автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.08, диссертация на тему:Повышение эффективности обработки деталей со сложными поверхностями вращения

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ АЗЕРБАЙДЖАНСКОЙ РЕСПУБЛИКИ

АЗЕРБАЙДЖАНСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

УДК 621.91:621.99:621.891

На правах рукописи

Р Г 5 0 •

РАСУЛОВ НАРИМАН МОГБИЛ ОГЛЫ '

•* о МАР ¿Г.?3

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ СО СЛОЖНЫМИ ПОВЕРХНОСТЯМИ ВРАЩЕНИЯ

Специальность 05.02.08 - "Технология машиностроения"

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

БАКУ - 2000

Работа выполнена в Азербайджанском техническом университете.

Официальные оппоненты: Академик Академии проблем

качества РФ, доктор технических наук, профессор СУЛТАН-ЗАДЕ Н.М.

Академик Академии проблем качества РФ, доктор технических наук, профессор ГУСЕЙНОВ Г.А.

Действительный член Международной инженерной академии и Национальной академии Грузии, доктор технических наук, профессор ДЖАНАХМЕДОВ А.Х.

Ведущее предприятие — Азербайджанский институт технологии машиностроения.

Защита состоится " 15 " марта 2000 г., в " 11°° " часов на заседании специализированного совета Б/Д 054.04.01 при Азербайджанском техническом университете по адресу: 370602, г.Баку, проспект Г.Джавида, 25.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Азербайджанского технического университета.

Ваши отзывы на автореферат в 2-х экз., заверенные гербовой печатью, просим направить по вышеуказанному адресу.

Автореферат разослан января 2000 г.

Ученый секретарь специали зированного совета, доктор технических наук, профессор

'.ШАХВЕРДИЕВ

'<Ш /¿>4: /гг. о

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ. Сложные поверхности вращения в виде резьбовых, зубчатых и др. являются основными элементами деталей, широко применяемых в нефтепромысловом деле и производимых на машиностроительных заводах республики. Сложность их формирования обусловливает относительно низкую эффективность обработки.

Повышение эффективности обработки (ПЗО) является извечной задачей машиностроения. Оно достижимо улучшением технологических (качество поверхности, точность обработки, продолжительность элементов технологического процесса и т.п.) или эксплуатационных (срок службы, грузоподъемность и т.п.) показателей деталей.

Все задачи, которые решаются для достижения требуемого качества при изготовлении, сводятся к нахождению или созданию кинематических и размерных связей и к управлению ими в требуемом направлении.

В настоящее время назрела необходимость обобщить существующие работы в области ПЭО, увязать пути ПЭО со связями, действующими при обработке и эксплуатации поверхностей, сделать эти связи удобными и легкодоступными и, управляя ими, достичь ПЭО сложных поверхностей вращения.

Таким образом, ПЭО деталей со сложными поверхностями вращения является неразрывной частью обеспечения эффективности машиностроительного производства и актуально.

ЦЕЛЬЮ РАБОТЫ является ПЭО сложных поверхностей вращения на основе управления связями, формирующимися при обработав и эксплуатации поверхностей деталей.

Исходя из поставленной цели определены основные задачи работы:

- выявление и классификация связей, действующих при изготовлении и эксплуатации изделий и их элементов; выявление происхождения составляющих размеров обработки и механизмов их формирования;

- выявление, систематизация и классификация путей ПЭО; разработка обобщающего критерия для сравнения и оценки эффективности обработки;

- разработка вероятностно - статистического метода определения связи между радиальными размерами, обеспечиваемыми при накатывании резьбы и обтачивании подрезьбовой поверхности; выявление связей между средним диаметром цилиндрических, резьб и технологическими параметрами при накатывании; оптимизация процесса накатывания резьбы;

- исследование технологических связей геометрической формы и размеров при формировании конических резьб, разнонаправленных конических резьб, цилиндрических зубчатых поверхностей, профилей по окружности на боковых поверхностях вращения, и на основе управления ими разработка эффективной технологии обработки этих поверхностей;

- исследование некоторых технологически - эксплуатационных связей замковых резьб, разработка и обоснование критерия для оценки технологически - эксплуатационных связей замковых резьб, и на основе управления ими ПЭО замковых резьб за счет смещения центра группирования размера, конструктивно-технологическим решением и изменением технологии финишной обработки.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ДОСТОВЕРНОСТЬ РЕЗУЛЬТАТОВ. ПЭО сложных поверхностей вращения достигается применением научных основ технологии машиностроения, теории вероятностей, упругости, размерных цепей и контактных явлений при трении, методов математической статистики, структурно - функционального анализа в сочетании с аналитическим анализом и многофакторного планирования экспериментов.

Достоверность полученных результатов подтверждается экспериментальными исследованиями, проведенными на натурных образцах как в лабораторных, так и в производственных условиях, где использованы специально спроектированные установки и оснастка и современные измерительные приборы.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Разработаны теоретические основы н методология ПЭО сложных поверхностей вращения на основе управления связями, формирующимися при обработке и эксплуатации поверхностей.

Осуществлена классификация путей ПЭО, связей при обработке и эксплуатации деталей, технологических вертикальных

связей, видов формирования размера обработки и размерных связей при обработке.

Установлено существование квадратичных технологических размерных цепей, содержащих два и более замыкающих звена.

Разработан вероятностно - статистический метод определения связи между радиальными размерами накатанных резьб и обточенной заготовки.

Разработаны гамма методов и способов, технологий и средств, их теоретические и практические основы, позволяющие повысить эффективность формирования конических резьб накатыванием, разнонаправленных конических резьб резанием, зубчатых поверхностей и профилей по окружности на боковых поверхностях вращения.

При оптимизации процесса накатывания резьбы применено внутреннее планирование эксперимента.

Раскрыт механизм технологически - эксплуатационных связей замковых резьб и разработаны методы повышения эффективности их обработки путем управления ими.

Обнаружено трение и изнашивание по вершинам среза витков замковых резьб при свинчивании и разработана конструкция резьбы, в которой исключено трение по вершинам среза витков при свинчивании и развинчивании.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ. Темы: "Связи, действующие при изготовлении и производстве машин", "Превращение связей" и др.; предложены для применения в учебном процессе в технических ВУЗах, в соответствии с программой.

Применение при разработке технологических процессов накатывания резьб разработанного метода определения диаметра заготовки под накатывание цилиндрических резьб, выявленных связей между толщиной стенки полой заготовки и диаметром заготовки, шагом и редукцией позволяет рационально осуществить подготовку производства. Разработанная оснастка к резьбонакат-ным головкам позволяет довести до нуля элементы вспомогательных времен, связанных с отходом и закрытием головки, создает предпосылки для автоматизации процесса накатывания резьб.

Разработанные технологии накатывания цилиндрических и конических резьб приводят к улучшению и технологических пока-

зателей резьбоформирования и эксплуатационных показателей резьбовых соединений.

Разработанные способы, устройства и технологии обработки разнонаправленных конических резьб позволяют повысить точность и производительность обработки, улучшают эксплуатационные показатели резьбовых соединений.

Разработанный метод зубонарезания позволяет исключить холостые ходы, имеющие место при зубодолблении, и сократить машинное время зубоформирования по сравнению с зубодолбле-нием.

Применение разработанного метода формирования профилей по окружности на боковых, поверхностях вращения позволяет сократить машинное время по сравнению с их фрезерованием.

Предложенные конструкция замковых резьб, повышение твердости трущихся поверхностей замкового соединения, окончание эксплуатации этих соединений по разработанному критерию износа с использованием установленного назначенного ресурса обусловливают повышение эксплуатационных показателей замковых резьб и полное использование их ресурса работы.

РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ нашла отражение в следующем:

1. Темы: "Классификация связей", "Превращение связей" и т.д., - включены в программу и учебник дисциплины "Технология машиностроения", предназначенные для ВТУЗ-ов Республики.

2. Разработанный процесс накатывания резьб М24х2, М33х2 и МЗбхЗ на шпильках внедрен на машиностроительном заводе им. Ю.Касимова. Годовой экономический эффект - 5000-К1 ман. на станок.

3. Разработан процесс накатывания резьбы 1 /2" на головке полой штанги и внедрен АзИТМ на Бакинском машиностроитечь-ном заводе . Годовой экономический эффект 109500-К1 ман.

4. Разработан и внедрен на Азербайджанском трубопрокатном заводе процесс накатывания конических резьб на ниппелях к

К1 - коэффициент, учитывающий изменения курса рубля; равен отношению реальной стоимости одного рубля СССР образца 1985 г. к манату настоящего времени.

б

насоено-компрессорным трубам (НКТ) 060, включая и резьбона-катную головку ВНГТК и оснастку к ней. Годовой экономический эффект - 156000-К1 ман. в год.

