоразмеры изделий, а так же препятствует стабильности обеспечения качества выпускаемой продукции.

Дальнейшее совершенствование технологии обкатывания оболочек роликами и расширение области ее применения сдерживается недостаточной изученностью процесса. Исследованиями А. Ю. Албагачиева, А. П. Бабичева, М. А. Балтер, С. В. Баринова, В. Ф. Безъязычного, В. М. Браславского, М. С. Дрозда, А. А. Ершова, А. В. Киричека, Ю. Р. Копылова, В. А. Лебедева, М. М. Матлина, А. А. Михайлова, П. Д. Мотренко, Л. Г. Одинцова, Н. В. Олейника, Д. Д. Папшева, В. В. Петросова, Э. В. Рыжова, В. И. Серебрякова, А. Г. Суслова, Ю. И. Сидякина, В. М. Смелянского, Д. Л. Соловьева, Г. В. Степанова, М. А. Тамаркина, В. П. Федорова, Л. А. Хворостухина, П. А. Чепы, О. М. Щеброва, Д. Л. Юдина и др. установлена высокая эффективность применения поверхностного деформирования для повышения эксплуатационных характеристик деталей машин. Для получения результата необходимо исследование силовых факторов процесса, которые зависят от площади контакта инструмента и заготовки и величины контактных давлений в пятне контакта. На силы и давление в пятне контакта оказывает большое влияние изменение условий трения между инструментом и заготовкой.

Одним из возможных путей изменения условий трения между инструментом и заготовкой является нанесение на его рабочие поверхности фторированных ПАВ из растворов эпиламов. Изучением процесса эпиламирования, влияния тонкопленочного покрытия на работоспособность узлов трения занимались О. Г. Андреева, И. Б. Ганцевич, И. И. Гарбар, Е. А. Звягина, И. С. Напреев, В. Л. Потеха, Н. А. Романова, Н. А. Рябинин, А. В. Рогачев, Е. В.Сапгир, М. Ф. Селеменев, Л. В. Тимофеева, М. И. Харченко, Г. И.Фукс и др. Существует ряд исследований по эффективности эпиламирования различного режущего инструмента (резцы, сверла, метчики, концевые фрезы, ножовочные полотна и т. д.). Однако, отсутствуют исследования по применению эпиламированного инструмента для обработки пластическим деформированием с локальным очагом контакта, к которым относится и способ обкатывания оболочек роликами.

Цель работы: повышение эффективности обкатывания оболочек роликами за счет моделирования процесса, поиска рациональных технологических и конструкторско-технологических факторов и изменения условий контакта инструмента и заготовки на примере корпуса масляного фильтра.

Для достижения цели необходимо решение следующих задач:

1.  разработка классификации оболочек и корпусов автомобильных фильтров;

2.  выявление дефектов оболочки и вероятных причин их возникновения при обкатывании роликами на примере корпуса фильтра;

3.  разработка математической модели обкатывания оболочек роликами;

4.  установление взаимосвязей геометрических погрешностей обкатываемой детали с конструкторско-технологическими факторами, а так же внутренними параметрами процессами обкатывания роликами;

5.  экспериментальная проверка результатов теоретических расчетов;

6.  разработка технологических рекомендаций.

Объектом исследования является процесс обкатывания оболочек роликами.

Предметом исследования являются конструкторско-технологические, внутренние параметры процесса обкатывания оболочек роликами и геометрические параметры качества оболочек.

Методы исследования:

Теоретические исследования базировались на фундаментальных положениях соответствующих разделов технологии машиностроения, технологии обработки металлов давлением, теоретической механики, механики деформируемого твердого тела, теории вероятности и математической статистики, теории математического моделирования, метода конечных элементов.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту.

1.  Методика объемного моделирования процесса обкатывания оболочек роликами на основе МКЭ в программном комплексе DEFORM.

2.  Установлен характер влияния конструкторско-технологических факторов обкатывания оболочек роликами, трения в пятне контакта на поля напряжений, деформаций и геометрические показатели качества детали.

3.  Теоретическая зависимость изменения площади пятна контакта инструмента и заготовки в зависимости от геометрии инструмента и его расположения относительно заготовки при обкатывании оболочек роликами

4.  Технологические рекомендации по обеспечению шероховатости оболочки на протяжении всего технологического процесса.

