автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.07, диссертация на тему:Повышение эффективности накатывания конических резьб

Па правах рукописи

ДОЛЖИКОВ ДМИТРИЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ

НОВЫIIIКИМР 'ЭФФЕКТИВНОСТИ НАКАТЫВАНИЯ КОНИЧЕСКИХ

РЕЗЬБ

Специальность 05.02.07 Технология и оборудование механической и фичико-техннческой обработки

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

- 3 МОЯ 2011

Орел - 201 1

4859451

Работа выполнена на кафедре «Технология машиностроения и конструкторско-технологическая информатика» Технологического института им. H.H. Поликарпова ФГБОУ ВПО "Госуниверситет - УНПК".

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Киричек Андрей Викторович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Хандожко Александр Владимирович

кандидат технических наук Силантьев Сергей Александрович

Ведущая организация:

ФГБОУ ВПО «Донской государственный технический университет» (г. Ростов-на-Дону)

Защита состоится «II» ноября 2011 г. в 12 часов на заседании диссертационного совета Д 212.182.06 при ФГБОУ ВПО "Госуниверситет -УНПК"

по адресу 302020, г. Орел, Наугорское шоссе, 29, аудитория 212.

Ь

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ "Госуниверситет - УНПК"

ВПО

Автореферат разослан " 07 " октября 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Ю.В. Василенко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В современной промышленности достаточно часто используются соединения с коническими резьбами. Наиболее важными областями их применения являются: нефтяная промышленность, газовая промышленность, строительство и т.д. В условиях развития современной техники повышаются и требования к коническим резьбовым соединениям. В связи с этим существует необходимость повышения эффективности методов формообразования конических резьб.

Известно, что одним из наиболее эффективных способов формообразования и упрочнения резьбы является обработка пластическим деформированием - накатывание. Накатывание позволяет получить резьбу с большей усталостной и статической прочностью, чем нарезание. Накатанная резьба имеет меньшую шероховатость поверхности и не склонна к задирам в процессе свинчивания-развинчивания.

Однако для обработки конической резьбы процесс накатывания на данный момент применяется крайне редко. Расширение области применения накатывания для получения конической резьбы сдерживается недостаточной изученностью процесса.

Накатыванию наружных цилиндрических резьб посвящены работы А.Н. Афонина, А. Кепхарта, A.B. Киричека, В.В. Лапина, Э.П. Лугового, IO.A. Миропольского, М.И. Писаревского, Т.А.Султанова, В.Г. Якухина, А.И. Якушева и других исследователей. Изучению процессов накатывания конических резьб не уделялось достаточно внимания. В своих трудах М.И. Писаревский дает рекомендации по расчету геометрических размеров роликов для накатывания конической резьбы. Известны разработки оснастки и инструмента для накатывания конических резьб Кирпичниковым Ф.П. и соавторами. Данные работы основаны на практическом опыте и носят фрагментарный характер. Систематические научно обоснованные рекомендации по накатыванию конических резьб в существующей на сегодняшний день литературе отсутствуют.

Накатывание конических резьб имеет существенные отличия по сравнению с накатыванием цилиндрических. При накатывании конических резьб с осевой подачей почти все витки ролика являются одновременно и заборными и калибрующими и вступают в работу практически одновременно. В связи с этим силы деформирования при накатывании конических резьб выше, чем при накатывании цилиндрических.

Наибольшие сложности при накатывании конических резьб возникают из-за того, что осевое перемещение инструмента или заготовки вызывает изменение радиального обжатия. При этом даже небольшие осевые перемещения могут привести к поломке инструмента. Одной из особенностей накатывания конической резьбы является разность сил, действующих на боковые стороны витка ролика в процессе накатывания.

Из-за разности диаметров противоположных концов ролика касательные скорости различных витков при накатывании конических резьб имеют различную величину, что вызывает большее проскальзывание ролика

относительно заготовки по сравнению с накатыванием цилиндрических резьб и может значительно снизить стойкость резьбонакатного инструмента.

В связи с выше сказанным можно сделать вывод, что для повышения эффективности накатывания конической резьбы требуются углубленные исследования данного процесса.

Цель работы: повышение качества и производительности изготовления конических резьб за счет расширения области применения накатывания, управления кинематикой процесса и конструктивными параметрами резьбонакатного инструмента.

Объектом исследований является процесс накатывания наружных конических резьб.

Предметом исследований является кинематика процесса накатывания конических резьб, конструктивные параметры резьбонакатного инструмента, напряженно-деформированное состояние инструмента и заготовки.

Методы исследований. Теоретические исследования базируются на научных основах технологии машиностроения, теории пластичности, численных методах решения систем дифференциальных уравнений (методе конечных элементов). Экспериментальные исследования базируются на теории планирования эксперимента, статистической обработки экспериментальных данных и регрессионного анализа.

Научная новизна работы.

1. Выявлено, что величина взаимного проскальзывания инструмента и заготовки при накатывании наружных конических резьб связана прямой зависимостью с длиной, углом конуса накатываемой резьбы и обратной зависимостью с диаметром накатного ролика. Наибольшее влияние на проскальзывание оказывает угол конуса резьбы

2. Установлено, что разность сил, действующих на боковые стороны витков ролика со стороны большего и меньшего торцев, при превышении площади пятна контакта инструмента и заготовки более 10 мм2 и при превышении угла конуса резьбы более 2° начинает резко возрастать, в связи с чем ее необходимо учитывать в расчетах чтобы избежать снижения стойкости резьбонакатного инструмента.

3. Установлен характер связи силы накатывания, эквивалентных деформаций и запаса пластичности заготовки с конструктивно-технологическими параметрами процесса накатывания конических резьб.

Практическая ценность работы.

1. Разработан новый способ накатывания конических резьб и инструмент для его реализации, защищенные патентами РФ на изобретение.

2. Разработаны технологические рекомендации по проектированию резьбонакатуюго инструмента и образованию наружных конических резьб.

3. Разработаны регрессионные математические модели, связывающие эквивалентные деформации, силу деформирования и нормализованный критерий разрушения Кокрофта-Лейтема с конструктивными параметрами инструмента и заготовки при накатывании наружных конических резьб.

4. Разработана методика нормирования точности заготовок для накатывания наружных конических резьб.

Результаты работы апробированы и внедрены на предприятиях машиностроительного комплекса г.Москвы и г.Орла.

Апробация работы: основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на:

• ежегодных научно-технических конференциях преподавателей и сотрудников Орловского государственного технического университета;

• X международной научно-технической конференции «Технология 2008», г. Орел, ОрелГТУ, 2008г.;

• международной научно-технической конференции «Инструментальные системы машиностроительных производств». - Тула: ТулГУ, 2008

• XXXV Международной молодежной научной конференции Гагаринские чтения, Москва, РГТУ МАТИ, 2009;

• региональной научно-практической конференции «Научный потенциал Орловщилы в модернизации промышленного комплекса малых городов России», ОрелГТУ ТИ Ливенский филиал, г. Ливны, 2010г.;

• Г f Г международной научно-технической конференции «Модернизация Машиностроительного комплекса России на научных основах технологии машиностроения (ТМ-2011)», г. Брянск, БГТУ, 2011г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ, из них 5 статей в изданиях, рекомендованных ВАК, 2 патента РФ на изобретение.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных результатов работы; выполнена на 156 станицах и содержит 60 рисунков, 4 таблицы, список использованной литературы из 108 наименований, приложения.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, поставлена цель исследований, сформулированы задачи для достижения поставленной цели, определена научная новизна и практическая ценность работы.

