Обґрунтування параметрів розвертки для формування поверхневого шару посадкових отворів головки клапанів автомобілів KIA

Abstract

Мета і завдання кваліфікаційно роботи – дослідити параметри конструкції розвертки та її вплив на формування поверхневого шару посадкових отворів головки клапанів. Завдання дослідження:  аналіз передчасних поломок двигунів;  проаналізувати отвори та їх методи отримання;  виконати аналіз конструкцій розверток;  виконати інформаційно-патентний пошук;  методику проектування розвертки ;  виконати розрахунки щодо можливості проєктування різально-вигладжувальної розвертки.  спроєктувати 3D-модель різально-вигладжувальної розвертки  дослідити напружено-деформований стан 3D-моделі та провести її модальний аналіз. Об’єкт дослідження – процес розвертання напрямних втулок клапанів. Предмет дослідження – конструктивні та геометричні параметри розвертки. Методи дослідження. Проведення теоретичних досліджень ґрунтується на МСЕ, використання модуля генеративного проектування, морфологічного аналізу. Загальні висновки: 1. Використання розверток є одним із найдоступніших і відносно дешевих методів для отримання точних отворів по 6-7 квалітетах; зафіксовано можливість досягнення 5 квалітету точності, проте через значне зростання в ціні він економічно не вигідний; 2. встановлено, що на якість розвертання отворів має прямий вплив попередні види обробки, як свердління і зенкерування; 3. Прагнення зменшити навантаження на розвертку призводять до того, що через занадто малий припуск розвертка не виконує процес різання, а відбувається процес пластичного деформування поверхневих шарів. Це суперечить очікуваним результатам; 4. Дослідження показали, що використання екстремальної кутової нерівномірності створюють кращий ефект на забезпечення круглості профілю отвору; 5. Використання зрізувально-згладжувальних розверток потребує детального аналізу і подальшого дослідження, адже ідея давно відома, проте на виробництві не набула широкого вжитку. 6. Розрахунки в науковій роботі виконані на основі досліджень [25] показали, що кути зминання можуть бути меншими від зазначених. Твердість взаємних матеріалів значно більше впливає, а ніж режими різання. 7. Моделювання виконане нами не може врахувати усієї багатофакторності експериментальних досліджень, проте є підтвердженням теоретичної підготовки виконаної раніше. Ці дослідження, принаймні можуть спрямувати нас в напрямку розроблення багатоваріантності конструкцій розверток. Тому для отримання більш адекватних результатів досліджень необхідно більш детально підходити до задавання вхідних умов моделі. 8. Для теоретично-наукових пошуків дослідження представляє інтерес, проте на практиці краще буде використовувати 2 окремих інструменти, адже чим простіше тим краще. Це пояснюється не лише науковою новизною, практичною доцільністю, а й вартістю експлуатації. Цей інструмент у першу чергу орієнтований на масове виробництво. 9. Як наслідок з попередніх пунктів, подібні технічні проблеми є рушієм для пошуку чогось нового, а в цьому випадку конструкцій розверток, адже у промисловості є приклади успішного використання комбінованого інструменту.

The purpose and tasks of the qualification work are to investigate the design parameters of the reamer and its influence on the formation of the surface layer of the valve head landing holes. Research tasks: 1. analysis of premature engine failures; 2. analyze the holes and their methods of obtaining; 3. perform an analysis of the designs of reamers; 4. perform an information and patent search; 5. reamer design methodology; 6. perform calculations on the possibility of designing a cutting-smoothing reamer. 7. design a 3D model of a cutting-smoothing reamer 8. investigate the stress-strain state of the 3D model and conduct its modal analysis. The object of the study is the process of reaming valve guide bushings. The subject of the study is the structural and geometric parameters of the reamer. Research methods. Theoretical research is based on the MFE, the use of the generative design module, and morphological analysis. General conclusions: 1. The use of reamers is one of the most accessible and relatively cheap methods for obtaining precise holes of 6-7 qualities; the possibility of achieving 5 quality of accuracy has been recorded, but due to a significant increase in price it is not economically profitable; 2. it has been established that the quality of reaming holes is directly influenced by previous types of processing, such as drilling and countersinking; 3. The desire to reduce the load on the reamer leads to the fact that due to too small an allowance, the reamer does not perform the cutting process, but the process of plastic deformation of the surface layers occurs. This contradicts the expected results; 4. Studies have shown that the use of extreme angular unevenness creates a better effect on ensuring the roundness of the hole profile; 5. The use of cutting-smoothing reamers requires detailed analysis and further research, because the idea has been known for a long time, but has not become widely used in production. 6. Calculations in the scientific work performed on the basis of research [25] showed that the creasing angles can be smaller than those indicated. The hardness of the mutual materials has a much greater influence than the cutting modes. 7. The modeling performed by us cannot take into account the entire multifactoriality of experimental studies, but it is a confirmation of the theoretical preparation performed earlier. These studies, at least, can direct us in the direction of developing multivariate designs of reamers. Therefore, to obtain more adequate research results, it is necessary to approach the input conditions of the model in more detail. 8. For theoretical and scientific research, the study is of interest, but in practice it will be better to use 2 separate tools, because the simpler the better. This is explained not only by scientific novelty, practical feasibility, but also by the cost of operation. This tool is primarily focused on mass production. As a consequence of the previous points, such technical problems are the driving force for the search for something new, and in this case, reamer designs, because there are examples of successful use of a combined tool in industry.