5.  Зависимость изменения макрогеометрии поверхности оболочки от способа обработки и условий смазки в пятне контакта.

6.  Рекомендации по расчету толщины стенки оболочки при обкатывании эпиламированным инструментом.

7.  Технологические рекомендации по эпиламированию инструмента и его эксплуатации.

Научная новизна работы.

1.  Разработана конечноэлементная математическая модель, позволяющая установить характер влияния конструкторско-технологических факторов обкатывания оболочек роликами, трения в пятне контакта на поля напряжений, деформаций и геометрические показатели качества детали. Выявлены закономерности изменения внутренних параметров процесса обкатывания оболочек роликами: сил, площади контакта заготовки и обрабатывающего ролика, давления в пятне контакта инструмента и заготовки.

2.  Разработан комплекс регрессионных моделей процесса обкатывания оболочек роликами, связывающих параметры качества оболочек с технологическими режимами обработки, геометрическими параметрами инструмента и расположением относительно заготовки.

3.  Установлена закономерность изменения площади пятна контакта инструмента и заготовки в зависимости от геометрии инструмента и его расположения относительно заготовки при обкатывании оболочек роликами.

4.  Установлена целесообразность назначения технологических режимов обкатывания оболочек роликами по результатам оптимизации обобщенного параметра качества оболочки, характеризующего отклонение от круглости ее поперечного сечения и величину кольцевого заусенца. Установлена зависимость обобщенного параметра качества оболочки от давления в пятне контакта оболочки и ролика в процессе обкатывания.

5.  Установлено, что эпиламирование инструмента сопровождается изменением условий контакта ролика и оболочки, смещением области оптимальных режимов обработки, снижением коэффициента трения в 1,5 раза, снижением силовой нагруженности процесса, снижением шероховатости поверхности оболочки, обеспечивает увеличение периода стойкости инструмента в 2,1 раза.

Практическая ценность работы:

1.  Разработаны методика назначения технологических и конструкторско-технологических режимов параметров обкатывания оболочек роликами, требования к параметрам заготовки.

2.  Разработаны технологические рекомендации по обкатыванию оболочек роликами и технология обкатывания оболочек эпиламированным инструментом.

Результаты работы апробированы и внедрены на предприятии ОАО “Автоагрегат” г. Ливны Орловской обл.

Апробация работы: основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на региональной научно-практической конференции «Научный потенциал Орловщины в модернизации промышленного комплекса малых городов России» (г. Орел, 2010); на Всероссийской конференции с элементами научной школы для молодежи «Нанотехнологии в производстве авиационных газотурбинных двигателей летательных аппаратов и энергетических установок (ГТДнанотехнологии – 2010)» (г. Рыбинск, 2010); на Всероссийской научно-технической конференции «Повышение эффективности механообработки на основе моделирования физических явлений» (г. Рыбинск, 2009); на Международной научно-технической конференции «Технологические методы повышения качества продукции в машиностроении» (г. Воронеж, 2010); на ежегодных научных конференциях преподавателей и сотрудников Орловского государственного технического университета (г. Орел 2007-2010 г.);

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ, в том числе, 4 статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ для публикации результатов диссертационных исследований на соискание ученой степени кандидата технических наук, 3 патента РФ на изобретение

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов и результатов работы; выполнена на 132 страницах и содержит 35 рисунков, 18 таблиц, список литературы из 102 наименований и приложений.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность рассматриваемой в работе научно-технической задачи, сформулированы цель работы, положения, выносимые на защиту, научная новизна, методы исследования, практическая ценность, приводятся данные о публикациях, структуре и объеме диссертационной работы.

В первой главе приведена классификация существующих видов оболочек, требования, предъявляемые к ним, проведен критический анализ существующих технологических процессов изготовления оболочковых деталей, проведен анализ дефектов оболочек. Дана классификация способов обработки и оборудования для обкатывания оболочек. Анализировано влияние условий контакта инструмента и заготовки на процесс обкатывания оболочек роликами.

