Введение к работе
і-
'" Актуальность работы. Для успешного решения загдч экономиче-t^8Wf{) развития страны необходимо соверданствовакие трудоемких. производственных процессов, у когорта низкий уровень механизации и автоматизации, велики затраты ручного трути и материалов. К таким процессам относятся сборочные, трудоемкость которых в среднем по машиностроению СССР составляет 30# от трудоемкости изготовления изделий и занимает второе место после механической обработки. Проблема повышения &ф$ективкости сборочного производства в настоящее время является одной из ваяюяшгос для промышленности.
Одним из радикальних путай решения проблемы совершенствования сборочного производства явля&тся более широкое применение операций холодной объемной штамповка (ХОШ) при обра&овании неразъемных соединений деталей. Изготовление соединений холодным объемным деформированием металла обеспечивает снижение трудоемкости и высокое качество изделий, экономию как инструкционных, так и сопутствувдюс металлообработке материалов - припоев, клеев и др. Наиболее разработана научная база процессов образования холодный деформированием металлических холодносварных нахлесгочных и стыковых соединений, для которых созданы промышленные технологии и оборудование. Однако в изделиях машиностроения имеются угловые и-тавровые соединения металлических деталей, а также соединения металла со стеклопластиком, существующие технологии сборки которых трудоемки и имеют ряд других недостатков. Способы изготовления таких соединений холодным объемным деформированием практически не изучены как в теоретическом, так и в экспериментальном планах, вследствие чего они не наши доланого применения в производстве. В связи с этим комплексное исследование и создание новых объективных способов, разработка научно обоснованных методик расчета параметров и проектирования технологических процессов получения методами ХОШ соединений деталей из металлических материалов и стеклопастиков являются актуальными.
Работа выполнялась в соответствии о Координационным планом НИР вузов по проблеме "Холодная t-ьемная штамповка металлов", приказ,,. J6 1342 от 08.12,1980 г., рядом региональных и отраслевых научно-технических программ,-
Цель -работы - разработка новых способов, научно обоснованных методик расчета параметров и проектирования щшесссв изготовления неразъемных соединений деталей из металлических материалов и стеклопластиков холодной объемноь штамповкой, создание и внедре-
' I
кие не этой основе технологий получения тавровых и угловых соединений металлических деталей, нахлесгочных соединений металла со стеклопластиком, обеспечивающие уменъиение трудоемкости, ма-тві.лаловмкооиі и улучыеви<~ качества изделий машиностроения.
Методы исследования. При разработке классификации процессов ХОШ использована методология системных исследоь .лей. Теоретически анализ процессов выполнен методами теории упругости и пластичности. Экспериментальные математические модели процессов получены в результате проаеденая кногофакторных экспериментов о использованием дисперсионного и регрессиокного анализов. При реализации si. ,периментов применяли метода деформирования слоистых моделей, фрактографии поверхности соединяемых деталей, твердости, сеток, гензомегрг-ювания» макро - и микроанализа.
Достоверность полученных результатов обеспечена пр.,~гензнием методов математической статистики при обработке експериментальних данных, оценкой адекватности разработанных расчетных моделей реалы; та процессам. Подтверякена внедрением результатов исследований в производство.
Научная новизна работы заклотаэтоя в создашг' новых способов образования холодной объемной штамповкой тавровых и угловых соединений метал..лесі хх деталей, соединений металлической полой де- . тали со стйклопластиковш стержнем, разработке научно обоснованных методам расчета параметров и проектирования технологий получения гуединений методами ХОШ, основанных на результат х теоретических и экспериментальных ^следований, включапдах:
принципы систематизации и классификацию процессов образования неразъемных соединений деталей холодной о "ьемноі. штамповкой, позволяющие провести морфологический анализ процесоов изготог^е- ' .дія соединений методами ХШ ло конструктивным и технологическим признакам соединений, на основе которых предложены новые способы получения соединений, обеспечивающие высокое качество изделий и -Р^СЕпрящие номенклатуру изготавливаемых методами ХОШ соединений;
установленные закономерности процессов формирования методами ХСШ соединений металла \.л стеклопластиком, тавровых соединена металлических, црут*"* и пластины, тавре. ..их и угловых соединений металлических пластин, позволившие выявить консї. уктивные параметры соединений и параметры технологии их образование, опре-делящиа качество получашш. соединений, сформулировать граничные у»ловпя для анализа напряженного состояния в очаге деформации mm получении соединений; '
