Разработка технологии изготовления тормозных дисков автомобилей в условиях малых предприятий

• Автор: Миронов, Алексей Сергеевич
• Шифр специальности: 05.16.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 120 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

Научная новизна

Достоверность

Практическая ценность

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ СПОСОБОВ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

ЛИТЫХ ЗАГОТОВОК ТОРМОЗНЫХ ДИСКОВ.

1.1.1 Конструкция и технические условия на тормозные диски.

1.1.2. Современные способы литья тормозных дисков.

1.1.2. Анализ возможности литья в кокиль тормозных дисков.

1.1.4. Возможные варианты конструкции кокиля для литья тормозных дисков.
1.1.5. Анализ возможности получения заданной структуры и механических свойств тормозного диска.
1.1.6. Влияние стойкости кокиля на техникоэкономические показатели литья чугуна в кокиль.
1.1.7. Организационнопроизводственные вопросы литья в кокиль тормозных дисков.
1.2. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТЕРЖНЕЙ ДЛЯ ВЕНТИЛИРУЕМЫХ ДИСКОВ.
1.2.1. Особенности конструкции стержня для литья в кокиль вентилируемых тормозных дисков.
1.2.2. Анализ возможности применения центробежного метода
для изготовления песчаного стержня вентилируемого диска.
1.2.3. Технологическое обоснование требования минимальной допустимой плотности ХТС для стержня тормозного диска.
1.2.4. Предполагаемые способы повышения плотности при центробежном уплотнении.
1.1 ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
2. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ЛИТЬЯ В КОКИЛЬ ТОРМОЗНЫХ ДИСКОВ.
2.1 Экспериментальное исследование сечения утеплителя,
обеспечивающего устранение торцевого отбела на тормозных дисках.
2.2 Конструкция кокиля для литья тормозных дисков.
2.3 Разработка системы автоматического проектирования
кокилей для отливки вентилируемых тормозных дисков.
2.4. ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
3.РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТЕРЖНЕЙ ДЛЯ ТОРМОЗНЫХ ДИСКОВ ЦЕНТРОБЕЖНЫМ МЕТОДОМ
3.1. Предварительные эксперименты.
3.1.1. Методика проведения экспериментов.
3.1.2 Исследование влияния фильтрации воздуха при центробежном уплотнении.
3.1.3. Экспериментальное исследование процесса динамического центробежного уплотнения.
3.1.4. Исследование процесса доуплотнения внутреннего слоя смеси при центробежном способе изготовления стержней.
3.2. Разработка физической модели процесса центробежного уплотнения ХТС с доуплотнением лопаткой.
3.2.1. Напряжннодеформированное состояние концентричных слоев смеси при уплотнении.
3.2.2. Уравнение равновесия элемента кольцевого слоя смеси во вращающемся стержневом ящике.
3.2.3. Влияние кривизна слоев на распределение плотности ХТС при чисто центробежном уплотнении и допрессовке лопаткой.
3.2.4. Физическая модель процесса уплотнения ХТС в поле центробежных сил с доуплотнением лопаткой.
3.3. Математическая модель процесса центробежного уплотнения ХТС с допрессовкой лопаткой.
3.4 Компьютерное моделирование процесса центробежного уплотнения ХТС с доуплотнением лопаткой.
3.5. Экспериментальная проверка результатов компьютерного моделирования.
3.6. Разработка методики определения частоты вращения стержневого ящика по заданной плотности ХТС и размерам стержня.
3.7. Разработка конструкции стержневого ящика.
3.8. ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 3.
4. Разработка рекомендаций по организации производства автомобильных тормозных дисков в условиях малых предприятий.
5. Список использованной литературы.
Приложения.
ВВЕДЕНИЕ


Анализ состояния вопроса показал принципиальную возможность получения тормозных дисков, в том числе вентилируемых, с применением немеханизированных кокильных станков и изготовлением стержней центробежным методом. Однако для разработки технологии наряду с инженерными задачами необходимо было решить и научные задачи. Уточнн механизм центробежного уплотнения стержневых смесей при малых диаметрах внутренней поверхности стержня и больших угловых скоростях. Показано, что состояние предельного равновесия упругодеформированной смеси характеризуется не только возможностью, но и необходимостью бокового расширения, что приводит к возникновению растягивающих окружных напряжений. Установлен механизм влияния допрессовки лопаткой на распределение плотности в концентричных слоях смеси. Показано, что давление лопатки на свободную поверхность стержня передатся на внутренние слои с затуханием, причинами которого являются растягивающие окружные напряжения и увеличение площади концентричных слов. Установлено, что при чисто центробежном уплотнении смеси концентричность слов не оказывает практически значимого влияния на распределение плотносг. Экспериментально установлены размеры утеплителей в полости кокиля, обеспечивающие отсутствие отбела на торцах дисков при перлитной структуре основной части. ДОСТОВЕРНОСТЬ научных положений и выводов подтверждается большим объемом лабораторных и производственных экспериментов. Разработана и внедрена в производство конструкция кокиля с открытой поверхностью, обеспечивающая возможность визуального контроля процесса затвердевания и извлечения металлического стержня при минимальных усилиях. Разработана и внедрена в производство конструкция стержневого ящика дг. Разработаны и изготовлены станки для изготовления стержней для тормозных дисков центробежным способом. Разработан САПР кокилей для литья тормозных дисков. Разработан САПР стержневых ящиков для изготовления стержней д . Проведена сертификация изготовленных деталей. Свидетельство на полезную модель 4 от марта г. Свидетельство на полезную модель 3 от марта г. Патент по заявке положительное решение от февраля г. Миронов , Маляров А. И. Разработка конструкции кокиля для литых тормозных дисков автомобилей. Журнал Машиностроитель 2 г. Маляров А. И., Миронов Организационноэкономические вопросы литья в кокиль автомобильных тормозных дисков. Доклад на Международном научнотехническом симпозиуме посвященном 5летию МГТУ МАМИ. Маляров А. И., Миронов Организационноэкономические вопросы литья в кокиль автомобильных тормозных дисков. Сборник научных трудов международной научнопрактической конференции Проблемы и перспективы развития литейного производства г. Барнаул, год. ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ СПОСОБОВ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЫХ ЗАГОТОВОК ТОРМОЗНЫХ ДИСКОВ. Конструкция и технические условия на тормозные диски. Конструкция и технология изготовления дисков переднего тормоза по мере развития автомобилестроения, претерпели целый ряд существенных изменений. Это объясняется тем, что нагрузка на тормозные устройства автомобилей возрастают, согласно , пропорционально массе машины и квадрату ее скорости. Первоначальная конструкция тормозных дисков представлена на Рис. Литые заготовки таких дисков определялись 9ю геометрическими параметрами 5 диаметров, 3 осевых размера и угол фаски. Нагрузка на тормозные диски современных скоростных автомобилей возросла настолько, что приводит к их перегреву до красна и резко снижает эффективность торможения. Попадание воды на перегретый диск например, при заезде в лужу приводит к короблению диска и делает его непригодным к дальнейшей эксплуатации. Поэтому современные скоростные автомобили оснащаются вентилируемыми дисками, обеспечивающими лучший отвод тепла от поверхности трущихся пар, а, следовательно, и большую эффективность торможения. Типовая конструкция вентилируемого диска Рис. Технические условия предусматривают изготовление тормозных дисков ВАЗ и ВАЗ из чугунов марки ОЫ, диски для всех остальных отечественных автомобилей должны отливаться из СЧ. Химический состав
Рис.