В первой главе приведен обзор деталей с коническими резьбами. Дана классификация конических резьб и требований, предъявляемых к ним. Произведен анализ существующих методов обработки резьб, выявлены достоинства и недостатки. Наиболее перспективным для обработки конических резьб является процесс накатывания, позволяющий получать резьбы с высокими прочностными характеристиками, качеством поверхности, обладающий высокой производительностью.

Накатывание конических резьб вызывает существенно большие технологические трудности, чем цилиндрических. Это связано с повышенным проскальзыванием ролика относительно заготовки, неравномерностью нагруженности боковых сторон витков профиля инструмента и повышенными силами деформирования.

В результате обзора существующих технологий накатывания резьб выявлены достоинства и недостатки каждой. Применение схемы накатывания с

осевой подачей для получения конической резьбы видится наиболее целесообразным, так как:

- позволяет получать резьбы большей точности;

- конструкция оснастки и инструмента проще по сравнению с другими схемами;

- позволяет использовать для накатывания универсальное токарное и сверлильное оборудование.

Сформированы следующие задачи исследования:

1. Выявить характер влияния конструктивных параметров инструмента на величину взаимного проскальзывания инструмента и заготовки.

2. Разработать рекомендации по снижению проскальзывания инструмента и заготовки.

3. Разработать научно обоснованные рекомендации по нормированию точности размеров заготовок под накатывание конических резьб.

4. Определить требуемую точность останова подачи резьбонакатной головки в зависимости от точности размеров профиля резьбы.

5. Выявить характер влияния параметров процесса накатывания на разнонагруженность боковых сторон профиля витков резьбонакатного инструмента со стороны меньшего и большего торцев и определить их критические значения.

6. Разработать конечноэлементную модель для исследования напряженно-деформированного состояния инструмента и заготовки при накатывании конической резьбы.

7. Разработать экспериментальный измерительный комплекс для оценки адекватности расчетных моделей.

8. Выявить влияние исследуемых параметров на возникающие радиальные силы, поля распределений напряжений и деформаций, запас пластичности заготовки.

9. Разработать технологические рекомендации по накатыванию наружных конических резьб и проектированию резьбонакатного инструмента.

Во второй главе приведена общая схема исследования процесса накатывания конических резьб.

Описаны теоретические основы методики предлагаемого вычислительного эксперимента, основанного на использовании метода конечных элементов (МКЭ). Произведен анализ и выбор программного обеспечения для его проведения. Для проведения вычислительного эксперимента предложено использовать систему Deform 3D.

Раскрыты принципы регрессионного анализа экспериментальных данных. Предложено программное обеспечение ЭВМ для обработки экспериментальных данных и построения регрессионных моделей. Для обработки экспериментальных данных использовалась программа Statistica.

Приводится описание разработанного для натурного эксперимента автоматизированного измерительного комплекса и тензометрической резьбонакатной головки, входящей в его состав. Разработанная экспериментальная резьбонакатная головка позволяет измерять радиальные

силы, возникающие в процессе накатывания резьб, а так же полученные результаты для их дальнейшей обработки на ЭВМ.

передавать

В третьей главе приведены теоретические исследования.

На первом этапе произведен анализ проскальзывания, возникающего в процессе накатывания конических резьб. При достижении критического значения оно не благоприятно сказывается на стойкости резьбонакатного инструмента и качестве поверхности накатанной резьбы. Выявлено, что проскальзывание вызвано разницей диаметров инструмента и заготовки и, следовательно, касательных скоростей их витков, по длине накатываемой резьбы в связи с её конической формой (рис. 1).

Ьпцш»

[•-¡Л. рпткп

»/? J

Рис. I. Схема накатывания конической резьбы коническими роликами с параллельными осями инструмента и заготовки.

Опираясь на предложенную М.И. Писаревским зависимость для определения величины максимальной скорости проскальзывания при накатывании цилиндрических резьб получена формула максимальной скорости проскальзывания при накатывании конических резьб. Её величина находится как разность касательных скоростей ролика на большем торце и заготовки соответственно на меньшем торце. В результате преобразований и расчетов получена следующая зависимость:

(1)

2 УМг

ша\ Д/шш

V =

р*

А,

Н + В^

2 11 ы пин ^ ^

где У0 — скорость накатывания, м/с; (р - угол конуса резьбы, град;

- диаметр большего торца ролика, мм;

А/тш - диаметр меньшего торца детали, мм;

Н — высота профиля резьбы, мм;

В - длина резьбы, мм.

Формула (1) справедлива при следующих допущениях: контактирующие тела абсолютно жесткие (пластические деформации не учитываются), накатывание без проскальзывания происходит только в полюсе зацепления (рис. I). Варьируя исходными данными, получены зависимости скорости проскальзывания от параметров накатывания (рис. 2).

В соответствии с зависимостью (I) построены графики распределения скорости проскальзывания (рис. 3) от различных сочетаний факторов: угол конуса ф (рад), радиус ролика (мм) и длина накатываемой резьбы В (мм), высота профиля резьбы Н (мм).

В исследованиях Д.П. Макарова установлено, что проскальзывание более 3,5% является критическим, так как материал заготовки в области контакта находится в пластической области. Это значение отмечено на графиках.

Рис. 2. Скорость взаимного проскальзывания ролика и заготовки (м/мин) при диаметрах заготовки и ролика Эзаг и с!рол соответственно.

Установлено, что с увеличением длины накатываемой резьбы и угла её конуса проскальзывание ролика относительно заготовки увеличивается и достигает максимального значения на торцах. Наряду с этим, при увеличении диаметра ролика скорость проскальзывания уменьшается. Наибольшее влияние на проскальзывание оказывает изменение угла конуса. Значительной величины проскальзывание достигает при увеличении угла конуса резьбы более 2°.

Предложен прогрессивный способ накатывания конических резьб со скрещивающимися осями инструмента и заготовки (рис. 4), позволяющий снизить проскальзывание до 10 раз.

Средний диаметр резьбы ролика в центральном осевом сечении, находящемся на расстоянии В/2 от торцов, определяется по формуле

к< , (2)

где - средний диаметр резьбы заготовки в центральном осевом сечении, мм;

крП к, - количество заходов резьбы ролика и заготовки соответственно.

В, мм

V,,., м/мин

ф Ург, м/мин

1-1, мм

Рис. 3. Зависимость скорости взаимного проскальзывания (Ург) ролика и заготовки (м/мин) от угла конуса ф (град), радиуса ролика Рг (мм), длины накатываемой резьбы В (мм) и высоты профиля резьбы Н (мм).

Поскольку за счет сил трения ролики сообщают заготовке вращение, со скоростью, пропорциональной отношению диаметров роликов и заготовки:

к ,

(3)

касательные скорости витков роликов и накатываемых ими участков резьбы заготовки будут равны.В частности для торца ролика с большим диаметром будет выполняться равенство:

у„ = V, = 2л/^Ч + В зт <рр j = 2 (¿2 + Вз! п <р). (4)

Рис. 5. Распределения скорости проскальзывания (V,,,,) по высоте профиля

резьбы (Ь).

Рис. 4. Схема накатывания конической резьбы коническими роликами скрещивающимися осями инструмента и заготовки.

На рисунке 5 приведены распределения скорости проскальзывания по высоте профиля резьбы: а) при накатывании по схеме с параллельными осями роликов и заготовки; б) при накатывании по схеме с перекрещивающимися осями.

Упр. м/мин

Из графиков, представленных на рис. 5, видно, что проскальзывание при накатывании конической резьбы предложенным способом значительно ниже, чем при накатывании классическим методом. Предлагаемый способ позволит избежать повышенного проскальзывания витков ролика относительно заготовки, повысить стойкость резьбонакатного инструмента и качество поверхности накатываемой резьбы.