Изучению силовых, энергетических параметров процесса и предельных степеней деформации посвящено большое количество работ отечественных и зарубежных авторов: В. Ю. Блюменштейна, С. И. Губкина, И. А. Норицына, Е. А. Попова, В. М. Смелянского, Л. А. Шофмана, Г. Закса и других. В работах М. Хаяма, Х. Кудо установлено, что существенное влияние на параметры процесса обкатывания оказывает наплыв металла перед очагом деформации.

Анализ предлагаемых различными авторами зависимостей для определения сил обкатывания оболочек показывает, что помимо размерных характеристик инструмента, механических свойств материала, формулы содержат различные коэффициенты (к. п.д. процесса; коэффициенты, учитывающие способ обработки; неравномерность деформации; упрочнение и др.), которые изменяются в зависимости от различных параметров процесса. Определение указанных коэффициентов для конкретных условий процесса обкатывания весьма затруднительно. Неточная оценка влияния отдельных факторов, или отсутствие учёта тех или иных факторов по предлагаемым зависимостям, приводит к значительным погрешностям при расчёте сил, в результате чего их расхождения с экспериментальными данными составляют 1,5…2,0 раза.

Поэтому использование метода обкатывания при изготовлении оболочек требует комплексного подробного исследования процесса. В первую очередь необходимо исследование силовых факторов процесса, которые зависят от площади пятна контакта инструмента и заготовки и величины контактных давлений. Несмотря на большое количество работ, посвященных исследованию процесса, не уделялось достаточного внимания исследованию влияния давления в пятне контакта инструмента и заготовки на качество обрабатываемых деталей. Возможность изменения в широких пределах геометрических параметров рабочего профиля деформирующего ролика в сочетании с рациональными режимами обработки позволяет регулировать качество изделий и получать высокую размерную точность.

Во второй главе описывается методика проведения теоретических и экспериментальных исследований, применяемое оборудование и измерительные приборы. При проведении исследований использовались современные измерительные приборы и оборудование. Для измерения овальности поперечного сечения использовался кругломер КД 255, шероховатости – измерителе шероховатости TIME TR 100. Для измерения скорости вращения оправки использовался фото-строботахометр АТТ-6002. Измерение краевого угла смачивания на микроскопе типа ММИ-2, дефектоскопия поверхностей роликов на наличие характерных видов износа была проведена на инвертированном металлографическом микроскопе Axioscop 2 MAT, Carl Zeiss..

Анализ современных программных продуктов на целесообразность их применения для исследования пластической деформации при обкатывании оболочек роликами показал перспективность системы DEFORM, являющейся одним из мировых лидеров в области моделирования деформирующих процессов обработки. Обработка результатов экспериментов производилась в современных математических и статистических пакетах обработки данных.

В третьей главе разработана методика проведения вычислительного эксперимента по моделированию обкатывания оболочек роликами с помощью МКЭ в системе DEFORM, обеспечивающих корректную постановку граничных и начальных условий. Разработана модель влияния технологических и конструкторско-технологических факторов на параметры качества оболочек.

Исследование процесса производилось на разработанной объемной модели обкатывания корпуса масляного фильтра.

На рис. 1 приведена кинематическая схема процесса.

Рис. 1. Кинематическая схема обкатывания корпуса фильтра роликами

Рис. 2. Наплыв материала перед обкатными роликами:

а) – фотография; б) – результат компьютерного моделирования;

в) – совмещенное представление.

В программе “DEFORM-3D” была выбрана пластическая модель деформации материала заготовки. При моделировании заготовка принималась жестко пластичной, инструмент идеально жестким. Механические свойства материала заготовки задаются из имеющейся библиотеки программ. При определении модели процесса обкатывания оболочек роликами выбрана Лагранжева формулировка поведения материала, которая рассматривает искажение сетки совместно с деформацией материала. В связи с этим была подключена функция временного перестроения сетки. Обкатывание инструмента по заготовке происходит с заданием коэффициента трения в зависимости от имитации условий обработки. Результаты экспериментальной проверки расчетов по модели показали высокую степень совпадения. Проверка производилась по основному критерию – формированию наплыва обрабатываемого материала перед роликом (рис. 2), расхождение результатов вычислительного эксперимента с натурными данными, проведенными в ряде ключевых точек, составило не более 10 % .