полученные на основе теоретических анализов силового реяи-т зависимости деформирупцего усилия процессов образования соеда-їєний металла оо стеклопдяотикда, тавровых и угловівс соединений металлических,деталей от параметров процессов изготовления соединений и механических свойств соединяемых материалов;
расчетные модели, описнващЕо влияние на несущую способность при растяжении соединений металла со стеклопластиком, тавровых соединения металлических деталей технологических параметров процессов их образования и механических свойств материала соединяемых деталей, позволяидиэ прогнозировать прочностные свойства соединений на стадии проектирования технологии их получения;
разработанную на основе теоретического анализа процесса осадка толстостенной полой заготовки уточненную методику опреде--ления коэффициента контактного трения по результата** холодной осадки кольцевых образцов, учитыващую упрочнение деформируемого материала;
рекомендации по рациональному использованию антифрикциои-них свойств новых смазочных материалов на основе водных растворов фосфатов в операциях ХСШ и по проектированию технологий ХОШ ряда исследованных в работе марок низколегированных сталей, титановых, циркониевого и медных сплавов, алгминиевнх заготовок, полученных бесслитковыми методами, спеченных порошковых заготовок. '
Новизна разработок подтверждена 3 авторскими свидетельствами Практическая ценность и реализация работы. На основе предложенных способов,- методик расчета и установленных закономерностей процессов образования соединений, результатов исследований эффективности смазочных материалов* и параметров деформированшс металлов и сплавов в операциях ХОШ разработаны и внедрены на ряде предприятий электротехнической промышленности и экер-этического строительства технологии получения методами ХШ типовых соединений: узлов крепления полимерных вяектроизоляторов на базе стек-лопластиковшс стержней, биметаллических медноали шиевых контак- . тннх ножей ксмшюкгно-распределительках устройств электроустановок, биметаллических выводов трансформаторов, узлов соединений электротехнических шин в токопроводядах системах. Вкедренте новых технологий обеспечило снижение трудоемкости сборки m 2О-30Й, экономию: материалов, благоприятные условия для механизации и автоматизации сборочных работ, высокое качество соединений, позволило создать ряд изделий новой техники с повшеннши :.зхюшо-эко~
комическими показателями. Разработанные рекомендации и методики расчета параметров процессов получения металлических соединений внедрены в практику в отраслевом институте ШШЭСО при проектировании специализированных машин для холодной сварки тавровых и угловых соед: тений. Предложенные конструкции узлов соединений металла со стеклопластиком и технология их изготовления открывают широкие возможности для эффективного использования одаоосно армированных композиционных стержней в изделиях машиностроения.
Результаты исследований L тифрикционной эффективности смазочных материалов при холодком объемном деформировании позволили разработать рациональную технологию нанесения на поверхность деформируемого металла смазочных составов на основе водных растворов фосфатов, применение которых повышает технический уровень и мобильность технологий ХСШ при производстве деталей и соединений, благодаря челу эти составы рекомендованы к широкому внедрению. Результаты исследований параметров холодного объемного деформирования металлов и сплавов использованы также при создании малоотходных технологий ХШ отдел* них деталей из медных и циркониевого а. .двов, алкшниевых заготовок, полученных бесслитковыми методами.
Фактический экономический эффект от внедрения результатов работы составил 531 тыс.руб., а озшдаемый - более 3 млн.руб. Материалы диссертации используются в учебном процаосе - курса.* лекций і лабораторных работах в ЛГТУ,
Апробация работы. Результаты работы доложены и обсуждены на Всесоюзных научно-тех..лчеохих конференциях по обработке метал*-лов давление: в Москве - 1975 т., Роотове-на-Дону - 1976 г., Que. .з -' 1978 г., Киеве- 1985 г.; реопубликанских и региональных в Ижевске -. 1983 г., Ташкенте - 1984 г., Кра, дояроке - 1985 г», Пензе - 1988 г., 12 семинара в ЛДЯТП в 1971 - 1989 гг.,-семинарах в Щ1 в 1982 и 1984 гг., национальной научно- техническое конференции в 1984 г. в г.Стара-Загора (Болгария), на отраслевом семинаре в ДСБГО "Прогресс" (Ленинград, 1984 г.). Работа в полном объеме обоуждена и одобрена на кафедре "Машины в технология ОВД* ЛГУ ч кафедре МТ6 МГТУ им.Н. Э.Баумана в 1991 г.
Публикации. Мать^яадн диссертации шубликованн в 60 печат
ных работах, в ton числе в 2 брошюрах, 3 книгах и а авторских
свидетельствах. Из них оуа книга издана в ГДР, одні. - і>ак в
(""СР, гак и в Болгарии, 8 отатей опубликовано а научно-техни
ческих журналах ГДР, Румыг-и, Болгарии и ОТА..
Стр:уктгра и объем диссертанта. Диссертация, состоит из введе-яя, 6 разделов, основных выводов, списка литературы из 296 наи-шований и прилояения, содержит 282 стр.машинописного текста, .'62 рисунка и 27 таблиц.