На сегодняшний день в существующей литературе отсутствуют рекомендации по определению полей допусков заготовок под накатывание конической резьбы. Вторым этапом на основе известных формул для расчета диаметра заготовки под накатывание цилиндрической резьбы предложена зависимость, связывающая поля допусков на диаметр цилиндрической части заготовки, длину конической части и угол конуса поверхности под накатывание с предельными размерами накатываемой резьбы на торце:

2 Г 2 1 2 Пг 2

--<4.Л++(5)

а

(¿и - о - - -+&.-)

где Тс1л Тс4, и Тйф - поля допусков на диаметр, длину и угол конуса заготовки соответственно,

Ь - длина конуса заготовки, <р - угол конуса заготовки, а - угол профиля резьбы, Р - шаг резьбы,

(1Штах, йрттах - 'наибольшие средний, внутренний и наружный

диаметры резьбы соответственно,

<12ттт, й1ттю ¿рттп - наименьшие средний, внутренний и наружный

диаметры резьбы соответственно.

Следует отметить ряд допущений для зависимости (5): она справедлива для случая накатывания треугольных конических резьб, так как в настоящее время накатыванием изготавливают только их; механические свойства материала заготовки не учитываются.

В соответствии с формулой (5) построен график зависимости поля допуска на диаметр заготовки от полей допусков на длину и угол конуса заготовки (рис. 6).

График (рис. 6) характеризует связь полей допусков для любой конической резьбы, но численно отражает случай с резьбой по ГОСТ 633-80. Из него следует, что наибольшее влияние на точность заготовки оказывает величина поля допуска на угол конуса. Влияние величины поля допуска длины конической части на точность заготовки невелико.

"1

При ужесточении допуска на диаметр цилиндрической части заготовки, допуски на угол конуса и на длину конической части заготовки так же требуется ужесточить и наоборот.

Для накатывания конической резьбы резьбонакатной головкой с осевой I подачей чрезвычайно важно определить точность останова головки, чтобы достичь требуемой точности накатанной резьбы, исключив поломку инструмента. На третьем этапе теоретическими методами выявлена зависимость величины поля допуска осевого перемещения инструмента от угла конуса накатываемой резьбы (рис. 7):

где Ит1Х и ктт - высота витка резьбы по верхнему и нижнему отклонению | соответственно.

Рис. 6. График зависимости поля допуска на диаметр заготовки от полей допусков па длину и угол конуса заготовки.

При накатывании конической резьбы с небольшим углом конуса величина поля допуска на осевое перемещение резьбонакатной головки достаточно велика. При ее остановке возможен поворот заготовки более чем на один оборот, что допустимо как при ручном останове, гак и при автоматическом. В то же время, чем больше угол конуса резьбы, тем выше должна быть точность останова.

На четвертом этапе при рассмотрении силовых характеристик процесса накатывания конических резьб выявлена разнонагруженность боковых сторон профиля витков инструмента со стороны большего и меньшего

торца. При достижении критического значения разности сил возможна поломка резьбонакатного инструмента.

В работах М.И. Писаревского, A.B. Киричека и А.Н. Афонина приведены зависимости для расчета полной силы деформирования при накатывании цилиндрического винтового профиля. На основании этих формул графическими и геометрическими методами получена зависимость, характеризующая разность сил, действующих на боковые стороны профиля витков резьбонакатного инструмента со стороны большего и меньшего торцев:

AP = pk-S,

1

1

cos

а + <р

cos

а -<р 2 )

(7)

где рк - контактное давление,

5„ - проекция площади пятна контакта инструмента и заготовки, а - угол профиля резьбы, (р - угол конуса резьбы.

Рис. 7. Зависимость величины поля допуска осевого перемещения инструмента

от угла конуса накатываемой конической резьбы по ГОСТ 25229-82, при предельном отклонении высоты витка резьбы равным: а) +0,032; б) +0,048; в)

+0,064.

На основании зависимости (7) построен контурный график, отражающий характер влияния угла конуса резьбы и проекции площади пятна контакта инструмента и заготовки на разность сил, действующую на боковые

стороны профиля витков конической резьбы со стороны большего и меньшего торца (рис. 8).

С увеличением угла конуса резьбы <р и площади пятна контакта Sn разность сил, действующих на боковые стороны профиля витка резьбонакатного ролика, увеличивается. Значительное приращение к разности сил наблюдается при площади пятна контакта инструмента и заготовки более 10 мм2 и при превышении угла конуса резьбы более 2°.

В четвертой главе приведена методика моделирования накатывания " конических резьб методом конечных элементов в программе Deform 3D. Описан алгоритм моделирования, принятые допущения, особенности I кинематики и модель заготовки. Механические свойства материалов заготовок задавались мультилинейной кривой упрочнения с использованием библиотеки материалов DEFORM. Заготовка принималась жестко пластичной, а инструмент идеально жестким. Заготовка оставалась неподвижной, все движения сообщались инструменту.

Для подтверждения теоретических данных необходимо оценить адекватность расчетного эксперимента натурным. Приведено планирование и описание натурного эксперимента по накатыванию конических резьб. По полученным в результате натурного эксперимента данным построены графики зависимости радиальной силы по времени, которые сравнены с графиками, полученными в результате вычислительного эксперимента в Deform 3D.

Рис. 8. Зависимость разности сил, действующих на боковые стороны профиля витка ролика, от угла конуса резьбы и проекции площади пятна контакта инструмента и заготовки.

В результате проверки адекватности расчетных данных выявлено, что их расхождение с экспериментальными данными не превышает 15%, что допустимо.

Полученные в результате расчетного эксперимента данные проанализированы, построены регрессионные математические модели. Ниже приведены некоторые из них.

Математическая модель максимальных эквивалентных деформаций при накатывании конической резьбы:

Е = 16.29861 - 0.0598 • а - 5.60202 • Р -0.68215 • <р + 0.24841 • - 0.41899 ■ с!: + + 0.00508 « Я+ 0.00177-а ■ - 0.00081 • а + 0.00099-а-Ы, -0.02079-Р-<р-- 0.03143 • Р -й, + 0.04241 - Р ■ -0.00586 ср+ 0.00469 <р ■с!1 -0.01459-с/г ■ с/г - (8)

-0.00066- в2 + 1.84538 Р2 + 0.06145 <р2 + 0.00911 -<2 + 0.00669-2 + + 0.00001 -а'-0.17203-Р3 + 0.0043-<р3

Математическая модель силы деформирования при накатывании конической резьбы:

Р, = 72838.7 - 403.8 - а - 16373.9 ■ Р +1383.2 ■ - 2282.1 - с/, + 20.2 а -Р-

-\l-a d, + 3-а-с/1-124.6-Р-</, +166 Р с/г -14.5-<г>-^ +19.7■р-е11 - (9)

-64.7-<.+2-а2 +4622.8 Я2 - 441.2- «о2 + 37.5 -+ 32.1 ■ с/г2 - 431.2 Я1 +53.7-<о'

По моделям (8) и (9) построены контурные графики зависимости эквивалентных деформаций £ от угла конуса резьбы ср и шага Р, силы деформирования Р^т угла профиля резьбы а и угла конуса ср (рис. 9).

Р, мм

е

2

4

3

5

0

2

4

6 <Р° Рс1,н 40 60 80

а)

б)

Рис. 9. Зависимости распределения эквивалентных деформаций е (а) и силы деформирования Рс1 (б) от угла профиля резьбы а, угла конуса резьбы (р и

шага резьбы Р.

Наибольшее влияние на возникающие в процессе накатывания конических резьб деформации оказывает шаг резьбы и угол профиля. Угол конуса резьбы при значении до 4° незначительно сказывается на силах деформирования при накатывании. При накатывании конических резьб с углом конуса более 4° его влияние следует учитывать.

