Прогрессивные технологии в обучении и производстве (стр. 9 )

Таблица 1. Результаты статистической оценки законов распределений

Глубина резания, мкм	Объем выборки	Критерий Колмогорова
Гамма	Вейбулл	Логарифмически нормальное
λ	P(λ)	λ	P(λ)	λ	P(λ)
0 ÷ 2	44	0,39	1,0	0,275	1,00	0,399	1,00
2÷4	82	0,641	0,81	0,495	0,97	0,818	0,52
4÷6	92	0,433	0,99	0,281	1,00	0,860	0,45
6÷8	102	0,400	1,00	0,406	1,00	0,687	0,73
8÷10	82	0,692	0,72	0,627	0,83	0,902	0,39
10÷12	55	0,482	0,97	0,569	0,90	0,838	0,48
12÷14	48	0,365	1,00	0,216	1,00	0,685	0,74
14÷16	36	0,333	1,00	0,250	1,00	0,538	0,93
16÷20	88	0,508	0,96	0,568	0,90	0,731	0,66

Установлено, что константы распределения зависят от глубины резания-скалывания. Выведены функциональные зависимости между этими величинами.

УДК 621.787.4

ПОВЫШЕНИЕ СТАБИЛЬНОСТИ ПРОЦЕССА ОБРАБОТКИ
ПОВЕРХНОСТНЫМ ПЛАСТИЧЕСКИМ ДЕФОРМИРОВАНИЕМ
РАСКАТНИКОМ ЦЕНТРОБЕЖНОГО ДЕЙСТВИЯ

Ольштынский С. Н.

Волгоградский государственный технический университет

Тел.: (84, e-mail: *****@***ru

Эксплуатационные свойства и несущая способность деталей машин в значительной степени определяется состоянием их поверхностного слоя. Качество поверхностного слоя формируется на финишных операциях, одной из которых является поверхностное пластическое деформирование (ППД) роликами.

При разработке новых инструментов для ППД приоритетным является выбор его конструктивных параметров, обеспечивающих заданное качество и производительность, которая выше традиционных финишных методов обработки, таких как выглаживание, хонингование и суперфиниширование в 1.5 – 2 раза [1].

Исследования особенностей работы инструментов и обобщение научного и производственного опыта показывает, что в условиях серийного и массового производства наиболее производительными и надежными в эксплуатации являются роликовые накатники и раскатники. В таких инструментах деформирующие элементы расположены в гнездах сепаратора равномерно по обрабатываемой цилиндрической поверхности детали и контактируют с опорным конусом, через который передается усилие деформирования [2].

В процессе проведения экспериментальных исследований, при раскатывании труб диаметром 160 мм опытным образцом центробежного раскатника [3], на отдельных участках обработки наблюдалась вибрация, что свидетельствует о существовании динамических составляющих сил, действующих на промежуточный опорный каток и деформирующий ролик. Это может быть вызвано неточностью изготовления деталей в пределах отклонений от номинальных размеров, осевых составляющих создаваемого усилия деформирования, действующих на ползуны, в корпусах которых установлены подшипниковые опоры промежуточных катков, а так же случайные неучтенные факторы. Поскольку обнаруженные вибрации не могут не сказываться на стабильности процесса раскатывания, а следовательно снижают качество обработанной поверхности, представляется целесообразным рассмотрение совокупности сил, действующих в инерционном узле и приложенных к опорному катку и ползунам, в корпусе которого расположены их подшипники.

На рис. 1 показана принципиальная конструктивная схема усовершенствованного узла установки ползуна в радиальном пазе корпуса раскатника с действующими силами, где показан опорный каток 1, установленный в ползуне 2 на игольчатом подшипнике 3 и пружина 4, установленная в гнезде корпуса центробежного раскатника.

Взаимодействие ползунов инерционных узлов с корпусом инструмента осуществляется через контакт с поверхностью пазов.

Рис. 1. Конструктивная схема усовершенствованного узла

При этом действуют нормальные силы Pn1 и Pn2. При изменении радиальных размеров в пределах допуска обрабатываемой трубы или при наличии дебалансных составляющих самого раскатника, либо от действия случайных факторов, ползуны вместе с опорными катками могут смещаться в радиальных пазах, при этом возникают касательные составляющие Тк1 и Тк2.

Поскольку центробежный раскатник не имеет жесткого базирования деформирующих роликов и опорных катков, то за счет различных систематических и случайных факторов, суммарное усилие деформирования непостоянно.

Если погрешность углового положения осей опорных катков равна Daк, то значение неуравновешенной составляющей силы DРaк, приходящейся на один опорный каток будет:

(1)

где принято, что Рn1 = Pn2, Тк1 = Тк2, Тк = Рn × f, f – коэффициент трения.

Значение усилий Рn1 и Pn2 можно вычислить из уравнений статики равновесия сил, приложенных к ролику и ползунам

(2)

Полагая, что суммарное неуравновешенное усилие деформирования, как замыкающее звено угловой размерной цепи, равно в предельном случае сумме составляющих звеньев этой цепи, получим

(3)

Вычисленное значение усилия DRс, действующего на корпус, можно перенести в центр раскатника, приложив к нему дополнительно крутящий моментDМс. Для уменьшения остаточного неуравновешенного усилия DRс, которое действует через контакт со стенками пазов на раскатник и на опорный каток, можно применить дополнительный элемент конструкции – компенсирующую пружину 4. Конструктивные параметры пружины необходимо расчитывать таким образом, чтобы ее силовая характеристика сжатия уравновесила составляющие Pn1 и Pn2. Необходимое усилие, создаваемое пружиной 4 можно вычислить по формуле:

(4)

Из вышесказанного можно сделать вывод, что предложенная усовершенствованная конструкция узла установки опорных катков в корпусе центробежного раскатника позволяет уменьшить действие неуравновешенных сил, а следовательно повысить стабильность процесса раскатывания и качество обработанной поверхности.