5. Критерий износа замковых резьб - количество оборотов свинчивания - проверен и применен на Приморском и Сангачаль-ском МУБР и Сиазанском УБР. Допущение износа резьб до значения, рекомендуемого настоящей работой, позволило увеличить число циклов эксплуатации замковых резьб. Экономический эффект на один комплект замковых пар- 16.83-К1 ман.

6. Конструкция замковой резьбы по A.C. № 563479 использована на предприятиях Российской Федерации.

7. Разработанная технология нарезания профильных канавок по окружности на боковых поверхностях вращения внедрена на машиностроительном заводе им. Б.Сардарова при нарезании канавок на вкладышах к цилиндрическим кранам SK 50x70. Достигнуто сокращение машинного времени обработки канавки более чем в 8 раз.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. По основным вопросам выполненных исследований сделано 48 докладов на международных, всесоюзных, республиканских, отраслевых и внутривузовских конференциях, в том числе на:

1. Всесоюзной научно-технической конференции "Технология изготовления конических резьбовых соединений нефтепромыслового сортамента", Баку, 1973 г.

2. Второй Всесоюзной конференции по динамике и прочности нефтепромыслового оборудования, Баку, 1977 г.

3. Республиканской научно-технической конференции "Эффективные технологические процессы производства машин", Баку, 1977 г.

4. Расширенном научном семинаре каф. "Термическая обработка и металловедение" МИНХ и ГП им. И.М. Губкина, Москва, 1977 г.

5. Республиканской научно-технической конференции "Трение, износ и смазочные материалы", Баку, 1978 г.

6. Республиканской конференции "Пути повышения надежности, долговечности соединений типа вал - втулки и инструмента", Баку, 1980 г.

7. Республиканской научно-технической конференции "Прогрессивные методы повышения долговечности деталей нефтяного оборудования", Баку, 1980 г.

8. Республиканской научно-технической конференции "Пути повышения технического уровня и качества оборудования нефтяной и газовой промышленности", Баку, 1988 г.

9. Республиканском научно-методическом семинаре "Методология САПР в машиностроении", Баку, 1993 г.

10. Научных конференциях профессорско - преподаватель-• ского состава и магистров Аннабинского технического университета Алжирской республики, 1987 и 1988 гг.

11. 7-ой и 8-ой Международных конференциях "Проектирование и изготовление машин", Анкара, Турция, 1996 и 1998 гг.

12. Научных конференциях профессорско - преподавательского состава и аспирантов Азербайджанского технического университета в 1972-1998 гг.

ПУБЛИКАЦИЯ. По теме диссертации опубликовано более 80 печатных работ, в том числе 9 авторских свидетельств, 1 патент РФ.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертация состоит из введения, восьми глав, общих выводов и рекомендаций, списка литературы из 292 наименований и приложения. Содержит 295 страниц машинописного текста, 92 рисунка, 16 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. Вопросу ПЭО, являющемуся основной, извечной задачей машиностроения, посвящены многочисленные работы Б.С.Балакшина, Б.М.Базрова, Б.П.Белянина, А.Л.Дальского, В.М.Кована, С.Н.Корчака, К.С.Колева, В.С.Корсакова, А.А.Маталина, Г.Н.Молчанова, В.П.Пономарева, Э.В.Рыжова, Ю.М.Соломенцева, Н.М.Султан-заде, А.ГХуслова, Г.И.Яковлева, П.И.Ящерицына, В.А.Аббасова, Н.М.Агаева, А.М.Гафарова, Г.А.Гусейнова, Д.М.Мамедова, В.З.Мовлазаде, Вергнаса, Kappa, Шевалье и др. В этих работах раскрыт механизм достижения качества обработки, указаны пути обеспечения эффективности обработки, установлены связи между входными и выходными riapa-

метрами и т.п. для определенных условий. В этих работах рассмотрение вопросов ПЭО носит локальный характер.

Все задачи, которые приходится решать для достижения требуемой точности машин и их механизмов, так же, как и точности деталей в процессе их изготовления и измерения, сводятся к нахождению кинематических и размерных связей или к их созданию и управлению этими связями в требуемом направлении.

