Совершенствование технологии холодного накатывания шлицевых концов

Работа начинается с обзора проблем повышения надежности и долговечности машин через улучшение конструкций и методов обработки поверхностей. Отмечается влияние качества поверхностного слоя на износостойкость, прочность и коррозионную стойкость. Таким образом, акцент делается на методах холодного пластического деформирования для формообразования без стружки, обеспечивающих высокую точность и упрочнение. В итоге, приводятся классификации упрочняюще-калибрующих процессов на основе напряженного состояния металла в зоне контакта с инструментом.

Конструкции и методы получения шлицевых соединений

Конструкции шлицевых соединений

В этом разделе рассматривается типы шлицевых цилиндрических соединений по форме профиля зубьев, включая прямобочные, эвольвентные и треугольные. Для прямобочных соединений по ГОСТ 1139-80 описаны размеры трех серий с диаметрами от 14 до 125 мм, с центрированием по внешнему, внутреннему или боковым поверхностям. Подчеркивается равенство толщины зубьев валу и ширины впадин, использование четного числа зубьев для облегчения изготовления. Выбор центрирования зависит от нагрузки и требований точности; центрирование по боковым поверхностям обеспечивает равномерное распределение нагрузки при знакопеременных усилиях. Рисунок показывает соединения с фасками или скруглениями. Эвольвентные соединения по ГОСТ 6033-80 выделяются повышенной нагрузочной способностью благодаря утолщению зубьев к основанию, простоте инструмента и возможности точной обработки. Они рекомендованы для высокоточных соединений с диаметрами от 12 до 400 мм, модулем 1-10 мм, числом зубьев 11-50 и углом давления 30 градусов. Центрирование преимущественно по эвольвентному профилю. Треугольные соединения превосходят другие в возможности накатывания в холодном состоянии и центрировании, с мелкими зубьями модулем до 1 мм, числом 15-70 и углами впадин 60, 72, 90 градусов.

Сравнительные характеристики шлицев после резания и пластического деформирования

Здесь сравниваются свойства шлицев, полученных резанием и деформированием, подчеркивая преимущества последнего в упрочнении поверхности, повышении усталостной прочности и точности без дополнительной отделки.

Обработка шлицевого профиля методом пластического деформирования

Раздел описывает различные методы: накатывание зубьев вала многороликовой головкой для точных профилей; формообразование радиальной штамповкой для массового производства; ударное накатывание вращающимися роликовыми головками для повышения производительности; накатывание круглыми зубчатыми роликами с контролем деформации; накатывание плоскими рейками для длинных шлицев; редуцирование в жестких матрицах для калибровки. Каждый метод анализируется по схемам течения металла и инструментам.

Краткая история изготовления карданных валов на АООТ "Автодеталь Сервис"

Обзор эволюции технологий на предприятии, от резания к внедрению деформирования для улучшения качества карданных валов УАЗ.

Выводы и задачи

Подводятся итоги преимуществ деформирования, формулируются задачи по оптимизации процессов для конкретных деталей.

Технологическая часть

Раздел посвящен характеристике металлов для пластического деформирования, включая свойства, влияющие на текучесть и упрочнение. Исследуется характер течения металла при продольном накатывании шлицев, с анализом зон деформации и распределения напряжений. Проводится исследование шлицевых концов карданных валов УАЗ по отклонению от параллельности и толщине шлицев по заводской технологии, с измерениями и статистикой. Оценивается влияние закалки ТВЧ на геометрические параметры прямобочных шлицев, отмечая изменения размеров после термообработки. В итоге, формулируются выводы и предложения по корректировке режимов для минимизации искажений.

Конструкторская часть

Эта часть фокусируется на расчетах для инструментов накатывания. В подразделе рассчитывается величина бокового смещения конической части шлиценакатного ролика относительно оси симметрии, чтобы обеспечить равномерное формирование профиля и предотвратить асимметрию зубьев. Выпускник провел математический анализ, учитывая геометрию ролика, угол конуса и диаметры вала, с формулами для определения смещения на основе тригонометрических соотношений и условий контакта. Таким образом, предлагается оптимальное значение смещения для минимизации нагрузок и повышения точности накатки. Далее следует расчет подшипника скольжения для оборудования накатывания, включая определение нагрузок, материалов и размеров для обеспечения долговечности. Студент рассчитал параметры трения, тепловыделения и смазки, применяя стандарты для подбора бронзовых втулок или аналогичных, с учетом скоростей вращения и давлений. Отмечается использование формул для радиальной нагрузки и коэффициентов безопасности, что позволяет интегрировать подшипник в конструкцию головки. В целом, конструкторская часть предлагает практические решения для инструментария, с акцентом на точность и надежность в производстве шлицевых валов.

Безопасность и экологичность работы

Анализируется состояние охраны труда на предприятии, с мероприятиями по улучшению условий, расчетом защитного заземления и пожарной безопасности. Экологичность оценивается по минимизации отходов и энергопотреблению в процессах деформирования.

Расчет экономической эффективности

Оценивается снижение затрат и повышение производительности от внедрения предложенных методов, с расчетами окупаемости.

Выводы и предложения подводят итоги, рекомендуя внедрение технологий пластического деформирования. Литература и приложения дополняют работу. Этот готовый пример ВКР с чертежами служит ориентиром для студентов в подготовке дипломов по механической обработке.