Список литературы

1. Шнейдер финишной обработки давлением: Справочник. – СПб.: Политехник, 1998.

2. , , Никифоров глубоких отверстий центробежным раскатыванием // Инструмент Сибири. – 2000. – N6 (9). – С. 21–23

3. Патент РФ № 000. Инструмент для обработки тел вращения методом пластического деформирования / , , – Опубл. в Б. И., 2003, № 35

УДК 681.2.002

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЕЙСТВИТЕЛЬНОГО ПЯТНА КОНТАКТА
В ЗУБЧАТОЙ ПАРЕ

,

Камышинский технологический институт (филиал) ВолгГТУ

Цилиндрические зубчатые передачи имеют большое распространение в различных приводах машин. От качества их изготовления и сборки зависит долговечность и надежность передач, в которых они применяются. Основным параметром, существенно влияющим на выносливость рабочих поверхностей зубьев являются контактные напряжения между рабочими поверхностями зубьев. При расчетах зубчатого прямозубого зацепления контактные напряжения рассчитывают по их наибольшим значениям на основе использования формулы Герца, которая справедлива при контактировании двух произвольных цилиндров расположенных параллельных друг другу (рис.1)

(1)

где σс – наибольшее контактное напряжение сжатия; р- удельная контактная нагрузка; Е - модуль упругости материала поверхностных слоев соприкасающихся тел; ρ – приведенный радиус кривизны соприкасаемых рабочих поверхностей (1 /ρ =1 /ρ1 + 1 /ρ2), ρ1, ρ2 – радиусы кривизны контактируемых тел соответственно.

Рис. 1

При параллельном расположении осей валов радиусы кривизны определяются по формуле:

(2)

где r – радиус делительной окружности, a – радиус основной окружности (см. рис. 2)

Отрезок МВ производящей прямой есть радиус кривизны эвольвенты в точке М.

Однако за счет погрешностей имеющих место при изготовлении и сборке возникает перекос осей валов, на которых установлены зубчатые колеса. Это приводит к тому, что полосовой первоначальный контакт между поверхностями зубьев при перекосе поверхностей зубьев преобразуется в эллипсный контакт. Геометрические параметры этого контакта могут быть определены на основе формул применяющихся в расчетах при упругом деформировании двух тел двояковыпуклой кривизны. На рис.3 показана схема контакта двух зубьев повернутых друг относительно друга на углы γ1 и γ2. Значения этих углов могут быть определены на основании выявления и решения разменных угловых цепей сборочного узла цилиндрического зубчатого соединения. Методика выявления и решения этих размерных цепей приведена в [1] и показана на рис. 3. В сечениях А-А и Б-Б образуются кривые, имеющие эквивалентные радиусы R12, R22.

Рис. 2. Схема для определения радиусов кривизны при непараллельности осей.	Рис. 3. Сечение А – А

Алгоритм расчета радиусов кривизны при перекосе валов.

Рассмотрим сечение А – А (рис. 3):

На рисунке 3 R11 и R21 – радиусы окружностей, проходящих через три заданные точки (на рис. 2 т. 1, 2, 3). Определяются по формулам:

(3)

γ1 и γ2 – углы перекосов соответственно первого и второго колес. R1 и R2 определены выше.

Рассмотрим сечение Б – Б:

Рис. 4. Сечение Б – Б

При построении сечения предполагалось, что при перекосе валов, рассматривая сечение Б – Б радиус второй эквивалентной окружности будет стремиться к бесконечности, следовательно, эквивалентная окружность преобразуется в прямую.

На рисунке 4 R22 – радиус эквивалентной окружности в точке касания зубчатых колес при перекосе валов. Алгоритм определения данного радиуса приведен ниже:

h – ширина зубчатого венца.	(4)
	(5)
	(6)

Согласно методике определения геометрических параметров контакта при деформировании тел двояковыпуклой кривизны [2] полуоси эллипсного контакта определяются по следующему алгоритму:

	(7)
Е1, Е2 – модули упругости материалов зубчатых колес, μ1, μ2 – коэффициенты Пуассона	(8)
	(9)
a и b – наименьшая и наибольшая полуоси эллипса соответственно.	(10)
где α, β выбираются в зависимости от значения θ по рис.5, град;
Рис. 5

Зная геометрические параметры пятна контакта, можно определить максимальное давление, действующее в точке контакта:

(9)

УДК 681.2.002

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ДЛЯ РАСЧЕТА ПРИВОДА УСТРОЙСТВА

НАНЕСЕНИЯ РЕГУЛЯРНОГО ДЕКОРАТИВНОГО РЕЛЬЕФА

НА ДЛИННОМЕРНЫЕ ВАЛЫ И ТОНКОСТЕННЫЕ ТРУБЫ

,

Камышинский технологический институт (филиал) ВолгГТУ

Тел: (844-, 3-43-62, E-mail: *****@***ru

Многие товары широкого потребления содержат детали, выполненные из тонкостенных труб и валов. Потребительская и эстетическая стоимость указанных изделий будет намного увеличена, если на поверхность предварительно обработанной детали с низкой шероховатостью нанести регулярный декоративный рельеф.

Рис.1. Схемы нанесения регулярного рельефа. а) накатыванием роликами расположенными между обкатниками, б) накатывание роликами обкатника; в) вибронакатыванием регулярного рельефа.

Для реализации нанесения регулярного рельефа возможно применение следующих способов: