Устранение вибраций и обеспечение качества изделий на машинах для ротационного выдавливания заготовок

• Автор: Шванев, Владислав Игоревич
• Шифр специальности: 05.03.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 116 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ КОНСТРУКЦИЙ, ОСОБЕННОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ И МЕТОДЫ ДИНАМИЧЕСКОГО И ПРОЧНОСТНОГО РАСЧЕТА МАШИН ДЛЯ РОТАЦИОННОГО ВЫДАВЛИВАНИЯ

1.1. Существующие конструктши машин

1.2. Определение силовых параметров МАитин для ротационного выдавливания

1.3. Особенности эксплуатации машин

1.4. ВЫВОДЫ И ПОМАШИНКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВИБРАЦИЙ МАШИН ДЛЯ РОТАЦИОННОГО ВЫДАВЛИВАНИЯ

2.1. Выбор и обоснование расчётной схемы

2.2. Механизм возникновения и развития колебаний

2.3. Механизм формирования рёбер на поверхности заготовки.
2.4. Исследование влияния параметров динамической системы на
ХАРАКТЕР ИЗМЕНЕНИЯ КОЛЕБАНИЙ В МАШИНАХ
2.5. ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВИБРАЦИЙ ЭЛЕМЕНТОВ МАШИН ДЛЯ РОТАЦИОННОГО ВЫДАВЛИВАНИЯ
3.1.Исследование машинНКБММ-
3.1.1. Измеряемые параметры, измерительная аппаратура
3.1.2. Результаты исследований при существующих режимах ротационного выдавливания
3.1.3. Влияние подачи и скорости вращения оправки на колебания элементов машины
3.2. Исследование машин ХТРВ-2500 и «Конус-1»
3.2.1. Измеряемые параметры, конструкция иумашинка измерительных приборов
3.2.2. Результаты экспериментальных исследований
3.3. Выводы ПО ГЛАВЕ

ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА И ВНЕДРЕНИЕ СПОСОБОВ УСТРАНЕНИЯ ВИБРАЦИЙ МАШИН ДЛЯ РОТАЦИОННОГО ВЫДАВЛИВАНИЯ
4.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДОПУСТИМЫХ ЗНАЧЕНИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА РОТАЦИОННОГО ВЫДАВЛИВАНИЯ, ПРИ КОТОРЫХ ВОЗНИКНОВЕНИЕ ВИБРАЦИЙ МАШИН НЕВОЗМОЖЕН
4.1.1. Виброскорость системы суппорта в радиальном направлении
4.1.2. Допустимая скорость вращения оправки и продольная скорость подачи суппорта
4.2. Сопоставление расчётных и экспериментальных данных
4.3. Методика расчёта технологических режимов процесса ротационного
ВЫДАВЛИВАНИЯ ЗАГОТОВОК. ПРИ КОТОРЫХ ОТСУТСТВУЮТ ВИБРАЦИИ И РЕБЕРИСТОСТЬ НА ПОВЕРХНОСТИ ИЗДЕЛИЯ
4.3.1. Примеры расчета
4.3.2. Методика приемочных испытаний машин
4.4. Выводы ПО ГЛАВЕ
ГЛАВА 5. ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.
ПРИЛОЖЕНИЕ. ИЗ