Наибольшая эффективность обработки (ЭО) может быть достигнута, если связи, действующие и при обработке и при эксплуатации поверхностей, взаимодействия между этими связями полностью учтены при управлении ими. ПЭО на основе управления связями следует рассматривать при обработке конкретных поверхностей деталей. Объектами повышения эффективности при обработке выбраны:

- резьбовые поверхности (цилиндрические, на примере резьб М24х2; М33х2; МЗбхЗ шпилек промывочных агрегатов, резьб 1У2 " головок полых штанг; конические, на примере резьб 1 ]/2" и 2 насосно-компрессорных труб по ГОСТ 633-80, замковых резьб 3-76 и 3-147 по ГОСТ 5286-75; разнонаправленных конических резьб на примере резьб муфт для труб 089 по ГОСТ 63280);

- зубчатые поверхности (на примере наружных и внутренних цилиндрических зубчатых колес с прямыми зубьями);

- канавки по окружности на боковых поверхностях вращения (на примере уплотнителышх канавок вкладышей Ж-300 цилиндрических кранов Ж 50x70).

Выбор этих поверхностей обусловлен тем, что они являются составными частями деталей, широко применяемых в конструкциях нефтепромыслового оборудования, выпускаемых машиностроительными заводами республики. Кроме того, специфичность и различия этих поверхностей создают благоприятные условия для полного раскрытия разновидностей связей, действующих при их формировании, и возможности управления этими связями.

Значительный вклад в науку, технику и технологию в области формирования резьбовых поверхностей внесен трудами И.А.Биргера, А.А.Грудова, Ф.П.Кирпичникова, В.В.Матвеева, И.В.Мирнова, Ю.А.Писаревского, Т.А.Султанова, Г.Э.Таурита, А.И.Якушева, Дмитрова Дойчо, И.Йошимото и др. Однако, в этих

работах не уделено должного внимания изучению различных видов размерных связей, действующих при формировании, и возможностям управления этими связями.

Формированию цилиндрических зубчатых и других сложных поверхностей вращения посвящены работы Я.И.Адама, Ю.Петракова, Г.А.Гавриленко, С.Н.Калашникова, И.А.Качанова, С.П.Радзе-вича, Б.А.Тайца, И.А.Дружинского, В.В.Бойкова, Г.Ганрйота и др., где всесторонне и обширно представлены почти все аспекты существующих процессов формирования этих поверхностей, что не исключает возможности разработки новых, относительно эффективных методов обработки на основе управления связями геометрической формы.

Работа и эксплуатационные показатели замковых резьб исследованы в работах И.Ф.Касимова, Ф.М.Ярошевского, Д.Ю.Мо-чернюка, Н.А.Северинчика, С.А.Угарова, Н.Д. Щербюка и др., где установлены связи между эксплуатационными показателями и конструктивными элементами резьбы и условиями ее эксплуатации. В этих работах не выявлены технологически - эксплуатационные связи, управление которыми позволило бы повысить эффективность обработки замковых резьб.

2. ОСНОВЫ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОБРАБОТКИ СЛОЖНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ВРАЩЕНИЯ. Деталь и ее поверхности являются материальным проявлением и итогом различных типов связей, действующих на различных этапах производственного процесса. ПЭО должно опираться на глубокое изучение связей, действующих не только при изготовлении, но и при эксплуатации, и управление ими в стадии формирования поверхностей.

Связи, действующие при изготовлении и эксплуатации деталей, можно разделить на три группы: межэтапные - горизонтальные, внутриэтапные - вертикальные и всегда действующие - постоянные связи (рис. 1).

К горизонтальным связям относятся связи, действующие между различными этапами изготовления и эксплуатации детали, такие как информационно - конструктивные, технологически - эксплуатационные и т.п., включая и многосторонние их комбинации. Горизонтальные связи являются связями высшего порядка.

Рис. 1. Схема связей, действующих при изготовлении и эксплуатации

машин

К вертикальным связям относятся связи, действующие внутри различных этапов изготовления и эксплуатации детали: информационные, конструктивные, технологические и эксплуатационные.

К постоянным связям относятся связи, действующие на всех этапах изготовления и эксплуатации детали, такие, как экономические и временные. Эти связи не самостоятельны и являются оценивающими другие горизонтальные и вертикальные связи.

Все задачи, связанные с производством и эксплуатацией машин, решаются на основе связей. Среди них особое значение имеют технологические связи.

Связи, действующие при выполнении технологического процесса, называются технологическими. Технологические связи бывают основными и вспомогательными.