В четвертой главе рассматривается процесс обкатывания и формирования геометрических параметров качества оболочки и их теоретическое описание при обработке корпусов фильтров.

МКЭ позволяет получать частные решения для каждого конкретного случая с фиксированными входными параметрами. Поэтому на следующем этапе исследования для выявления общих закономерностей разработан план эксперимента и построен комплекс описывающих взаимосвязи процесса регрессионных моделей.

Для назначения рациональных режимов обработки необходимо выявить закономерности влияния конструкторско-технологических факторов на силы, площадь пятна контакта, давление в очаге деформации, овальность поперечного сечения, величину наплыва материала перед роликом. Моделирование производилось для стали 08Ю (рис. 3). Интервалы варьирования факторов выбраны на основании результатов предварительных исследований и литературных рекомендаций и охватывают практически все встречаемые сочетания технологических параметров. Интервал варьирования факторов: подача инструмента S от 1 до 3 мм/об; главный угол в плане инструмента φ от 20 до 30 градусов; радиус при вершине ролика Rр от 2 до 6 мм; угол установки ролика α от 2 до 12 градусов. В качестве плана эксперимента выбрана полуреплика (24-1) от полного факторного эксперимента 24. Реплика задана генерирующим соотношением x4 = x1x2x3.

Т. к. условия обработки меняются по длине детали, то уравнения регрессии составлены для нескольких сечений. Примеры полученных регрессионных моделей на длине 100 мм для давления в процессе обкатывания (1), овальности поперечного сечения (2), величины наплыва материала перед роликом (3) в зависимости от конструкторско-технологических факторов:

= pL=100 = 2,6474 – 0,5966×2 – 0,2394x1x2 + 0,2146x1x3 – 0,1967x2x3; (1)

= a/bL=100 = 1,0303 – 0,0118×2 – 0,0101x1x3 + 0,0072×4; (2)

= tL=100 = 5,8900 – 0,4075×1 + 0,4725×2 – 0,2225x2x3+ 0,6300×4. (3)

При анализе математических моделей установлено, что на различные параметры качества оболочек преимущественное влияние оказывают разные наборы технологических факторов. Оптимизация режимов обработки по одному параметру качества оболочки невозможна. Поиск оптимальных условий обработки проводился для комплексных параметров качества оболочки с использованием обобщенной функции желательности Харрингтона. Натуральные значения частных откликов по формуле (4) преобразовывались в безразмерную шкалу желательности (табл. 1).


Таблица

1

Натуральные, преобразованные и обобщенные отклики

Натуральные

значения откликов

Преобразованные

значения откликов

Обобщенные значения откликов

= pL=100,

Н/м2

= a/bL=100

= tL=100,

мм

оценка

1

3,02

1,025

4,97

0,36

0,37

0,49

0,43

Уд.

2

3,07

1,059

5,42

0,34

0,02

0,39

0,09

Оч. пл.

3

2,70

1,016

7,62

0,48

0,50

0,02

0,09

Оч. пл.

4

2,99

1,059

6,68

0,37

0,02

0,11

0,05

Оч. пл.

5

1,79

1,021

5,55

0,74

0,42

0,36

0,39

Уд.

6

3,89

1,025

4,60

0,09

0,37

0,58

0,46

Уд.

7

1,88

1,021

5,92

0,72

0,42

0,27

0,34

Пл.

8

1,83

1,016

6,36

0,73

0,50

0,17

0,29

Пл.

9

2,65

1,030

5,89

0,50

0,29

0,27

0,28

Пл.

Рис. 3. Результаты эксперимента № 1

Где, P – результирующая сила, F – площадь контакта ролика и заготовки, S – подача инструмента, φ – главный угол в плане, Rр – радиус при вершине ролика, α – угол установки ролика, p – давление в процессе обкатывания, a/b – овальность, t – высота кольцевого заусенца.

Предложено несколько вариантов формул для расчета комплексных параметров качества оболочки, наиболее простым и информативным из которых оказался параметр, учитывающий овальность поперечного сечения и величину наплыва материала перед роликом (5). Обобщенная функция желательности Харрингтона для длины 100 мм приведена на рис. 4.