В пятой главе приведены рекомендации по накатыванию наружных конических резьб, сформулированные в результате исследований, проведенных в данной работе:

1. При накатывании наружной конической резьбы с осевой подачей по схеме с параллельными осями инструмента и заготовки необходимо в соответствии с полученными зависимостями выбирать оптимальные параметры накатывания, компенсировать неблагоприятные значения одних из них соответствующими значениями других. Например, при накатывании резьбы достаточно значительной длины и (или) с большим углом конуса, ролики нужно выбирать по возможности наибольшего диаметра, насколько это позволит оснастка.

2. Для существенного снижения проскальзывания при накатывании конических резьб необходимо использовать предложенную прогрессивную схему накатывания со скрещивающимися осями инструмента и заготовки.

3. Назначение размеров заготовки и допусков на них должно производиться исходя из технологических возможностей применяемого оборудования с учетом полученных в данной работе зависимостей. При ужесточении допуска на диаметр цилиндрической части заготовки, допуски на угол конуса и на длину конической части заготовки требуется также ужесточить и наоборот.

4. При накатывании наружной конической резьбы с небольшим углом конуса допуск на осевое перемещение резьбонакатной головки позволяет производить накатывание как с автоматическим, так и с ручным остановом головки. С увеличением угла конуса резьбы точность останова должна быть выше, а при достижении значения более 4° требуется использовать автоматизированный останов резьбонакатной головки.

5. При накатывании мелких конических резьб, с площадью пятна контакта менее 3 мм2 и углом конуса менее 2°, разность сил, действующих на боковые стороны профиля витков ролика, можно не учитывать. В то же время, при превышении этих значений, необходимо производить дополнительные мероприятия по увеличению прочности резьбонакатного инструмента.

6. При проектировании резьбонакатного инструмента для накатывания наружной конической резьбы необходимо руководствоваться полученными математическими моделями. Требуемое упрочнение резьбовой поверхности определяется по распределениям эквивалентных деформаций, при этом необходимо учитывать значение нормализованного критерия разрушения Кокрофта-Лейтема, по достижении которого критического значения происходит разрушение заготовки.

На основе полученных рекомендаций по заказу ОАО «МОЭН» (г. Москва) разработана аксиальная резьбонакатная головка ГРК1 для накатывания конических резьб по ГОСТ 633-80 и ANSI/ASME В 1.20.1

^РТ/АР1) на переводниках насосно-компрессорных труб. С помощью разработанной головки накатана резьба на опытно-промышленной партии переводников. Проведенные сравнительные испытания резьбы на растяжение у партии переводников показали, что накатанная резьба имеет в 1,5 раза более высокую статическую прочность.

Ожидаемый годовой экономический эффект от внедрения результатов исследования составит 0,8 млн. руб.

Основные выводы и результаты работы.

1. В представленной научно-квалификационной работе изложен комплекс научно обоснованных технических и технологических решений задачи повышения качества и производительности изготовления конических резьб за счет расширения области применения накатывания, управления кинематикой процесса и конструктивными параметрами резьбонакатного инструмента, имеющий существенное значение для развития страны.

2. Установлено, что величина проскальзывания в пятне контакта инструмента и заготовки при накатывании наружных конических резьб может достигать 30% и более. Учитывать влияние скорости проскальзывания необходимо при накатывании резьб с углом конуса более 2°. Снизить скорость взаимного проскальзывания можно, увеличив диаметр инструмента.

3. Разработан прогрессивный способ накатывания наружных конических резьб с перекрещивающимися осями инструмента и заготовки, защищенный патентом РФ, который позволяет снизить проскальзывание до 10 раз.

4. Разработана формула, позволяющая определять величины полей допусков на размеры заготовки под накатывание наружных конических резьб.

5. Установлено, что с увеличением угла конуса накатываемой резьбы, точность останова резьбонакатной головки повышается. Если угол конуса резьбы не превышает 4°, допускается производить останов вручную.

6. Установлено, что при накатывании конических резьб разнонагруженность боковых сторон витков профиля инструмента со стороны большего и меньшего торца составляет 10...20%. В связи с этим максимальные напряжения в инструменте при накатывании конических резьб выше, чем при накатывании цилиндрических, на 8... 15%. Следовательно, для увеличения ресурса накатного инструмента необходимо проведение дополнительных мероприятий по повышению его стойкости.

7. На основе тензометрической резьбонакатной головки разработан автоматизированный экспериментальный комплекс. Разработанный комплекс позволяет проводить эксперименты по накатыванию резьбовых канавок шагом 1...10 мм на образцах диаметром 20...70 мм (на наружных поверхностях) или 220...260 мм (на внутренних поверхностях).

8. Расхождение между значениями сил деформирования, полученных при натурном и вычислительном эксперименте, не превышает 15%, что допустимо.

9. Разработана методика, позволяющая моделировать накатывание наружных конических резьб с помощью МКЭ в системе DEFORM с высокой достоверностью. По результатам вычислительного эксперимента построены регрессионные модели, характеризующие влияние параметров процесса накатывания на силы деформирования и эквивалентные деформации, т.е упрочнение заготовки. Установлено, что наибольшее влияние на силы деформирования и эквивалентные деформации оказывает шаг резьбы, соотношение диаметров ролика и заготовки и угол профиля резьбы. Влияние угла конуса резьбы следует учитывать при его значениях, превышающих 4°.

10. Разработаны технологические рекомендации по накатыванию наружных конических резьб и проектированию резьбонакатного инструмента. На их основе разработана аксиальная резьбонакатная головка для накатывания резьбы по ГОСТ 633-80 и ANSI/ASME В1.20.1 (NPT/AP1) на переводниках насосно-компрессорных труб по заказу ОАО «МОЭН» (г. Москва). Ожидаемый годовой экономический эффект от внедрения результатов исследования составляет 0,8 млн. руб.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

Стятьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1. Должиков, Д.А. Накатывание резьб с замковым профилем [Текст] / Киричек А.В., Хромов В.Н., Афонин А.Н., Коренев В.Н., Должиков Д.А. // Упрочняющие технологии и покрытия. 2007, №7. - С. 20-24.

2. Должиков, Д.А. Моделирование процесса поверхностно-объемного пластического деформирования [Текст] / Киричек А.В., Афонин А.Н., Апальков А.Г., Должиков Д.А. // Упрочняющие технологии и покрытия, 2007, № 10 -С. 29-31.

3. Должиков, Д.А. Моделирование процесса накатывания резьб с радиальной подачей в DEFORM 3D [Текст] / Киричек А.В., Афонин А.Н., Апальков А.Г., Должиков Д.А. // Известия ОрелГТУ. Машиностроение! Приборостроение, 2008, № 2-3/270 (545). - С. 39-44.

4. Должиков, Д.А. Прогрессивный способ накатывания наружной конической резьбы [Текст] / Киричек А.В., Афонин А.Н., Должиков Д.А. // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии 2010 №4 -С. 72 - 76.

5. Должиков, Д.А. Расчет скорости проскальзывания инструмента относительно заготовки при накатывании наружных конических резьб [Текст] / Киричек А.В., Афонин А.Н, Должиков Д.А. // Вестник ТулГУ. Сер. Инструментальные и метрологические системы. Материалы междунар. научно-техн. конф. «Инструментальные системы машиностроительных производств» -Тула: ТулГУ, 2008. - С. 147-149

Статьи и тезисы в других изданиях:

6. Должиков, Д.А. Моделирование поверхностно-объемного пластического деформирования [Текст] / Киричек А.В., Афонин А.Н., Апальков А.Г., Должиков Д.А. // Известия ОрелГТУ. Машиностроение.

