Лясота Оксана Михайлівна. Технологічне забезпечення виготовлення широкосмугових пофільних гвинтових заготовок

brief description

Лясота Оксана Михайлівна. Технологічне забезпечення виготовлення широкосмугових пофільних гвинтових заготовок : Дис... канд. наук: 05.02.08 - 2008.

Лясота О.М.Технологічне забезпечення виробництва широкосмугових профільних гвинтових заготовок Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.02.08 - технологія машинобудування. - Тернопільський державний технічний університет імені Івана Пулюя. - Тернопіль, 2008.
Робота присвячена питанням підвищення ефективності формоутворення широкосмугових профільних гвинтових заготовок шляхом розроблення раціональних технологічних процесів і методики автоматизованого проектування оснащення для їх виготовлення. Запропоновано класифікацію гвинтових заготовок. Розроблено математичний опис геометрії РКГП. Розроблено технологічний процес виготовлення широкосмугових профільних гвинтових заготовок з дослідженням енергосилових параметрів. Встановлено аналітичні залежності з визначення параметрів інструментів для формоутворення таких заготовок. Досліджено процес формоутворення широкосмугових профільних гвинтових заготовок.
Отримані результати, які пройшли експериментальну перевірку та промислову апробацію, дали змогу запровадити нові конструкції технологічного устаткування та спорядження, технологічні схеми та методи їх розрахунку, що розширило техніко-експлуатаційні можливості запропонованих ресурсоощадних процесів.

1. У дисертації наведено теоретичне узагальнення та нове вирішення науково-практичної задачі, що виявляється в розробленні науково-практичних рекомендацій для проектування технологічних процесів виготовлення ШПГЗ на основі ресурсоощадних технологій за рахунок удосконалення математичних і створення комп’ютерних моделей гвинтових заготовок, моделювання й дослідження зв’язків між технологічними процесами та конструктивно-технологічними характеристиками цих заготовок, розроблення й реалізації багатоваріантної структури технологічних процесів виготовлення ШПГЗ різної складності та широкої номенклатури та типорозмірів, що дозволяє розширити технологічні можливості процесу виготовлення ШПГЗ і, в результаті, забезпечує зменшення матеріальних вкладень у виробництво, спрощення адаптації виробництва до можливостей комп’ютерних технологій, розширення номенклатури й діапазону геометричних параметрів ШПГЗ, а також зменшення матеріаломісткості та працемісткості технологічних процесів виготовлення ШПГЗ.
2. Вперше розроблено та реалізовано багатоваріантну структуру технологічних процесів виготовлення навивних та гофрованих гвинтових заготовок різної складності, широкої номенклатури та типорозмірів, які характеризуються мінімальним внутрішнім радіусом виткаr[0;500]; відношенням висоти витка до його товщини (питомою висотою) від 5 од., кутом нахилу гвинтової лінії в межах 4 - 85, коефіцієнтом кроку витка 0,1 - 0,75 од., коефіцієнтом технологічної складності виготовлення 0,1 - 0,65, коефіцієнтом використання матеріалу 75 - 95 %. Рівень технологічності за матеріаломісткісткістю та відносна стійкість профілю ГЗ, порівняно з штампозварними заготовками, складає відповідно 0,25 - 1,0 і 1,0 - 3,8.
3. Вперше математично змодельовано опис нових типів широкосмугових профільних гвинтових заготовок з рівновісним контуром та виведено аналітичні залежності для визначення геометричних параметрів ШПГЗ на основі урахування конструктивно-технологічних факторів їх формоутворення, виражених у функціональних параметрах кривих розкрою, кінематики формоутворення витків і калібрування на крок. Це дало можливість здійснювати керування конструктивними параметрами ШПГЗ, розробити методику їх проектування, а також визначити раціональними режими формоутворення таких заготовок.
4. Вперше на основі запропонованої математичної та створеної комп’ютерної моделі ШПГЗ змодельовано зв’язки між розглянутими технологічними процесами та конструктивно-технологічними характеристиками заготовок, завдяки чому проведено порівняльний аналіз технологічних маршрутів, оцінку стану та перспектив їх вдосконалення, конкретизовано межі їх раціонального використання, що забезпечило можливість адекватного вибору раціональних технічних рішень і дозволило зменшити витрати виробництва в 1,1-1,8 рази.
5. Виведено уточнені залежності для розрахунку енергосилових параметрів виготовлення ШПГЗ, у яких враховано широкий ряд конструктивних параметрів інструменту та особливості його налагодження, на основі чого сформульовано комплекс заходів, що дозволили знизити момент навивання стрічкових заготовок на 8 - 12 %. З метою стабілізації параметрів навивних заготовок обґрунтовано необхідність забезпечення зусилля попереднього радіального підтиску величиною не менше 500Н. За результатами експериментальних досліджень зусиль калібрування на крок проміжних спіралеподібних заготовок доведено перспективність використання ШПГЗ для виготовлення пружних елементів з нелінійними характеристиками (максимальне розходження між результатами теоретичних викладок і експериментів не перевищує 21 %).
6. Розроблено метод кодування різнопрофільних гвинтових заготовок, що дозволило усунути фактор суб’єктивності та розширити дослідницькі можливості проектантів під час вдосконалення та пошуку нових технічних рішень, а також синтезувати перспективні технологічні маршрути та конструкції технологічного спорядження для їх реалізації. Технічна новизна технологічного спорядження захищена 4 деклараційними патентами України на винаходи.
7. Удосконалено методику розрахунку технологічного спорядження на основі урахування конструктивно-технологічних показників формоутворення ШПГЗ дозволила конкретизувати значення необхідних параметрів у бік зменшення габаритних розмірів, а також матеріаломісткості конструкцій до 26 %. Визначено, що для технології дискретного навивання інструментом з перпендикулярними осями інструменту та оправи для спряження 40Н7/f7 ролика з віссю та зусилля згинання стрічки=1400 Н, величини загального діаметра, довжиниLролика та діаметраторцевого спряження ролика з опорою відповідно дорівнюють 120 мм, 51,5 мм, 72,6 мм. Для інструментів з паралельним розміщенням осей інструменту та оправи ізне більше 800 Н, зусиллями радіального350 Н та осьового150 Н підтисків =196 мм,L= 43,2 мм.
8. Створено алгоритмічно-програмне забезпечення в системі T-FLEX CAD 3D для автоматизованого проектування технологічних процесів виготовлення ШПГЗ, яке передбачає вибір та синтез схем формоутворення та технологічних маршрутів, проектування заготовок, розрахунок режимів їх формоутворення та проектування технологічного спорядження для їх виробництва, що дозволило скоротити терміни проектування близько на 16 %, а працемісткість проектних робіт на 25 %. Завдяки використанню розрахунково-аналітичних методів здешевлено вартість виготовлення ШПГЗ на 15%. Технічна новизна розробок для виготовлення ШПГЗ захищена чотирма деклараційними патентами України. Результати досліджень впроваджено на ВАТ Ковельсільмаш” з річним економічним ефектом 11400 грн. та в навчальний процес.