CC BY
8
и К берется формула для расчета усилия обжима, т.е.
Р =
где б - средний диаметр заготовки, мм; Э - толщина стенки исходной заготовки,мм;
(26)
„ \ 5 отЬ. 5 отб.
2000
т
30
Ы = ———-100
а
<35 - предел текучести, кг/мм2. Список литературы
1. Семенов Е.И. Ковка и штамповка: Справочник. - М.: Машиностроение,1986.-Т. 4. - 544 с.
Гудков И.Н.
Ульяновский государственный технический университет, г. Ульяновск
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ РЕЖИМА ПРОФИЛИРОВАНИЯ НА КАЧЕСТВО ПРОБИТЫХ ОТВЕРСТИЙ В ГНУТЫХ ПРОФИЛЯХ
Рассмотрено влияние режима профилирования на качество предварительно пробитых отверстий в заготовках из листового металла толщиной 0,5...2,0 мм. Даны рекомендации по выбору оптимальных режимов при производстве перфорированных гнутых профилей.
Развитие строительной отрасли в России и зарубе-жом требует применения разнообразных видов профильной продукции. Широкое распространение в последнее время получили перфорированные холодногнутые профили [1]. Это объясняется рядом их преимуществ: значительное облегчение конструкции в целом и упрощенная сборка. При производстве данных профилей часто возникают сложности получения качественных отверстий, поскольку увеличение продольной деформации приводит к их формоизменению.
Исследование влияния условий профилирования на величину изменения размеров отверстий, предварительно пробитых в исходных заготовках, проводили по следующей методике. В специальных контрольных полосах толщиной от 0,5 до 2,0 мм методом сверления и пробивкой в штампе были изготовлены круглые калиброванные отверстия диаметром 15 мм по схеме, приведенной на рис.1.
где Д с1 - относительная величина изменения размеров отверстий; с1 - диаметр отверстия до профилирования, мм; с11 - диаметр отверстия после профилирования, мм.
В результате проведенного эксперимента на ОАО "Ульяновский "НИАТ" было установлено, что в процессе профилирования в зависимости от различных факторов (режима профилирования, ширины подгибаемых полок, величины перемычки между отверстиями, марки стали) размеры отверстий изменяются различно [2].
По ходу исследований выяснилось, что выбор режима профилирования оказывает наибольшее влияние на формоизменение отверстий.
Уголок размерами 2,0x30x30 мм профилировали по относительно жесткому режиму с углами подгибки полок: 15 - 30 - 40 - 55 - 75° и т.д. По результатам замеров был построен график зависимости степени деформации от переходов процесса профилирования (рис.2). Из приведенного графика видно, что при формовке профиля в клетях профилегибочного стана, на подгибаемых полках уголка происходит постепенное изменение размеров отверстий. Так, если при подгибке полок на 15° еще не заметно изменение размеров отверстий, то начиная с углов подгибки, равных 30°, и до угла подгибки 75° формоизменение отверстий неуклонно возрастает.
В готовом профиле отверстия на полках деформированы, причем эллипсообразность отверстий хорошо различима даже без измерительных приборов. Максимальная величина относительного удлинения отверстий составляла 1,9 %, сужения - 3,4 %. Следовательно, при прохождении полосы из клети в клеть происходит постепенное изменение формы и размеров отверстий, которое объясняется увеличением продольной деформации кромок подгибаемых полок.
Сравнение относительного изменения размеров отверстий показало, что при обычном режиме (углы подгибки 10 - 20 - 32 - 46 - 60°), при котором полки уголка подгибаются из клети в клеть, изменение размеров отверстий минимальное. На исследуемом же профиле при формовке по жестком режиму формоизменение отверстий составляло 10 - 12% от номинальных значений.
Рис.1. Схема расположения отверстий на полках уголкового профиля
Отверстия замеряли с точностью до 0,01 мм при помощи электронного штангенциркуля. Подготовленные данным образом заготовки формовали на профилеги-бочном стане ГПС-300М6 в уголковые профили, после чего отверстия вновь обмеряли. Результаты измерений до и после профилирования сравнивали, разность в показаниях индикатора составляла абсолютную величину изменения размеров отверстий, относительное же изменение размеров определяли по формуле
2 3 4
Номер перехода
СЕРИЯ «ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ», ВЫПУСК 1
Рис.2 Гоафик формоизменения отверстий Об.э. - диаметр большего эллипса, Ом.э. - диаметр малого эллипса, Ом, Об - кривые сглаживания
По результатам исследований можно сделать следующие выводы: а) применение метода интенсивного деформирования при изготовлении перфорированных гнутых профилей следует проводить с большей осторожностью, поскольку изменение размеров отверстий мо-
127
жет составлять от 10 до 12%; б) рекомендуемый режим профилирования при жестких допусках размеров составляет соответственно 10 - 20 - 32 - 46 - 600, при меньших требованиях к допуску отверстий формовку можно проводить и по более жесткому режиму.