Приборостроение, 2007, № 1/265 (531).-С. 114-118.

7. Должиков Д.А. Определение рациональных геометрических параметров инструмента при накатывании конических резьб |Текст] / Должиков Д.А. // XXXV Гагаринские чтения Международная молодежная научная конференция. Научные труды в 8 томах. T.I.M.: МАТИ, 2009, 290с.

8. Должиков, Д.А. Применение процесса накатывания для изготовления конических резьб |Текст] / Должиков Д.А. // Сборник трудов региональной научно-практической конференции молодых ученых и аспирантов «Научный потенциал Орловщины в модернизации промышленного комплекса малых городов России». Орел: ОрелГТУ, 2010. - С. 23-27.

9. Должиков, Д.А. Тензометрическая резьбонакатная головка [Текст] / Киричек A.B., Афонин А.Н, Должиков Д.А. // Сборник трудов 3-й международной научно-технической конференции «Модернизация Машиностроительного комплекса России на научных основах технологии машиностроения (ТМ-2011)». Брянск: Десяточка, 2011г. - С. 120-121.

Патенты РФ на изобретение

10. Патент РФ №2371273(09) Способ накатывания наружных конических резьб // Степанов Ю.С., Киричек A.B., Афанасьев Б.И., Афонин А.Н., Должиков Д.А. Бюл. №8, 14.03.2009.

11. Патент РФ №2384382(09) Резьбонакатной инструмент для накатывания наружных конических резьб // Степанов Ю.С., Киричек A.B., Афанасьев Б.И., Афонин А.Н., Должиков Д.А. Бюл. №2, 20.03.2010.

Подписано в печать 07.10.201 1 Формат 60x84/16. Бумага для множит, техники. 1'арнитура Times New Roman Печать электрографическая. Усл. меч. л. 0,625. Уч.-изд. л. 0,7. Тираж 100 экз. Отпечатано с готового оригинал-макета на полиграфической базе Госуниверситет-УНПК 302030, г. Орел, ул. Московская, 65

Введение

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Обзор деталей с коническими резьбами.

1.2. Обзор конических резьб и требований к ним.

1.3. Обзор способов обработки конических резьб.

1.4. Существующие технологии накатывания резьб.

1.5. Цели и задачи исследования.

2. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ, ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ И ФИКСИРУЮЩАЯ АППАРАТУРА.

2.1. Общая схема исследований, процесса накатывания 36 конических резьб.

2.2. Описание метода конечных элементов.

2.3. Анализ программ,1 реализующих МКЭ. "

2.4. Описание метода регрессионного анализа.

2.5. Экспериментальная установка и оборудование. 58*

3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ.

3.1. Расчет скорости проскальзывания инструмента относительно заготовки при накатывании конических резьб.

3.2. Нормирование точности заготовок под- накатывание наружной конической резьбы.

3.3. Определение требуемой точности останова подачи резьбонакатной головки в зависимости от точности размеров профиля резьбы.

3.4 Определение разнонагруженности витка резьбонакатного инструмента при накатывании конических резьб.

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ.

4.1. Методика моделирования накатывания конических резьб методом конечных элементов в DEFORM 3D.

4.2. Планирование и проведение эксперимента.

4.3. Проверка адекватности расчетных моделей накатывания конической резьбы, полученных в Deform 3D.

4.4. Регрессионные математические модели для накатывания наружных конических резьб.

5. АПРОБАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ.

5.1. Рекомендации по накатыванию наружных конических резьб.

5.2. Промышленная апробация результатов работы.

5.3. Расчет экономического эффекта.

В современной промышленности достаточно часто используются соединения с коническими резьбами. Наиболее важными областями их применения являются: нефтяная промышленность, газовая промышленность, строительство и т.д. В условиях развития современной техники повышаются и требования к коническим резьбовым соединениям. В связи с этим существует необходимость повышения эффективности методов формообразования конических резьб.

Известно, что одним из наиболее эффективных способов формообразования и упрочнения резьбы является обработка пластическим деформированием - .накатывание. Накатывание позволяет получить резьбу с большей усталостной и статической прочностью, чем нарезание. Накатанная резьба имеет меньшую шероховатость поверхности и не склонна к задирам в процессе свинчивания-развинчивания.

Однако для обработки конической резьбы процесс накатывания на данный момент применяется крайне редко. Расширение области применения накатывания для получения конической резьбы сдерживается недостаточной изученностью процесса.

Накатыванию наружных цилиндрических резьб посвящены работы А. Кепхарта, A.B. Киричека, В.В. Лапина, Э.П. Лугового, Ю.А. Миропольского, М.И. Писаревского, Т.А. Султанова, В.Г. Якухина, А.И. Якушева и других исследователей. Изучению процессов накатывания конических резьб не уделялось достаточно внимания. В своих трудах М.И. Писаревский дает рекомендации по расчету геометрических размеров роликов для накатывания конической резьбы. Известны разработки оснастки и инструмента для накатывания конических резьб Кирпичниковым Ф.П. и соавторами.

Данные работы основаны на практическом опыте и носят фрагментарный характер. Систематические научно обоснованные рекомендации по накатыванию конических резьб в существующей на сегодняшний день литературе отсутствуют.

Накатывание конических резьб имеет существенные отличия по сравнению с накатыванием цилиндрических. При накатывании конических резьб с осевой подачей почти все витки ролика являются одновременно и заборными и калибрующими и вступают в работу практически одновременно. В связи с этим силы деформирования при накатывании конических резьб выше, чем при накатывании цилиндрических.

Наибольшие сложности при накатывании конических резьб возникают из-за того, что осевое перемещение инструмента или заготовки вызывает изменение радиального обжатия. При этом даже небольшие осевые перемещения могут привести к поломке инструмента. Одной из особенностей накатывания конической резьбы является разность сил, действующих на боковые стороны витка ролика в процессе накатывания.

Из-за разности диаметров противоположных концов ролика касательные скорости различных витков при накатывании конических резьб имеют различную величину, что • вызывает большее проскальзывание ролика относительно заготовки по сравнению с накатыванием цилиндрических резьб и может значительно снизить стойкость резьбонакатного инструмента. .

В связи с выше сказанным можно сделать вывод, что для повышения эффективности накатывания конической резьбы требуются углубленные исследования данного процесса.

Цель работы: повышение качества и производительности изготовления конических резьб за счет расширения области применения накатывания, управления- кинематикой процесса и конструктивными параметрами резьбонакатного инструмента.

Объектом исследований является процесс накатывания наружных конических резьб.

Предметом исследований' является кинематика процесса накатывания конических резьб, конструктивные параметры резьбонакатного инструмента, напряженно-деформированное состояние инструмента и заготовки.

Методы* исследований. Теоретические исследования базируются на научных основах технологии машиностроения, теории пластичности, численных методах решения систем дифференциальных уравнений (методе конечных элементов). Экспериментальные исследования базируются на теории планирования эксперимента, статистической ' обработки экспериментальных данных и регрессионного анализа.

Научная новизна работы.

1. Выявлено, что величина взаимного проскальзывания инструмента и заготовки-при накатывании наружных конических резьб' связана прямой зависимостью с длиной, углом конуса накатываемой резьбы и обратной зависимостью с диаметром накатного ролика. Наибольшее влияние на проскальзывание оказывает угол конуса резьбы

2. Установлено, что разность сил, действующих на боковые стороны витков ролика со стороны большего и меньшего торцев, при превышении площади пятна контакта инструмента и заготовки более 10 мм2 и при превышении угла конуса резьбы более 2° начинает резко возрастать, в связи с чем ее необходимо'учитывать в расчетах чтобы избежать снижения стойкости резьбонакатного инструмента.