; (4)

; (5)

Для расчета давления в 3D системе вначале определялись силы деформирования и соответствующие им площади пятна контакта оболочки и деформирующих роликов. Получена математическая модель площади пятна контакта в зависимости от геометрических параметров инструмента и его установки относительно заготовки при обкатывании оболочки роликами (6).

Рис.4. Обобщенная функция желательности Харрингтона для L=100мм

Fk = 4,39 – 0,61 Rр2 – 4,66 α2 – 0,52·Rрα + 3,074φα – 0,7φRр. (6)

При анализе регрессионных зависимостей выявлены закономерности изменения обобщенного параметра качества оболочки в различных сечениях от технологических и конструкторско-технологических факторов. Установлена преимущественная зависимость комплексного параметра качества оболочки от давления в пятне контакта.

Разработаны технологические рекомендации по режимам обработки двумя роликами: радиус при вершине ролика Rр = 2мм, главный угол в плане φ =30°, угол наклона плоскости ролика относительно оси заготовки α = 2°, скорость V=250м/мин., подача S = 3мм/об., давление p = 80 H/мм2.

В пятой главе диссертационной работы рассмотрен процесс обкатывания оболочек эпиламированными роликами. Приведены экспериментальные исследования и показана удовлетворительная сходимость экспериментальных и расчетных значений геометрических параметров качества оболочек при обкатывании эпиламированными роликами. Исследование влияние технологии обработки на шероховатость поверхности оболочек. Даны рекомендации по проектированию технологического процесса обкатывания оболочек эпиламированными роликами.

Нанопленка эпилама, как установлено ранее, способствует длительному удержанию смазки на рабочей поверхности инструмента и снижению коэффициента трения между роликом и заготовкой до 0,06.

Расчеты по модели с измененным коэффициентом трения показали существенное снижение составляющих силы деформирования при обкатывания оболочек эпиламированными роликами (рис. 5). При использовании эпиламированного инструмента уменьшается овальность поперечного сечения и величина наплыва обрабатываемого материала перед роликом. Процесс обкатывания протекает более равномерно, появляется возможность уменьшить исходную толщину заготовки.

Установлено, что нанесение на рабочую поверхность пленки эпилама способствует: повышению стойкости инструмента более чем в 2 раза; уменьшению ширины дорожки износа в 1,5 раза; снижению площади поверхности, пораженной адгезией в 1,75 раза (рис. 6). Сопоставление расчетных значений овальности поперечного сечения, высоты кольцевого заусенца с данными натурного эксперимента показано на рис. 7.

Использование технологии обкатывания оболочек эпиламированным инструментом позволяет:

получить значительный экономический эффект, благодаря экономии металла, изменению толщины стенки заготовки и уменьшению высоты торцевой части детали и шероховатости обработанной поверхности;

увеличить период стойкости инструмента;

повысить скорость обкатывания оболочек роликами при рациональных конструкторско-технологических параметрах;

повысить межсервисный интервал оборудования, за счет уменьшения нагрузки на оснастку и инструмент;

снизить общее количество бракованных изделий.

Рис. 5. Сравнение силы деформирования, овальности поперечного сечения и величины наплыва обрабатываемого материала при обкатывании оболочек с изменением и без изменения условий смазки

а)

б)

Рис. 6. Диаграммы сравнения площади поверхности, пораженной адгезией и периода стойкости инструмента не эпиламированного ролика и эпиламированного ролика (марка эпилама – Эфрен 2)

1 – эпиламированный ролик (Rр = 2мм, φ =30°);

2 – не эпиламированный ролик (Rр = 2мм, φ =30°).

а) – площадь поверхности, пораженной адгезией F, мм2;

б) – период стойкости инструмента Т, мин;

Рис. 7. Овальность поперечного сечения и величина кольцевого заусенца

а) – обкатывание не эпиламированными роликами (Rр = 2мм, φ =30°,

α = 2°) при V = 250 м/мин, S = 3мм/об; б) – обкатывание эпиламированными роликами (Rр = 6мм, φ =25°, α = 2°) при V = 250 м/мин, S = 3мм/об.