Список литературы
1. Филимонов С.В., Филимонов В.И. Метод, расчеты и технология
интенсивного деформирования в роликах гнутых профилей типовой номенклатуры. - Ульяновск: УлГТУ, 2004. - 246 с.
2. Филимонов В.И., Гудков И.Н. Особенности изготовления в роликах
перфорированных уголковых профилей // Производство проката. - 2004. - №12. - С. 29 - 34.
Гудков П.А., Хрипунов С.В., Котохин Д.И. Курганский государственный университет, г. Курган
АНАЛИЗ МЕХАНИЗМОВ ФОРМИРОВАНИЯ СОСТАВЛЯЮЩИХ КИНЕМАТИЧЕСКОЙ ПОГРЕШНОСТИ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС НА ОПЕРАЦИИ ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКОГО УПРОЧНЕНИЯ
В тексте статьи представлена методика расчета значений радиальной и тангенциальной составляющих кинематической погрешности венца зубчатых колес, возникающих на операциях химико-термического упрочнения, позволяющая осуществлять структурно-параметрическую оптимизацию технологического процесса изготовления термоупрочняемых зубчатых колес.
В результате химико-термической обработки зубчатых колес обеспечивается повышение эксплуатационной надежности быстроходных и тяжелонагруженных зубчатых передач. Повышение надежности функционирования осуществляется сочетанием упрочненной рабочей поверхности и мягкой сердцевины зубьев. Однако, повышая эксплуатационный аспект надежности зубчатых колес, химико-термическая обработка негативно отражается на уровне технологической надежности, снижая точность обрабатываемых деталей.
Термообработка является причиной комплексного нарушения достигнутой на предшествующих операциях механической обработки геометрической и размерной точности колес. Вследствие структурных и фазовых превращений материала детали и его температурных деформаций происходит изменение размеров, формы поверхностей и их взаимного расположения. Величина и характер термических деформаций определяется конструкцией детали, технологией, предшествующей механической, термической обработке, характеристиками материала заготовки и рядом других факторов.
Комплекс работ, проведенных на кафедре технологии машиностроения Курганского государственного университета, позволил выявить закономерности изменения радиальных и тангенциальных составляющих кинематической погрешности при химико-термической обработке. Изменение формы зубчатого венца и базового отверстия детали является причиной образования геометрического эксцентриситета. При этом деформирование зубчатого венца приводит к образованию дополнительной погрешности его формы.
Существенное негативное влияние на величину ра-
диальной составляющей кинематической погрешности зубчатого венца оказывает неравномерность деформационных изменений между отдельными конструктивными элементами, возникающими вследствие влияния образующихся напряжений поверхностного слоя деталей. Наличие более сложной формы зубчатого венца по отношению к форме базового отверстия предопределяет его большую степень искажения.
Изменение относительного положения зубьев венца при их упрочнении является причиной увеличения колебания длины общей нормали колес, сечение которых после проведения химико-термической обработки имеет форму близкую к эллипсу. Это может быть объяснено тем, что составляющие данной погрешности определяются только относительным положением зубьев и не имеют каких-либо размерных связей с другими конструктивными элементами детали, в соответствии с чем любое изменение радиальных размеров венца при термообработке приведет к образованию тангенциальной погрешности его формы.
На рис.1 условно представлены проекции точного и деформированного при химико-термической обработке зубчатого венца. При этом центр декартовой системы координат совмещен с их геометрическими центрами. Изменение формы окружности венца приводит к изменению как радиальных, так и тангенциальных расстояний между зубьями.
Определение характерных участков расположения экстремальных величин погрешностей зубчатого венца может быть осуществлено выявлением значений соответствующих им фазовых углов по периметру эллипса, при помощи вычисления первой производной от зависимости:
Ph
P
1 + f ■ Cos
П
¥h
(1)
где \Рщ - текущее значение радиус вектора положения точки И ; И - последовательность точек, составляющих контур эллипса; р - фокальный параметр; / -эксцентриситет эллипса; Щ - текущее значение центрального фазового угла положения точки И .
Результатом данного преобразования является значение фазового (шагового) угла чередования характерных участков по периметру эллипса:
П
¥экс^ = 2 , (2)
где Ц - порядковый номер характерного участка.
Наибольшее возможное количество характерных участков расположения экстремальных величин погрешностей на деформированном в форме эллипса зубчатом венце, на основании анализа зависимости (2), не превышает четырех значений (= 4). Данные участки расположены в точках пересечения дуги эллипса с его осями: точки I. - IV , через 90 0(рис.1).
Условное допущение о правильности эллиптической формы термообработанного венца при определении значений радиального биения и колебания длины общей нормали позволяет рассматривать по два характерных участка, расположенных друг относительно друга че-
128
ВЕСТНИК КГУ, 2005. №2.
