Введение к работе
Актуальность темы. Характерной особенностью современного
состояния технологии машиностроения является неуклонное повышение качества выпускаемой продукции. Важная роль в обеспечении эксплуатационных показателей машин и механизмов принадлежит сборочным операциям. При этом большую группу соединений составляют прессовые соединения и прецизионные соединения с зазором, от качества которых зависят функциональные параметры узлов. Вместе с тем, получившие распространение традиционные методы сборки этих соединений не всегда удовлетворяют все возрастающим требованиям к качеству узлов.
Перспективным направлением совершенствования традиционных процессов сборки является введение ультразвуковых колебаний в зону контакта поверхностей деталей, когда наряду с основными движениями, предусмотренными технологической схемой сборки, деталям дополнительно сообщаются колебания ультразвуковой частоты. Использование физико-технологических особенностей ультразвука и сопутствующих эффектов открывает качественно новые возможности в организации и проведении процессов сборки, улучшении функциональных параметров соединений.
Вместе с тем, работы, посвященные применению ультразвука при сборке прессовых и прецизионных соединений с зазором, носят, по существу, поисковый характер и касаются лишь отдельных сторон вопроса. Поэтому выявление закономерностей воздействия ультразвука на основные физико-технологические показатели процесса сборки и разработка на их основе новых способов технологического обеспечения требуемых функциональных параметров соединений непосредственно в процессе сборки с целью повышения ее качества является важной научной задачей.
Цель работы. Повышение качества сборки прессовых и прецизионных соединений с зазором путем применения ультразвука на базе теоретических и экспериментальных исследований физического механизма процесса и его технологических показателей.
Методы исследований. Для достижения поставленной цели в работе реализована методология системного подхода к изучению процесса сборки прессовых соединений и прецизионных соединений с зазором, формирования качества и функциональных показателей узлов. Использованы основные теоретические положения технологии машиностроения, теории контактного взаимодействия твердых тел, теории теплопроводности. Экспериментальные исследования проводились на основе разработанных оригинальных методик и стандартных испытаний с широким использованием м е тмодедипсжантШГЩЕ^^дайской и к и . 06-
БИБЛИОТЄКА.
работка и анализ экспериментальных данных проводились с использованием ПЭВМ.
Достоверность исследований, а также эффективность практических рекомендаций подтверждены результатами опытно-промышленной проверки и внедрения в производство новой технологии сборки, оборудования и устройств.
Научная новизна. Выявлен механизм воздействия ультразвука на функциональные показатели соединений, в том числе на прочность и контактную жесткость.
Установлены закономерности воздействия ультразвука на механические свойства материалов и формирование контактных связей в соединении.
Выявлены основные факторы, способствующие повышению качества прессовых и прецизионных соединений с зазором.
Установлено, что образование равновесной шероховатости непосредственно в процессе сборки обеспечивает повышение точности и контактной жесткости соединений.
Установлена возможность существенного повышения прочности соединений за счет формирования в зоне контакта мостиков схватывания между поверхностями в сопряжении и увеличения фактической площади контакта.
Практическая ценность. На основании выполненных теоретических и экспериментальных исследований реализован комплекс конструк-торско-технологических решений, направленных на дальнейшее повышение качества сборки прессовых и прецизионных соединений с зазором путем применения ультразвуковых колебаний.
На основании проведенных исследований и их внедрения разработаны научно обоснованные рекомендации по назначению режимов сборки и параметров ультразвуковых колебаний, что позволяет управлять состоянием поверхностей сопряжения непосредственно в процессе сборки с целью повышения эксплуатационных показателей соединений. Основные положения, выносимые на защиту: о общие и частные методики моделирования элементов ультразвуковой сборки, позволяющие научно обоснованно подойти к выявлению механизма воздействия ультразвука на основные параметры процесса; о выявленные теоретическими и экспериментальными исследованиями основные факторы, повышающие качество соединений; о установленные закономерности повышения прочности прессовых соединений за счет образования мостиков схватывания;
о методика интенсификации процесса изнашивания и улучшение качества прецизионных соединений за счет образования равновесной шероховатости в процессе сборки; о разработанное оборудование и методы обеспечения функциональных параметров качества соединений на основе технологии, сочетающей сборку и приработку поверхностей. Апробация работы. Основные положения и результаты работы доложены и обсуждены на четырех международных научно-технических конференциях: «Высокие технологии в машиностроении» (г. Самара, 2002 г.), «Актуальные проблемы конструкторско-технологического обеспечения машиностроительного производства» (г. Волгоград, 2003 г.), «Контактная жесткость, износостойкость, технологическое обеспечение» (г. Брянск, 2003 г.), «Актуальные проблемы надежности технологических, энергетических и транспортных машин» (г. Самара, 2003 г.).
В полном объеме диссертация заслушана и одобрена на объединенном заседании кафедр «Технология машиностроения», «Автоматизация технологических процессов в машиностроении», «Автоматизированные станочные комплексы», «Инструментальные системы автоматизированного производства».
Публикации. Основное содержание работы отражено в семи публикациях.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех разделов и общих выводов и приложения, изложенных на 151 станицах машинописного текста, содержит 52 рисунка, 10 таблиц, библиографический список, включающий 154 наименования.
Похожие диссертации на Повышение качества сборки прессовых и прецизионных соединений с зазором путем применения ультразвуковых колебаний