где, φ – главный угол в плане инструмента, Rр – радиус при вершине ролика, α – угол установки ролика, t – высота наплыва материала перед роликом, марка эпилама – Эфрен 2.

Сформулированы технологические рекомендации по обкатыванию оболочек эпиламированными роликами. Для длинноосных тонкостенных оболочек рациональными режимами обработки двумя роликами с радиусом при вершине ролика Rр = 6мм, главным углом в плане φ =25°, углом наклона плоскости ролика относительно оси заготовки α = 2°, являются скорость V=250м/мин., подача S = 3мм/об., при давлении p = 60 H/мм2.

Предложены эффективные методы технологического обеспечения шероховатости обработанной поверхности на операции финишной обработки оболочек. Производственная апробация обработки эпиламированными роликами выполнена на предприятии ОАО «Автоагрегат» (г. Ливны).

Общие выводы и результаты работы

1.  В представленной научно-квалификационной работе изложен комплекс обоснованных технических и технологических решений, позволяющих повысить эффективность обкатывания оболочек роликами.

2.  Выявлен вид связи между показателями качества детали и конструкторско-технологическими факторами на основе разработанной математической модели процесса обкатывания оболочек роликами в программной среде DEFORM 3D.

3.  Установлено, что на характер процесса и качество оболочек решающее влияние оказывает давление в пятне контакта ролика с заготовкой.

4.  Установлено, что для длинноосных тонкостенных оболочек (длинной L>0,4 и толщиной стенки H/a<1/20) рациональными режимами обработки двумя роликами с радиусом при вершине ролика Rр = 2мм, главным углом в плане φ =30°, углом наклона плоскости ролика относительно оси заготовки α = 2°, являются скорость V=250м/мин., подача S = 3мм/об.

5.  Установлено, что рациональными режимами обработки двумя эпиламированными роликами с радиусом при вершине ролика Rр = 6мм, главным углом в плане φ =25°, углом наклона плоскости ролика относительно оси заготовки α = 2°, являются скорость V=250м/мин., подача S = 3мм/об.

6.  Наиболее значимыми факторами, влияющими на овальность (a/b) детали является радиус при вершине ролика (Rр, мм) и подача (S, мм/об), на величину наплыва материала перед роликом (t, мм) – угол при вершине ролика (φ,°) и угол наклона плоскости ролика к оси заготовки (α,°).

7.  Изменение условий смазки в пятне контакта ролика и заготовки за счет удержания смазки нанопленкой эпилама на поверхности инструмента достигается снижение коэффициента трения до 0,06, уменьшение сил и давления в очаге деформации, повышение качества оболочки.

8.  За счет комплекса технологических решений достигнуто:

·  экономия металла составляет 8,3…9,1% (90…120 тыс. руб.);

·  период стойкости инструмента увеличивается в 2,1 раза;

·  общее количество бракованных изделий снижается на 11%;

·  ожидаемый эффект от внедрения новой технологии обкатывания оболочек роликами на ОАО ”Автоагрегат” составляет более 150 тыс. руб.

Основные результаты диссертации опубликованы в работах:

1.  Мальцев А. Ю. Расчет мгновенной площади пятна контакта инструмента и заготовки при ротационной вытяжке колпаков масляных фильтров [Текст] / Киричек А. В., Мальцев А. Ю. // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии. – 2010. – №1/279(592)., с. 39-41.

2.  Мальцев А. Ю. Технологическое повышение эффективности обкатывания оболочек роликами [Текст] / Киричек А. В., Мотренко П. Д., Мальцев А. Ю. // Известия ТулГУ, серия «Технические науки». – 2009. – Вып. 4, Ч. 2. – с. 154-163.

3.  Мальцев А. Ю. Совершенствование технологии изготовления корпуса масляного фильтра моделированием ротационной вытяжки [Текст] / Киричек А. В., Мальцев А. Ю., Афонин А. Н. // Известия ОрелГТУ, серия «Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии». – 2009. – №3/275(561)., с.67-69.

