Введение 4
1. Анализ состояния вопроса 6
1.1 Виды и причины возникновения остаточных напряжений в
маложестких деталях 6
1.2 Основные методы и способы снижения остаточных напряжений
маложестких деталей 13
1.3 Анализ средств и методов вибрационной обработки 16
1.4 Развитие технологий вибрационной обработки 20
1.5 Методы определения остаточных напряжений 26
1.6 Цель и задачи работы 28
2. Экспериментальное исследование вибрационной обработки
маложестких валов 30
3. Модальный анализ 33
3.1 Проведение модального анализа 35
3.1.1 Задание материала 35
3.1.2 Создание объемной твердотельной модели изделия 36
3.1.3 Наложение граничных условий. Задание закреплений 37
3.1.4 Генерация конечно -элементной сетки 39
3.1.5 Выполнения расчета собственных частот 41
3.1.6 Анализ результатов расчета 42
4. Гармонический анализ 45
4.1 Методы решения уравнения 45
4.1.1 Полный метод 45
4.1.2 Сокращенный метод 46
4.1.3 Метод суперпозиции мод 46
4.2 Проведение гармонического анализа методом разложения по
собственным модам 48
4.2.1 Получение гармонической реакции методом суперпозиции мод 49
4.2.2 Анализ результатов гармонической реакции для многоступенчатого вала 60
4.2.3 Анализ результатов гармонической реакции для гладкого вала 63
Заключение 67
Список используемых источников 68
В настоящее время, в современном машиностроении огромное внимание акцентируется на способах изготовления особо ответственных маложестких деталей типа «вал». Во многих современных агрегатах и машинах имеет место использования, в своем составе таких деталей. Особенности геометрии маложестких деталей влекут за собой серьезные трудности в плане технологии изготовления на производстве. Следует отметить ряд причин:
• Образование большого количества остаточных напряжений, на этапах термических и заготовительной операциях;
• Влияние суммарных технологических напряжений на образование остаточных напряжений детали;
• Формирование пластических и упругих деформации на всех этапах механической обработки и эксплуатации деталей;
• Заниженная термоустойчивость деталей.
Влияние перечисленных причин при обработке маложестких деталей приводит к значительным поверхностным дефектам, короблению формы, погрешности геометрических параметров деталей, и, в конечном результате, к снижению эксплуатационной надежности маложестких деталей.
При анализе обработки маложестких деталей было выявлено, что для обеспечения требуемых параметров вала зачастую необходимо применение операций ручной доводки и применение дорогостоящих термических искусственно - старильных операций. Подобная практика значительно увеличивает затраты на трудоемкость и не исключает возможности брака. Поэтому повышение эффективности и совершенствование операций искусственно - старильной группы в сфере обработки маложестких деталей является важной задачей.
Повышение производительности и эффективности технологии вибрационной обработки, относящейся к группе искусственно - старильных операций способствует полному или частичному устранению пригоночных работ, улучшению надежности маложестких деталей, возможности оптимизации процессов механической обработки на дальнейших операциях. Следственно, это увеличивает их эксплуатационные свойства, а также способствует снижению трудозатрат при обработке деталей и сборки машин.
В настоящий момент в России нет промышленно выпускаемых вибраторов, специализированных для вибрационной обработке маложестких деталей. Поэтому исследования в области снижения остаточных напряжений путем виброобработки является важной и актуальной задачей.
В ходе проведения экспериментального исследования было выявлено, что наиболее оптимальными условиями закрепления для многоступенчатого и гладкого вала является схема жесткого закрепления с одного конца и упругого закрепления - с другого. В этом случае происходит наиболее равномерное распределение деформаций по всей длине вала. Однако, те технологические параметры, которые приемлемы для гладкого вала, не всегда рациональны для многоступенчатого вала. Так же, было выявлено что сила закрепления гибкой опоры при обработки многоступенчатого вала должна быть выше, чем при закреплении гладкого вала. При этом, величина закрепления для гладкого вала не должна превышать 10Н.
Результаты работы:
Спроектированы математические модели маложестких длинномерных валов.
Созданы виртуальные условия, аналогичные действующей вибрационной установки по патенту № 2355546.
Заданы параметры технологической системы для вибрационной обработки;
Проведены экспериментальные исследования по определению режимов вибрационного воздействия для гладкого и многоступенчатого вала.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
