ВВЕДЕНИЕ 3
1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ 5
1.1 Методы повышения длины свинчивания в тонколистовых заготовках 5
1.1.1 Увеличение длины свинчивания резьбы за счет гибки листа 7
1.1.2 Увеличение длины свинчивания за счёт приваривания втулки 8
1.1.3 Увеличение длины свинчивания за счет получения отверстия с
отбортовкой 9
1.1.4 Увеличение длины свинчивания резьбы методом холодной объемной
штамповки в закрытых штампах 11
1.1.5 Отбортовка с предварительной пробивкой отверстия 13
1.2 Формообразование отверстий с отбортовками в тонколистовых заготовках
термическим сверлением 14
1.3 Цель и задачи ВКР, объект и предмет исследований 25
Выводы по разделу один 26
2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ОТВЕРСТИЙ
В ТОНКОЛИСТОВЫХ ЗАГОТОВКАХ ВРАЩАЮЩИМСЯ ПУАНСОНОМ 28
2.1 Изготовление инструментов, описание выбираемого оборудования,
технологической оснастки 29
2.2 Формообразование отверстий под резьбу в тонколистовых заготовках
вращающимся пуансоном 46
2.3 Измерение геометрических параметров получаемых отверстий 50
2.4 Обработка полученных результатов экспериментов 55
Выводы по разделу два 62
3 МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ТЕРМИЧЕСКОГО СВЕРЛЕНИЯ В
ПРОГРАММНОМ КОМПЛЕКСЕ ANSYS 63
Использование программного комплекса ANSYS 63
3.2 Исходные данные для моделирования формообразования отверстий с
отбортовками 67
3.3 Моделирование формообразования отверстий с отбортовками 70
Выводы по разделу три 80
4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТОЧНОСТНЫХ И ПРОЧНОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК
ПОЛУЧЕННЫХ ОТВЕРСТИЙ С ОТБОРТОВКАМИ 81
4.1 Расчет прочности резьбового соединения на срез 81
4.2 Проверка фактической прочности резьбового соединения на срез 84
4.3 Определение параметров шероховатости 91
4.4 Точность размеров отверстий сформированных вращающимся пуансоном в
листовых заготовках 100
Выводы по разделу четыре 105
5 РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРИМЕНЕНИЮ МЕТОДА ТЕРМИЧЕСКОГО
СВЕРЛЕНИЯ НА ПРАКТИКЕ 107
ОБЩИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ 109
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 111
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 112
Машиностроение - наиболее крупная комплексная отрасль, определяющая уровень научно-технического прогресса во всем народном хозяйстве, поскольку обеспечивает все отрасли машинами, оборудованием, приборами, а население - предметами потребления. Включает также металлообработку, ремонт машин и оборудования. Для нее особенно характерно углубление специализации производства и расширение ее масштабов. В машиностроении, которое является наиболее сложной отраслью, определяющей уровень развития научнотехнического прогресса, все не так однозначно, как в других отраслях промышленности. Здесь основную роль играют трудоемкие, наукоемкие, нематериалоемкие производства (за исключением ряда подотраслей тяжелого машиностроения, производства металлических изделий и конструкций, заготовок и др.). Поэтому, прежде всего, следует говорить об основном ресурсе - достаточно большом количестве высококвалифицированной рабочей силы. Однако большое значение имеет и потребление ресурсов. Поэтому любые работы по экономии энерго- и ресурсозатрат являются актуальными.
В машиностроении широко применяются изделия из тонколистовых заготовок, предусматривающие резьбовое крепление к ним различных комплектующих изделий. Работоспособность резьбового соединения обеспечивается длиной свинчивания, т.е. за счёт размещения необходимого количества витков резьбы по длине отверстия, что для тонкостенных заготовок проблематично. Традиционная технология сверления не позволяет получить качественные отверстия под резьбу в тонколистовых заготовках из-за невозможного формирования достаточного количества витков резьбы. Существующие способы увеличения длины свинчивания (гибка листов, приварка втулок, пробивка отверстий в закрытых штампах и др.) не обладают достаточной технологичностью и требуют дополнительных расходных материалов и оборудования. В связи с этим наиболее рациональным способом получения отверстий под резьбу в тонколистовых заготовках является метод термического
сверления, позволяющий получить достаточную длину свинчивания за счёт образования отбортовок отверстия, в виде вытянутого участка. При этом получаемые отверстия имеют более высокую точность и меньшую шероховатость по сравнению с традиционными способами. Метод безотходен, не требует применения специального оборудования. Вместе с этим данный вид формообразования отверстий под резьбу эффективен не для всех технологических режимов обработки, в некоторых случаях наблюдается деформация заготовки или поломка инструмента. Имеющиеся рекомендации иностранных фирм производителей не гарантируют оптимальные режимы и оптимальную производительность. Поэтому для осознанного применения этого, достаточно простого, метода необходимо получение новых знаний и дополнительных средств обеспечения этой операции, т.к. в имеющихся научно-технических источниках этот вопрос проработан недостаточно, что не позволяет решать эту задачу на должном инженерном уровне. В связи с этим совершенствование технологии термического сверления тонкостенных заготовок за счёт научно обоснованного выбора рациональных технологических режимов, обеспечивающих повышение
производительности обработки, является актуальной научно-технической
задачей.
В данной работе были выполнены все поставленные задачи: установлена возможность получения отверстий под резьбу М5*0,8 в заготовках из стали 3 сп толщиной 0,8 мм; 1,0 мм; 1,2 мм; 1,5 мм; 2 мм термическим сверлением, произведен анализ источников литературы по данной тематике, определены стадии процесса термического сверления тонколистовых заготовок, установлена зависимость входных (диаметр инструмента, толщина заготовок, режимы обработки) и выходных (геометрических параметров отбортовок) параметров операции термического сверления, произведено моделирование процесса в программном комплексе ANSYS. Определены точностные и прочностные характеристики полученных отверстий с отбортовками, произведено сравнение расчетной и экспериментальной прочности резьбового соединения на срез. Приведено описание изготовления инструментов и заготовок, описание экспериментальной установки и принципа проведения экспериментов, описаны результаты экспериментов. С учетом полученных данных приведены рекомендации по применению метода термического сверления на практике.
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. Данный метод позволяет также образовывать отверстия в труднодоступных местах и монтажных условиях с помощью ручного инструмента, что значительно расширяет область применения.
