АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 4
1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 6
1.1 Методы повышения длины свинчивания в тонколистовых заготовках.... 10
1.1.1 Увеличение длины свинчивания за счёт приваривания втулки 10
1.1.2 Увеличение длины свинчивания за счет гибки листа 10
1.1.3 Увеличение длины свинчивания за счёт приваривания гайки 11
1.1.4 Отбортовка с предварительной пробивкой отверстия 12
1.1.5 Холодная объёмная штамповка в закрытых штампах 12
1.2 Формообразование отверстий с отбортовками в тонколистовых
заготовках термическим сверлением 13
1.3 Цель и задачи ВКР; направленность работы, объект и предмет
исследований, актуальность темы ВКР 19
Выводы по разделу один 21
2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ
ОТВЕРСТИЙ В ТОНКОЛИСТОВЫХ ЗАГОТОВКАХ ВРАЩАЮЩИМСЯ ПУАНСОНОМ 23
2.1 Изготовление инструментов, описание выбираемого оборудования, технологической оснастки 23
2.1.1 Изготовление инструмента, специального приспособления, образцов
для экспериментов 23
2.1.2 Описание выбранного оборудования 28
2.2 Формообразование отверстий под резьбу в тонколистовых заготовках
вращающимся пуансоном 30
2.3 Измерение геометрических параметров получаемых отверстий 35
Обработка полученных результатов экспериментов 46
Выводы по разделу два 48
3 МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ТЕРМИЧЕСКОГО СВЕРЛЕНИЯ В
ПРОГРАММНОМ КОМПЛЕКСЕ ANSYS 50
3.1 Исходные данные 51
3.2 Моделирование формообразования отверстий с отбортовками 54
Выводы по разделу три 56
4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТОЧНОСТНЫХ И ПРОЧНОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК
ПОЛУЧЕННЫХ ОТВЕРСТИЙ С ОТБОРТОВКАМИ 57
4.1 Расчет прочности резьбового соединения на срез 57
4.2 Определение фактической прочности резьбового соединения 59
4.3 Определение параметров шероховатости 65
4.4 Определение точностных показателей операции термического
сверления 69
Выводы по разделу четыре 72
5 РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРИМЕНЕНИЮ МЕТОДА ТЕРМИЧЕСКОГО
СВЕРЛЕНИЯ НА ПРАКТИКЕ 74
ОБЩИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ 80
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 82
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 83
В машиностроительной области широко применяются изделия из тонколистовых заготовок (задвижки, кожухи, крышки, емкости, кузова, и пр.), в которых необходимо резьбовое крепление к ним различных комплектующих. Получение отверстий для дальнейшего нарезания резьбы в тонколистовых заготовках имеет ряд сложностей. Основная проблема это обеспечение прочности резьбовых соединений. Прочность резьбового соединения характеризуется следующими параметрами: шаг резьбы и ее диаметр, длина свинчивания и соотношение свойств материала гайки и болта. При недостаточной длине свинчивания происходит разрушение резьбового соединения и, как следствие, изделие приходит в негодность. В тонколистовых заготовках применяются следующие методы для увеличения длины свинчивания: приваривание втулок, гибка листов, приваривание гайки, предварительная пробивка отверстий, холодная объемная штамповка в закрытых штампах и другие. Однако существующие способы не достаточно технологичны и имеют существенные недостатки. Наиболее рационально в тонколистовых заготовках применять способ получения отверстий методом термического сверления.
Процесс формообразования отверстий с отбортовками [16, 30] для нарезания резьбы в листовых заготовках вращающимся пуансоном связан с локальным нагревом заготовок за счёт сил трения и последующего пластического деформирования металла и образование буртика. Технология термического сверления имеет неоспоримые преимущества перед другими методами:
- создается прочная втулка глубиной до 3 величин толщины материала, которая имеет высокую прочность на разрыв и высокий крутящий момент;
- отверстия имеют точность с низкими расхождениями допуска;
- безотходное производство (КИМ=1);
- время производственного цикла 2 - 6 секунд;
- технология заменяет дорогостоящий процесс приварки или приклепки гаек.
Простота, универсальность и долговечность инструмента и оснастки, отсутствие образования стружки при термическом сверлении позволяет эффективно применять данную технологию как при массовом производстве на автоматизированном оборудовании, а так и при опытных единичных испытаниях.
Вместе с тем термическое сверление эффективно не при любых технологических режимах обработки, в некоторых случаях наблюдаются деформация заготовки и поломка инструмента. Имеющиеся рекомендации от производителей инструментов не гарантируют оптимальной производительности. Поэтому на предприятиях до сих пор применяется эмпирический метод подбора режимов термического сверления тонкостенных заготовок.
В этой связи актуальным является совершенствование технологии термического сверления тонкостенных заготовок за счет научно обоснованного выбора рациональных технологических режимов, обеспечивающих повышение производительности обработки.
В настоящей работе с исследованы методы формообразования отверстий в тонколистовых заготовках, их преимущества и недостатки, для изучения выбран метод термического сверления, составлены и решены цель и задачи работы, ее актуальность, а также объект и предмет исследования. Описана методика изготовления инструмента для термического сверления, выбор оборудования и оснастки для проведения экспериментов. Проведен эксперимент в тонколистовых заготовках из нержавеющей стали, результатом которого являются значения геометрических параметров получаемых отверстий. Исследован процесс формообразования отверстий с отбортовками, а также влияние подачи на длину свинчивания, обеспечивающую надёжность резьбового соединения в тонколистовых заготовках толщиной 0,8—1,5 мм. Рассчитаны точностные показатели размеров отверстий, сформированных вращающимся пуансоном в листовых заготовках. Даны рекомендации по выбору необходимого предела прочности, длины свинчивания и толщины заготовки.
