Инструмент для многопроходного холодного накатывания прямоугольных шлицевых профилей на валах

• Автор: Адакин, Вячеслав Александрович
• Шифр специальности: 05.02.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 218 с. : ил.

Содержание
Введение
1 Обзор и анализ научно-технической информации по износу деформирующего инструмента и его влиянию на качество прямоугольных шлицевых профилей на валах при многопроходном холодном накатывании..
1.1 Область применения многопроходного пластического деформирования шлицевых профилей на валах
1.2 Инструментальные материалы, применяемые при многопроходном холодном пластическом деформировании шлицевых профилей на валах из среднеуглеродистых сталей

1.3 Износ инструмента при холодном пластическом деформировании сталей

1.4 Методы повышения долговечности деформирующего инструмента.

1.5 Внешнее трение в пятне контакта «инструмент - заготовка»

1.6 Выводы. Цель и задачи исследования

2 Напряженное состояние накатного ролика при формировании шлицевых профилей на валах холодным пластическим деформированием
2.1 Расчёт усилий на деформирование при многопроходном холодном накатывании шлицевых профилей на валах
2.2 Математическая модель расчёта площади контакта
«инструмент - заготовка»
2.3 Расчёт нормальных и тангенциальных напряжений, действующих
на накатной ролик
2.4 Классификация погрешностей при холодном пластическом деформировании шлицевых профилей на валах, влияющих на стойкость инструмента
2.5 Влияние размеров накатного ролика и заготовки на долговечность инструмента
2.6 Выводы

3 Методика проведения исследований, аппаратура, оборудование
3.1 Инструментальные и обрабатываемые материалы
3.2 Оборудование для нанесения покрытий
3.3 Исследование параметров структуры и свойств покрытий
3.4 Изучение микроструктуры, микротвёрдости и шероховатости накатных роликов
3.5 Исследование образцов накатных роликов с покрытиями
на машине трения
3.6 Статистическая обработка результатов экспериментальных исследований образцов накатных роликов с покрытиями на машине трения..
3.7 Исследование прямолинейности и толщины шлицевых профилей относительно оси детали
4 Повышение долговечности инструмента при многопроходном накатывании прямоугольных шлицев на валах в холодном состоянии
4.1 Механизм изнашивания накатных роликов при холодном пластическом деформировании шлицевых профилей на валах
4.2 Совершенствование технологии ковки шлиценакатных роликов
4.3 Моделирование напряженного состояния инструмента и заготовки
при многопроходном накатывании прямоугольных шлицев на валах
4.4 Повышение долговечности накатных роликов применением износостойких покрытий полученных методом КИБ
4.4.1 Результаты лабораторных исследований износостойкости накатных роликов с износостойкими покрытиями и их анализ
4.4.2 Определение оптимальных параметров по моменту трения покрытий (Р6М5, Т1Ы, ТлСЫ, Тл7г1Г)
4.4.3 Анализ математических моделей момента трения с помощью двумерных сечений
4.5 Результаты лабораторных исследований остаточных напряжений в накатных роликах и их анализ

4.6 Выводы
5 Опытно-промышленная проверка стандартных и исследовательских шлиценакатных роликов в условиях массового производства на стабильность процесса шлиценакатывания и точность шлицев на валах
5.1 Исследование механизма изнашивания шлиценакатных роликов с покрытиями, полученными методом КИБ
5.2 Промышленная проверка по влиянию шлиценакатных роликов с износостойкими покрытиями на точность шлицев на валах
5.3 Технико-экономическое обоснование применения накатных
роликов с износостойкими покрытиями
5.4 Выводы
Общие выводы
Список основных сокращений и условных обозначений
Библиографический список
Приложения
Приложение А. Патенты
Приложение Б. Ковка накатных роликов
Приложение В. Планирование эксперимента
Приложение Г. Поверхности отклика
Приложение Д. Двухмерное сечение поверхности отклика
Приложение Е. Ведомость замены накатных роликов
Приложение Ж. Параллельность и толщина шлиц при накатывании
шлицевого профиля на валах
Приложение И. Акт производственных испытаний накатных роликов

При замене материала инструмента или способа упрочнения расчётная формула принимает вид:
N птх / N тах А нзп / А изл. (1.4)
При отборочных испытаниях конструкций инструмента, материалов или способов упрочнения можно использовать, например, теорию наибольших нормальных напряжений [71, 92], согласно которой:
oi где ег; - напряжение растяжения в наиболее опасной точке; R0 - сопротивление отрыву.
Экспериментально установлено [93, 94]:
Ro~ 4аё, (1.6)
где А - работа пластической деформации; Е - модуль упругости.
Поэтому лучший из сопоставляемых двух вариантов инструмента по допускаемым напряжениям может быть выявлен из выражения:
о_=1ае_ ^ 7)
ст", х!а"Е"
Для расчёта усилий при пластическом деформировании можно использовать выражение:
Р - К ‘ as ' А, (1.8)
где К - коэффициент зависящий от коэффициента трения, геометрических параметров, линий скольжения деформируемого металла и др.; as - напряжение фактической текучести металла, МПа; А - площадь контакта инструмента с заготовкой, м2.
Значение К по Сидоренко М. И. [95]:
K=yL7,{D“+D°)~b)'!~{L9)
где п - количество шлицев; D„ - наружный диаметр шлицев, м; Д. - внутренний диаметр шлицев, м; Dp - диаметр ролика, м; b ~ ширина шлицев, м.