Технологічне забезпечення виготовлення деталей еліпсних гвинтових робочих органів машин

Abstract

У дисертаційній роботі виконано теоретичні та експериментальні дослідження технологічного процесу виготовлення еліпсних гвинтових робочих органів. Запропоновано спосіб формоутворення гвинтових еліпсних заготовок на еліпсну оправу з відповідним технологічним спорядженням, що піддається швидкому переналагодженню на широкий спектр розмірів залежно від потреб ринку. Виведено аналітичні залежності для визначення силових параметрів процесів формоутворення профільних гвинтових заготовок і конструктивних параметрів необхідного технологічного спорядження. Досліджено процес проточування гвинтових канавок на еліпсній оправі для формоутворення еліпсної гвинтової спіралі з заданим кроком шляхом розроблення динамічної моделі процесу проточування зовнішніх гвинтових канавок. Розроблено математичну модель процесу зміцнення зовнішньої крайки шнека обкочуванням, за якою можна визначити конструктивні параметри пристрою та технологічні параметри процесу зовнішнього обкочування зі зміцненням гвинтових робочих поверхонь. Подано результати експериментальних досліджень впливу матеріалу та геометричних параметрів оправи і стрічки на зусилля формоутворення. Представлені експериментальні дані проточування зовнішніх гвинтових канавок в заготовках з різних матеріалів та визначено технологічні параметри. Розроблено нові конструкції технологічного спорядження та методику їх розрахунку.

В диссертационной работе выполнены теоретические и экспериментальные исследования технологического процесса изготовления эллипсных винтовых рабочих органов. Предложен способ формообразования винтовых эллипсных заготовок на эллипсную оправу с соответствующим технологическим оборудованием, что поддается быстрой переналадке на широкий спектр размеров в зависимости от потребностей рынка. Выведены аналитические зависимости для определения силовых параметров процесса формообразования профильных винтовых заготовок. На основании выведенных зависимостей можно проектировать технологическое оснащение для обеспечения процесса формообразования заготовок на эллипсную оправу. Исследован процесс проточки винтовых канавок на эллипсных оправках для формообразования эллипсных винтовых спиралей с заданным шагом. Разработана динамическая модель процесса проточки внешних винтовых канавок, на основании которой произведено нахождение частот собственных и вынужденных колебаний системы, исследовано процесс образования стружки. Разработана математическая модель процесса укрепления внешней кромки шнека обкаткой, по которой определены максимальные радиальные напряжения, радиальное и тангенциальное усилия деформации шнека и крутящий момент, технологического процесса внешней обкатки с укреплением винтовых рабочих поверхностей. Разработаны технологические предпосылки профилирования пустотелых эллипсных заготовок на основании определения параметров деформируемых заготовок и выведена аналитическая зависимость для определения момента изгиба. На основании проведенных теоретических исследований построены графические зависимости изменения усилия изгиба и изменения напряжения изгиба при деформации кольцевой заготовки от толщины стенки при различных значениях ее диаметра. Установлено, что решающим фактором в изменении напряжения изгиба является именно диаметральные параметры заготовки. Представлены результаты экспериментальных исследований влияния материала и геометрических параметров оправы и ленты на усилия формообразования. Представлены экспериментальные данные проточки внешних винтовых канавок в заготовках из различных материалов и определены технологические параметры. Разработаны новые конструкции технологической оснастки и методику их расчета.

Theoretical and experimental investigations of the technological process for manufacturing ellipse screw operating members have been carried out in the dissertation. The method for shaping of the screw ellipse blanks on the ellipse case with certain technological equipment, which is easily readjusted in different sizes depending on the market needs, has been proposed. Analytical dependences for finding force parameters of the shaping processes of the profile screw blanks and the design parameters of the necessary technological equipment have been deduced. The process of turning of the screw grooves on the ellipse case for shaping of the ellipse screw spring with the back pitch by developing the dynamic model for turning of the outer screw grooves, has been investigated. The mathematic model of the process for strengthening of the screw outer edge by rolling, had been developed, taking advantage of which the design parameters of the device can be found as well as the technological parameters of the process of outer rolling, strengthening the screw operating surfaces. The results of experimental investigations on the effect of material and case and the belt geometric parameters on the shaping force, have been presented. Experimental data on the turning of the outer screw grooves in the blanks made of different materials have been presented and technological parameters have been found. New constructions of the technological equipment as well as method for their calculation, have been developed.