3. Установлен характер связи силы накатывания, эквивалентных деформаций и запаса пластичности заготовки с конструктивно-технологическими параметрами процесса накатывания конических резьб.

Практическая ценность работы.

1. Разработан новый способ накатывания конических резьб и инструмент для его реализации, защищенные патентами РФ на изобретение.

2. Разработаны технологические рекомендации по проектированию резьбонакатного инструмента и образованию наружных конических резьб.

3. Разработаны регрессионные математические модели, связывающие эквивалентные деформации, силу деформирования и нормализованный критерий разрушения Кокрофта-Лейтема с конструктивными параметрами инструмента и заготовки при накатывании наружных конических резьб.

4. Разработана методика нормирования точности заготовок для накатывания наружных конических резьб.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. В представленной научно-квалификационной работе изложен комплекс научно обоснованных технических и технологических решений задачи повышения качества и производительности изготовления конических резьб за " счет расширения области применения накатывания, управления кинематикой процесса и конструктивными параметрами резьбонакатного инструмента, имеющий существенное значение для развития страны.

2. Установлено, что величина1 проскальзывания в пятне контакта инструмента и заготовки при накатывании наружных конических резьб может достигать 30% и более. Учитывать влияние скорости проскальзывания необходимо при накатывании резьб с углом конуса более 2°. Снизить скорость взаимного проскальзывания можно, увеличив диаметр инструмента.

3. Разработан прогрессивный .способ накатывания наружных конических резьб с перекрещивающимися осями инструмента и заготовки и инструмент для его реализации, защищенные патентами РФ, которые позволяют снизить проскальзывание до 10 раз.

4. Разработана формула, позволяющая определять величины полей допусков на размеры заготовки под накатывание наружных конических резьб.

5. Установлено, что с увеличением угла конуса накатываемой резьбы, точность останова резьбонакатной головки повышается. Если угол конуса резьбы не превышает 4°, допускается производить останов вручную. 6. Установлено, что при накатывании конических резьб разнонагруженность боковых сторон витков профиля инструмента со стороны большего и меньшего торца составляет 10.20%. В связи с этим, максимальные напряжения в инструменте при накатывании конических резьб выше, .чем при накатывании цилиндрических, на

8. 15%. Следовательно, для увеличения ресурса накатного инструмента необходимо проведение дополнительных мероприятий по I повышению его стойкости.

7. На основе тензометрической резьбонакатной головки разработан автоматизированный экспериментальный . комплекс. Разработанный комплекс позволяет проводить эксперименты по накатыванию резьбовых канавок шагом 1.10мм на образцах диаметром 20.70 мм (на наружных поверхностях) или 220.260 мм (на внутренних поверхностях).

8. Расхождение между значениями сил деформирования, полученных при натурном и вычислительном эксперименте, не превышает 15%, что допустимо.

9. Разработана методика, позволяющая моделировать накатывание наружных конических резьб с помощью МКЭ в системе DEFORM с высокой достоверностью. По результатам- вычислительного эксперимента построены регрессионные модели, характеризующие влияние параметров процесса накатывания на силы деформирования и эквивалентные деформации, т.е упрочнение заготовки. Установлено, что наибольшее влияние на силы деформирования и эквивалентные деформации оказывает шаг резьбы, соотношение диаметров ролика и заготовки и угол профиля резьбы. Влияние угла конуса резьбы следует учитывать при его значениях, превышающих 4°.

10. Разработаны технологические рекомендации по накатыванию наружных конических резьб и проектированию резьбонакатного инструмента. На их основе разработана аксиальная резьбонакатная головка для накатывания резьбы по ГОСТ 633-80 и ANSI/ASME В1.20.1 (NPT/API) на переводниках насосно-компрессорных труб по заказу ОАО «МОЭН» (г. Москва). Ожидаемый годовой экономический эффект от внедрения результатов исследования составит 0,8 млн. руб.

1. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планированиеэксперимента при поиске оптимальных условий. М.: Наука, 1976. 280 с.

2. Ардеев Ж. А. Исследование процесса накатывания резьбы роликами // Вестник машиностроения, 1980, № 11. С. 65—67.

3. Афонин А.Н. Математическое моделирование полей напряжений и деформаций при резьбонакатывании // Известия ОрелГТУ. Машиностроение. Приборосторение, 2005, №3. С. 75-78.

4. Афонин А.Н. Определение рациональной схемы деформирования при накатывании резьб с помощью системы DEFORM //

5. Совершенствование процессов и оборудования обработки давлением в металлургии и машиностроении / Тематич. сб. научн. трудов междунар. конф. Краматорск: ДонГМА, 2008. С. 76 - 78.

6. Афонин А.Н. САПР роликов повышенной стойкости для накатывания наружных резьб с осевой подачей // Известия ОрелГТУ. Машиностроение. Приборостроение, 2006, №1. С. 5255.

7. Афонин А.Н. Системы автоматизированного проектирования резьбонакатного инструмента // Современные проблемы машиностроения. Труды IV международной научно-технической конференции. Томск: Издательство ТПУ, 2008. - С. 584-587.

8. Афонин А.Н. Повышение эффективности технологии деформационного формообразования и упрочнения резьб и профилей. Дисс. . канд. техн. наук. М.: МГАПИ, 2000. - 149 с.

9. Афонин А.Н., Киричек A.B. Схемы деформирования при накатывании резьб // Известия ОрелГТУ. Серия «Фундаментальные

10. Батоврин В.К., Бессонов A.C., Мошкин В.В., Папуловский* В.Ф. LabVIEW: практикум по основам измерительных технологий: Учебное пособие для вузов. М.: ДМК-Пресс, 2005. - 208 с.

11. Богатов A.A. Мижирицкий О.И., Смирнов C.B. Ресурс пластичности при обработке давлением. М.: Металлургия, 1984. -144 с.

12. Боровиков В. Statistica. Искусство анализа данных^ на компьютере: Для профессионалов. С.-Пб: Питер, 2006. - 688'С.

13. Бурман З.И:, Артюхин> Г.А., Зархин Б Я Программное обеспечение матричных алгоритмов- и, метода конечных элементов в инженерных расчетах. М.: Машиностроение, 1988. - 256 с.

14. Васильчиков М.В., Волков. MiMï Поперечно-винтовая- прокатка изделий с винтовой поверхностью. М.: Машиностроение, 1968. -142 с.

15. Воронцов А.Л. Сопоставление применения метода конечных элементов^ и, аналитических« методов решения задач обработки давлением // Вестник машиностроения; 2003, №4. С.67-71.

16. Гайдышев И. Анализ и^ обработка' данных: специальный справочник СПб: Питер, 2001. - 752 с.

17. Гилл Ф., МиррейУ., Райт М. Практическая оптимизация: Пер. с англ. М.: Мир, 1985. 510 с.

18. Голенков В. А., Радченко С.Ю. Технологические процессы обработки' металлов давлением- с локальным нагружением заготовки. М.: Машиностроение, 1997. -226 с.

19. Трудов A.A., Комаров П.Н. Высокопроизводительный1 резьбообразующий инструмент. Обзор. М.: НИИмаш, 1980. -64 с.

20. Трудов A.A., Комаров П.Н. Силы при накатывании резьб // Станки и инструмент, 1981, №1.-С. 19-21.

21. Трудов A.A., Комаров П.Н., Ржевский В.Ф. Резьбонакатные ролики повышенной производительности // Станки и инструмент, №4, 1974.-С. 22-24.

22. Гун Г .Я. Теоретические основы обработки металлов давлением. -М.: Металлургия, 1980. -456 с.