ВВЕДЕНИЕ
В различных конструкциях машин широко применяются тонкостенные осесимметричные детали. Крупные детали изготовляют сваркой или клепкой нескольких, предварительно отштампованных, частей листа с последующей их термообработкой. Мелкие детали изготовляют из листа штамповкой на прессах или из проката механической обработкой.
С развитием авиационной и космической промышленности, потребовалось изготовление крупных осесимметричные тонкостенных деталей высокой прочности, способных работать в условиях перепадов больших давлений, температур, вибраций. Применение старых технологий не обеспечивало требуемого качества деталей. Это привело к созданию принципиально новых процессов и способов получения деталей осесимметричной формы. Наиболее перспективным является ротационное выдавливание.
Ротационное выдавливание — это процесс получения осесимметричной детали локальным пластическим деформированием роликами вращающейся на оправке плоской заготовки. Ролики одновременно с вращательным движением перемещаются вдоль образующей оправки /1,2/.
Большой вклад в развитие теории процесса и создание соответствующего оборудования внесли В. Г. Кононенко, В. Ф. Баркая, И. И. Казакевич, В. А. Вердеревский, К. Д. Елин, И. Г. Арутюнов, Н. М. Могильный, И. Н. Ионов, В.
А. Самсонов, П. И. Белов, а также зарубежные авторы Ш. Кобаяши, Э. Томсен и другие.
Применение ротационного выдавливания дает возможность получать детали из высокопрочных сталей и сплавов с большой точностью и высокими механическими свойствами. При этом, в отличие от получения таких деталей глубокой вытяжкой, требующей применения мощных прессов и сложной в изготовлении оснастки, ротационное выдавливания требует значительно менее энергоемкого оборудования и простой в изготовлении оснастки.
Процесс реализуется на специализированных машинах - это оборудование, снабженное средствами механизации и автоматизации, позволяющее производить ротационное выдавливание с минимальным применением ручного труда и высоким качеством получаемых деталей. В настоящее время на машинах получают уникальные детали диаметром до трёх метров и толщиной стенки 16 -20 мм из высокопрочной стали /3/.
Однако, как показала практика эксплуатации многих машин для ротационного выдавливания, в процессе ротационного выдавливания возникают вибрации, которые сопровождаются появлением недопустимых по технологическим

ГЛАВА 2.
ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВИБРАЦИЙ МАШИН ДЛЯ РОТАЦИОННОГО ВЫДАВЛИВАНИЯ.
2. 1. Выбор и обоснование расчётной схемы.
Причины возникновения вибраций элементов машин и появления рёбер на поверхности заготовки рассмотрим на примере ротационного выдавливания плоской заготовки из стали в коническую деталь на трех валковой машине ЦКБММ-97 конструкции ВНИИМЕТМАШ (см. рис. 1.4.) /30/.
Анализ соотношений приведенных к оправке масс и податливостей упругой системы машины позволил сформулировать четырех массовую динамическую модель (рис. 2.1.) /31/.
При формировании модели приняты следующие допущения, основанные на экспериментальных данных проведенных экспериментов /17,30/:
1. Колебания элементов машин для ротационного выдавливания происходят в радиальном направлении, причем окружная скорость оправки постоянна;
2. Возмущающие силы, возникающие от биения деформирующих роликов, незначительны в сравнении с возмущающими силами, возникающими от биения оправки.
Приведение масс осуществлялось известными расчетными методами /32/. Жесткости упругих связей определялись экспериментально.
Схемы экспериментального определения жесткости системы суппорта в осевом и радиальном направлениях, а также изгибной жесткости шлицевого вала показаны на рис. 2.2. и 2.3. Для определения жесткости использовали 10-тонный динамометр 6, уставленный с помощью приспособления 4 на оправку 5. Нагружение производили подачей суппорта 1 или оправки 5.
Соответствующие перемещения фиксировали индикаторами 2.
Контактную жесткость обрабатываемого материала определяли по формуле, предложенной в работе/17/,
где а-02СР- средняя величина предела текучести материала; Ьср — средняя ширина контактной поверхности; а0 — угол конусности; - осевая подача ролика на оборот на один ролик; р - радиус рабочей кромки ролика; ркр -критический угол.
Применительно к исследуемой машине приняли <га2СР =380 Н/м, ьСР ~ 5,36 мм, а0= 30°, ■?„= 0,206 мм/об, р=10мм, рКР= 10°.
Результаты расчета жесткости и масс машины ЦКБММ-97 приведены далее.
(2.1.)