Введение к работе
^
Актуальность темы. Маложёсткие цилиндрические детали типа валов, осей, штанг широко используют в сельскохозяйственной, горнорудной, текстильной и бытовой іехнике. Одной из проблем, возникающих при изготовлении таких деталей, является искажение их прямолинейной геометрической формы. Искривления маложёстких изделий возникают на всех этапах технологического процесса: после механической и химико-термической обработки, поверхностного пластического деформирования, финишных операций, а иногда при хранении и сборке изделий. Традиционным способом восстановления геометрической формы искривлённых деталей является правка. Однако в некоторых случаях распространённые способы правки, например, правка изгибом или растяжением, не дают должного результата. Известные способы правки обеспечивают временный эффект либо приводят к повреждению поверхности, что недопустимо при восстановлении прямолинейности готовых деталей.
Для правки маложестких изделий целесообразен отход от традиционных схем обработки. В качестве перспективного направления можно рассматривать правку стесненным сжатием как эффективный способ, в значительной степени лишённый вышеуказанных недостатков. Для практической реализации нового способа правки возникла необходимость углублённого изучения этого процесса.
Цель работы. Разработка технологии правки маложестких деталей гапа валов стесненным сжатием и определение параметров процесса, обеспечивающих прямолинейность гладких изделий.
Научная новизна. На основе теории малых упругопластических деформаций и метода конечных элементов создана математическая модель процесса правки стесненным сжатием, позволяющая определять напряженно-деформированное состояние изделий как в процессе иагружения, так и в результате разгрузки.
Установлены закономерности напряжённо-деформированного состояния выправленных деталей в зависимости от физико-механических свойств материала, геометрических и силовых параметров процесса правки.
>'<»1>НАЛЬНЛЯ і
ЬИбЛИОТЕКЛ !
з I. ^J|
Определены значения осевого напряжения сжатия, обеспечивающие выправление маложестких деталей и снижение остаточных напряжений.
Практическая ценность. Разработана технология правки маложестких цилиндрических деталей, основанная на стесненном сжатии. Предложенный способ позволяет править готовые детали без повреждения их поверхности и существенно снижать исходные остаточные напряжения.
Для реализации предложенного способа правки разработаны конструкции правильной машины и автоматизированного устройства, позволяющего контролировать и сортировать маложесткие де гали типа валов и осей.
В результате экспериментальных исследований установлены параметры технологического процесса правки, обеспечивающие необходимую точность, прямолинейность и геометрическую сгабильносіь цилиндрических деталей.
Методы исследования. Для достижения поставленной цели в теоретических исследованиях использованы основные положения технологии правки изгибом и растяжением, программный пакет MSC.visualNastran, основанный на методе конечных элементов и позволяющий рассчитывать напряжения и деформации в линейной и нелинейной постановк?. В экспериментальных исследованиях опыты проведены на моделях и натурных изделиях с использованием специальных и стандартных измерительных устройств и вычислительной техники.
Реализация результатов работы. По результатам научных исследований разработана новая технология изготовления и ремонта длинномерных деталей типа ось конвейера. Результаты работы предложено использоваїь на предприятии ООО «Нью-Леп-Ойл» для правки оси транспортера. Ожидаемый экономический эффект от внедрения разработанных рекомендаций по повой технологии правки составляеі 157 тыс. руб. в год.
Апробация работы. Основные положения работы доложены и обсуждены на международных, всероссийских, региональных, межвузовских научно-технических и практических конференциях, в том числе на межвузовской конференции «Механики XXI веку» (Братск, 2001); международной научно-практической конференции «Технические науки, технологии и экономика» (Чита, 2002); региональной научно-технической конференции «Перспективные технологии получения и обработки материалов» (Иркутск, 2004); всерос-
сийской научно-технической конференции «Непрерывные процессы обработки давлением» (Москва, 2004); ежегодных научно-практических конференциях и объединенном заседании кафедр факультета технологии и компьютеризации машиностроения Иркутского государственного технического университета.
Публикации. Результаты диссертационной работы отражены в 10 публикациях и двух патентах.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, общих выводов, библиографического списка и приложения.
Работа изложена на 137 страницах машинописного текста, включает 95 рисунков и 5 таблиц.