23. Дейнеко В.Г. Новые способы непрерывного накатывания резьб и ■ других профилей. М.: Машгиз. 1961. - 160 с.

24. Должиков Д.А. Определение рациональных геометрических параметров инструмента при накатывании конических резьб // XXXV Гагаринские чтения Международная молодежная научная конференция. Научные труды в 8 томах. Т.1.М.: МАТИ, 2009, 290с.

25. Дрозд М.С., Матлин М.И., Сидякин Ю.И. Инженерные расчеты упругопластической деформации. М.: Машиностроение, 1986. -244 с.

26. Жарченков Ю.Н. Инструменты для многопроходного* накатывания резьб. Дисс. . канд. техн. наук. М., 1975. 167 С.

27. ЗайдесС.А., Исаев А.Н. Технологическая механика осесимметричного деформирования. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2007. - 432 с.

28. Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике: Пер. с англ. -М.: Мир, 1975.-542 с.

29. Качанов J1.M. Основы теории пластичности. М.: «Наука», 1969. -421 с.

30. Киричек А.В'. Комплексное обеспечение качества несоосных винтовых механизмов и тяжелонагруженных резьбовых деталей. -М:: ИЦ МГТУ СТАНКИН, 2002. 242 с. ,

31. Киричек A.B., Афонин А.Н: Накатывание резьб нефтяного сортамента // Упрочняющие технологии и покрытия, 2009, № 7. С. 7-11.

32. Киричек A.B., Афонин А.Н. Определение диаметра заготовок под накатывание резьбы с помощью систем 3D моделирования // СТИН, 2005, №6. С. 28-30.

33. Киричек A.B., Афонин А.Н. Резьбонакатывание. Библиотека технолога. М.: Машиностроение, 2009. - 312 с.

34. Киричек A.B., Афонин А.Н., Зайцев А.Н. Влияние величины поля допуска витков заборной части на стойкость резьбонакатных роликов // Справочник. Инженерный журнал, 2004, №1. С. 39-41.

35. Киричек A.B., Афонин А.Н., Иванов К.В. Геометрическое моделирование процессов обработки давлением с локальным контактом инструмента и заготовки // Кузнечно-штамповочное производство, 2004, № 9. С. 21-25.

36. Киричек A.B., Афонин А.Н., Кульков И.Б. Совершенствование профиля заборной части резьбонакатного инструмента // Сб. научн. трудов «Проектирование технологических машин». Вып. 15. М.:

37. МГТУ "Станкин", 1999 С. 54-66

38. Киричек A.B., Афонин А.Н., Апальков А.Г., Должиков Д.А. Моделирование процесса поверхностно-объемного пластического деформирования // Упрочняющие технологии и покрытия, 2007, № 10.-С. 29-31.

39. Киричек A.B.,Афонин А.Н., Апальков А.Г., Должиков Д.А. Моделирование поверхностно-объемного пластическогодеформирования // Известия ОрелГТУ. Машиностроение. Приборостроение, 2007, № 1/265 (531). С. 114-118.

40. Киричек A.B., Афонин А.Н, Должиков Д.А. Тензометрическая резьбонакатная головка // Сборник трудов 3-й международнойнаучно-технической конференции «Модернизацияj

41. Машиностроительного комплекса России на научных основах технологии машиностроения (ТМ-2011)». г. Брянск, Десяточка, 2011г. С. 120-121.

42. Киричек A.B., Афонин А.Н., Должиков Д.А. Прогрессивный способ накатывания наружной конической резьбы // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии, 2010, №4. С. 72 - 76.

43. Кирпичников Ф.П. Расчет роликов для накатывания резьбы при осевой подаче заготовки // Станки и инструмент, №12; 1960.-С. 28-30.

44. Клюшников В.Д. Математическая теория пластичности. М.: Издво Моск. ун-та, 1979. -208 с.1

45. Козин Б.Г., Третьяков В.Б. Резьбообработка: Справочник. М.: Машгиз, 1963. - 105 с.

46. Колмогоров В.Л. Численное моделирование больших пластических деформаций и разрушения металлов // Кузнечно-штамповочное производство, 2003, №2. С. 4-16.

47. Кочуков C.B. Моделирование процесса накатывания резьбы на стержневых изделиях с целью повышения точности и качества // Автореф. дис. . канд техн. наук. Магнитогорск: МагГТУ, 2005. -20 С.

48. Кудрявцев И.В., Тимонин В.М., Рымынова Е.В. Влияние геометрии обкатывающих роликов и режимов обкатывания на изменение параметров упрочняемой резьбы // Станки и инструмент, 1973, №6.-С. 34-36.

49. Кузьменко А.Ф. Закономерности распределения контактных напряжений при накатывании резьбы // Автомобильная промышленность, 2004, №2. С. 25-28.

50. Кузьменко А.Ф., Абрамова В.А. Классификация способов накатывания резьбы // Машиностроитель, 2004, №8. С. 46-49.

51. Локтев Д.А. Обработка резьбы. Обзор современных методов и конструкций инструментов // Оборудование. Рынок, предложение, цены. Приложение к журналу «Эксперт» / Серия «Техническая библиотека». Вып. 2. -48'с.

52. Лындин В.А. Инструмент для накатывания зубьев w шлицев повышенной точности. М.: Машиностроение, 1988'. - 144 с.

53. Львовский E.H. Статистические методы. построения, эмпирических формул: Учеб. пособие. М!: Высшая школа, 1988.239 с.

54. Малинин H.H. Технологические* задачи пластичности' и• »ползучести. М.: Высшая школа, 1979. - 118 с.

55. Марков Д.П. Взаимосвязь коэффициента трения с проскальзыванием в условиях взаимодействия колеса с рельсом// Вестник ВНИИЖТ, 2003, №3. С. 27-29.

56. Марковец М.П. Определение механических свойств металлов по твердости. -М.: Машиностроение, 1979. 191 с.

57. Миропольский O.A., Луговой Э.П. Накатывание резьб и профилей. М.: Машиностроение, 1976. -175 с.

58. Мирошин И.В. Моделирование очагов деформации процессов резания и ППД методом конечных элементов // Современные проблемы в технологии машиностроения; Сб. матер, всеросс. научно-практ. конф. Новосибирск: НГТУ, 2009 г. - С. 262-266.

59. Митчелл Э., Уэйт Р. Метод конечных элементов для уравнений с частными производными. Пер. с англ. М.: Мир, 1981. - 216 с.

60. Моделирование процесса накатывания резьб с радиальной подачей в DEFORM 3D / A.B. Киричек, А.Н. Афонин, А.Г. Апальков,

61. Д.А. Должиков // Известия ОрелГТУ. Машиностроение. Приборостроение, 2008, № 2-3/270 (545). С. 39-44.

62. Мосталыгин Г.П., Герасимова О.В. Определение полей напряжений и деформаций по профилю резьбы, накатанной на стержневых крепежных изделиях // Вестник машиностроения, 2001, №4. С. 25-26.

63. Мяченков В.И. Расчеты машиностроительных конструкций методом конечных элементов. Справочник. М.: Машиностроение, 1989.-403 с.

64. Накатывание резьбы с замковым5 профилем / A.B. Киричек,

65. B.Н. Хромов, А.Н. Афонин, В.Н. Коренев, Д.А. Должиков //

66. Упрочняющие технологии и покрытия, 2007, №7. С. 20-24.

67. Накатывание резьб, червяков, шлицев и зубьев / В.В. Лапин, М.И. Писаревский, В.В. Самсонов, Ю.И. Сизов. Л.: Машиностроение, 1986. - 228 с.I

68. Напалков A.B. Разработка.модели накопления«деформационной поврежденности сталей и её применение в расчетах холодного пластического формообразования. Дисс. . канд. техн. наук. Уфа,1998.-170 с.