4.  Мальцев А. Ю. Совершенствование технологии изготовления корпуса масляного фильтра эпиламированием инструмента [Текст] / Киричек А. В., Селеменев М. Ф., Селеменев К. Ф., Мальцев А. Ю. // Известия ОрелГТУ, серия «Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии». – 2008. – №4-4/272(550)., с. 13-15.

5.  Мальцев А. Ю. Анализ методов и совершенствование технологии изготовления корпуса масляного фильтра [Текст] / Киричек А. В., Селеменев М. Ф., Звягина Е. А., Селеменев К. Ф., Мальцев А. Ю. // «Повышение эффективности механообработки на основе моделирования физических явлений»: Материалы Всероссийской научно-технической конференции, – Рыбинск: РГАТА имени П. А. Соловьева: -2009. – Ч. 2. – 204 с., с. 130-132.

6.  Мальцев А. Ю. Улучшение условий смазки эпиламированием инструмента при ротационной вытяжки колпаков масляных фильтров [Текст] / Киричек А. В., Мотренко П. Д., Мальцев А. Ю. и др. // «Научный потенциал Орловщины в модернизации промышленного комплекса малых городов России»: Сборник трудов региональной научно-практической конференции, – Орел: ОрелГТУ: 2010. – с. 63-65.

7.  Мальцев А. Ю. Повышение эффективности технологии изготовления корпуса масляного фильтра компьютерным моделированием ротационной вытяжки [Текст] / Киричек А. В., Мотренко П. Д., Мальцев А. Ю., Селеменев М. Ф. // «Технологические методы повышения качества продукции в машиностроении»: Сборник трудов междунар. научно-технической конференции,– Воронеж: ВГТУ: 2010. – с.116-119.

8.  Мальцев А. Ю. Повышение эффективности обкатывания оболочек роликами технологическими методами [Текст] / Киричек А. В., Мальцев А. Ю., Селеменев М. Ф., Осипова А. Ф. // «Нанотехнологии в производстве газотурбинных двигателей летательных аппаратов и энергетических установок (ГТД Нанотехнологии – 2010)»: Материалы Всероссийской конференции с элементами научной школы для молодежи, – Рыбинск: РГАТА имени П. А. Соловьева, 2010. – 140с., с. 76-79.

9.  Патент №2393039 Устройство для ротационного выглаживания цилиндрических оболочек. Степанов Ю. С., Киричек А. В., Мальцев А. Ю. и др.. // В21D 35/00 10.12.2008.

10.  Патент №2393040 Комбинированный способ ротационного выглаживания и иглофрезерования цилиндрических оболочек. Степанов Ю. С., Киричек А. В., Мальцев А. Ю., и др. // В21D 35/00 16.12.2008.

11.  Патент №2403115 Пружинный давильный инструмент для обкатки тонкостенных полых изделий. Степанов Ю. С., Киричек А. В., и др.. // В21D 22/16 10.11.2008.

Подписано в печать 10.11.2010

Формат 60×84/16. Бумага для множит. техники. Гарнитура Times New Roman

Печать электрографическая. Усл. печ. л. 1. Уч.-изд. л. 1,1. Тираж 200 экз.

Заказ

Отпечатано с готового оригинал-макета на полиграфической базе ОрелГТУ

302030, г. Орел, ул. Московская, 65



Архивы pandia.ru
Алфавит: АБВГДЕЗИКЛМНОПРСТУФЦЧШЭ Я

Новости и разделы


Авто
История · Термины
Бытовая техника
Климатическая · Кухонная
Бизнес и финансы
Инвестиции · Недвижимость
Все для дома и дачи
Дача, сад, огород · Интерьер · Кулинария
Дети
Беременность · Прочие материалы
Животные и растения
Компьютеры
Интернет · IP-телефония · Webmasters
Красота и здоровье
Народные рецепты
Новости и события
Общество · Политика · Финансы
Образование и науки
Право · Математика · Экономика
Техника и технологии
Авиация · Военное дело · Металлургия
Производство и промышленность
Cвязь · Машиностроение · Транспорт
Страны мира
Азия · Америка · Африка · Европа
Религия и духовные практики
Секты · Сонники
Словари и справочники
Бизнес · БСЕ · Этимологические · Языковые
Строительство и ремонт
Материалы · Ремонт · Сантехника