69. Новая жизнь треугольной резьбы. Преимущества использования диффузионных цинковых покрытий для соединения труб нефтяного сортамента / Е. Проскурин, С. Арустамов, В. Евдокимов,

70. C. Поликарпов // Оборудование. Технический альманах, 2007, №2.-С. 24-31.

71. Опыт накатывания конической резьбы на предохранительных кольцах обсадных труб / Ф.П. Кирпичников, Ю.А. Поповцев,

72. А.Н.Климов, М.Н. Лефлер // Вестник машиностроения, 1984, №4. -С. 43-45.

73. Отений Я.Н. Взаимосвязь контактных напряжений с усилием деформирования // Вестник машиностроения, 2006, №5. С. 70-71.

74. Отений Я.Н. Сравнительный анализ определения глубиныупрочнения при поверхностном пластическом деформировании по различным методикам // Упрочняющие технологии и покрытия, 2006, №3. С. 3-4.

75. Патент РФ на изобретение №2371273(09) Способ накатывания наружных конических резьб // Степанов- Ю.С., Киричек A.B., Афанасьев Б.И., Афонин А.Н., Должикрв Д.А. Бюл. №8, 14.03.2009.

76. Патент РФ №2384382(09) Резьбонакатный инструмент для накатывания наружных конических резьб / Степанов Ю.С., Киричек A.B., Афанасьев Б.И., Афонин А.Н., Должиков Д.А.

77. Писаревский М.И. Накатывание точных резьб шлицев и зубьев. -Л.: Машиностроение, 1973. 200 с.

78. Писаревский М.И. Новый инструмент для накатывания резьб и-шлицев. Л.: Машиностроение, 1966. -150 с.

79. Планирование эксперимента- в исследовании технологических процессов / К. Хартман и др.: Пер. с нем. Мі: «Мир», 1977. -552 С.

80. Пластичность и разрушение. Под ред. В.Л. Колмогорова. М.: «Металлургия», 1977. - 336 с.

81. Прокофьев А.Н. Технологическое обеспечение прочности и износостойкости резьбовых соединений // Справочник. Инженерный журнал, приложение «Инженерия поверхности», 2006, №4. С. 2124.

82. Резьбообразующий инструмент. Под ред. М.З. Хостикоева. -Пенза: ПГУ, 1999. -405 с.

83. Самсонов B.B. Исследование процесса накатывания червячных профилей. Дисс. к.т.н. Л.: ЛПИ, 1976.

84. Сегал В.М. Технологические задачи теории пластичности. -Минск: «Наука и техника», 1977. -256 с.I

85. Сегерлинд. Л. Применение метода конечных элементов. Пер. с англ. М.: «Мир», 1979. - 392 с.

86. Семин В.И. Современные методы проектирования резьбовых ' соединений труб нефтегазового сортамента для строительстваскважин. Дисс. . докт. техн. наук. М.: 2005. -400 с.

87. Смелянский В.М. Механика упрочнения деталей поверхностным пластическим деформированием. М.: Машиностроение, 2002. -300 с.

88. Смирнов-Аляев Г.А. Сопротивление материалов пластическому деформированию. Л.: Машиностроение, 1961.-464 с.

89. Сравнение твердости резьбовых профилей, полученных пластическим деформированием различными- методами / Д.В.I

90. Бушенин, A.B. Киричек, А.Н.Афонин, И.Б. Кульков^ // Вестник машиностроения, 1999, №10. С. 40-43.

91. Султанов Т.А. Резьбонакатные головки. М.: Машиностроение, 1 1966.- 136 с.

92. Суслов А.Г., Федоров В.П., Горленко O.A. и др. Технологическое обеспечение и повышение эксплуатационных свойств деталей и их соединений / Под общей ред. А.Г. Суслова. М.: Машиностроение, 2006. - 448 с.

93. Таурит Г.Э., Пуховский Е.С., Добрянский С.С. Прогрессивныеiпроцессы резьбоформирования. Киев: Технка, 1975. - 240 с.

94. Теория пластических деформаций металлов / Е.П. Унксов, У. Джонсон, В.Л. Колмогоров и др. Под ред. Е.П. Унксова и А.Г. Овчинникова. М.: Машиностроение, 1983. -598 с.

95. ТревисДж. LabVIEW для всех / Пер. с англ. М.: ДИК Пресс; ПриборКомплект, 2005. - 544 с.

96. Третьяков А.В., Зюзин В.И. Механические свойства металлов и сплавов при пластическом деформировании. Справочник. М.: Металлургия, 1973. - 224 с.

97. Федосов В П., Нестеренко А.К. Цифровая обработка сигналов в LabVIEW: учеб. пособие / под ред. В.П. Федосова. М.: ДМК Пресс, 2007. - 456 с.

98. Фрумин Ю.Л. Высокопроизводительный резьбообразующий1 инструмент. М.: Машиностроение, 1977. -183 с.

99. Юркова Е.В. Совершенствование процесса формирования шурупных резьб с целью повышения износостойкости накатного инструмента. Автореф. дис. . канд. техн. наук. Магнитогорск, 2007.- 18 с.

100. Якухин В.Г. Оптимальная технология изготовления резьб. М.: Машиностроение, 1985. - 184 с.

101. Якухин В.Г., Ставров В.А. Изготовление резьб. Справочник. М.: Машиностроение, 1989. - 192 с.

102. Якушев А.И., Мустаев Р.Х., Мавлютов P.P. Повышение прочности и надежности резьбовых соединений. М.: Машиностроение, 1979. -215с.

103. Cockroft M.G., Latham D.J. Ductility and the workability of metals // Journal of the Institute of Metals. 1968, №96. - Pp. 33-39.

104. Domblesky J.P , Feng F. Two-dimensional and three-dimensional finite element models of external thread rolling // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers Part B-Journal of Engineering Manufacture, v 216 n 4, 2002. Pp. 507-517.

105. Hestens M. R., Stiefel E.I. Methods of conjugate gradients for solving linear systems//Nat. Bur. Std. J. Res. 1952. N 49. P. 409-436.

106. Kephart A.R., Hayde S.Z. Benefits of Thread Rolling Process to the Stress Corrosion Cracking and Fatigue Resistance of High Strength

107. Fasteners // Sixth International Symposium on Environmental Degradation of Materials in Nuclear Power Systems- Water Reactors, August 1-5, 1993, San Diego, CA.

108. Kobayashi S., Oh Soo-lk, Altan T. Metal forming and the finite element method. New York: Oxford University Press, 1989. 198 P.

109. Kukielka K., Kukielka L. The numerical analysis of the external roundr 'thread rolling // Proceedings in Applied' Mathematics and Mechanics, 27 May 2008.

110. Machinery's Handbook. 27th Edition / Erik Oberg, Franklin D. Jones,

111. Holbrook L. Horton, Henry H. Ryffel. Editor: Christopher J. McCauley. -New York: Industrial Press Inc., 2004. 3056 p.

112. Martin J.A. Fundamental Finite Element Evaluation of a Three Dimensional Rolled Thread'Form1 Modeling and Experimental »Results // PVP-373 pg 457467 presented at ASME Pressure Vessel and Piping Conference at San Diego, July 26-30, 1998.

113. Modeling and Analysis of Internal Thread Forming / S. Chowdhary, O.B. Ozdoganlar, S.G. Kapoor, R.E. DeVor // Tech. Pap. Soc. Manuf. Eng. 2002, No MR02-172. Pp. 1-8, and in Trans, of NAMRC/SME, 30. -Pp. 329-336.152