Связи, формирующиеся при изменении размеров, форм, качества поверхностей, внутренних свойств предмета, внешнего вида и при обеспечении неподвижного и подвижного взаимного расположения деталей и узлов изделий, являются основными технологическими.

Основные технологические связи, представляющие наибольший интерес, имеют шесть видов: по материалу, по качеству поверхностного слоя, по шероховатости, по последовательности обработки, геометрические и размерные. Решение любой прямой задачи обработки осуществляется при помощи этих связей.

В работе ПЭО поверхностей достигается управлением размерными и геометрическими связями.

Геометрические связи определяют относительные движения элементов технологической системы (ТС) - кинематику формирования поверхности, а при формировании поверхности размером инструмента - и конструкцию инструмента.

Обрабатываемые поверхности накладывают на процесс обработки (на операцию) геометрические технологические связи (ГТС) двух видов и тем самым лишают его полной свободы.

Потребность в определенной закономерности между движениями заготовки и инструмента для обработки поверхности названа нами геометрической технологической связью I рода.

Потребность в определенной форме и размерах формирующего лезвия инструмента для обработки поверхности названа нами геометрической технологической связью II рода.

По количеству наложенных на операцию связей обрабатываемые поверхности разделяются нами на четыре класса: элементарные (не накладывают на операцию какой-либо ГТС), простые (накладывают на операцию только одну ГТС), сложные (накладывают две ГТС) и особо сложные (накладываюттри и более ГТС).

В зависимости от количества этих связей операция лишается соответствующего числа степеней свободы. Операция, не обладающая ни одной наложенной геометрической связью, имеет полную свободу. Установлено, что операция, обладающая большим числом степеней свободы, способна обеспечить относительно более высокую точность и производительность обработки.

Размерные связи определяют относительные положения элементов ТС. Различают установочные, наладочные, формирующие и измерительные размерные связи.

Технологические размерные связи моделируются в виде технологических размерных цепей (ТРЦ). Составляющие ТРЦ отличаются своим происхождением и механизмом действия их на замыкающее звено.

I. По механизму действия на замыкающее звено различаются статические, кинематические и динамические технологические размерные связи.

Связи, образующиеся при статическом состоянии технологической системы и действующие на каждую обрабатываемую заготовку с определенными постоянными значениями, называются статическими. При выполнении технологического прохода они остаются неизменными.

Связи, образующиеся при динамическом состоянии технологической системы, связывающие формирующиеся размеры обработки и действующие на все обрабатываемые заготовки одинаково, называются кинематическими. Они обеспечивают намеченную закономерность между размерами обработки по ходу технологического прохода.

Связи, образующиеся при динамическом состоянии технологической системы и действующие на каждую обрабатываемую заготовку по - разному, называются динамическими. Они появляются

по мере изменения состояния и размера заготовки и изменяются при выполнении технологического прохода случайно.

II. По происхождению технологические размерные связи разделяются на семь видов: сформированные на предыдущих операциях, формирующиеся при установке заготовки, при наладке ТС, при изготовлении оборудования и инструмента, при выполнении технологического прохода - выражающие кинематическую связь между обрабатываемыми поверхностями, и остальные, а также замыкающее звено.

В зависимости от организации операций в формировании размера обработки могут участвовать связи отдельных элементов технологической системы в различной комбинации, во взаимодействии, все совместно и даже связи, действующие на предыдущих операциях.

Необходимо различать два вида формирования размера обработки по ходу технологического процесса: прямое и косвенное.

При прямом формировании размер обработки формируемся только одним размером технологической системы. При этом технологическая размерная цепь является самой простой- двухзвенной и включает замыкающее звено - формируемый размер обработки и составляющее звено - размер технологической системы.

В зависимости от природы формирующегося технологического размера различаются пять видов прямого формирования: размерами наладки, инструмента, приспособления, станка и системы.

При косвенном формировании размер обработки формируется, как минимум, двумя размерами технологической системы. Косвенное формирование имеет место при нарушении принципа базирования, несовмещении измерительной и технологической баз. При этом каждая поверхность, ограничивающая размер обработки, при лучшем случае - результат одного прямого формирования.

Формирование поверхностей и их качества происходит в динамическом состоянии ТС, под действием силы резания, при выделении и поглощении различных видов энергии. Из-за изменчивости этих и других связей, действующих при обработке, в размерную цепь входят динамические изменяющиеся части статических составляющих - первичные погрешности, формируются дей-

ствительные (динамические) технологические размерные связи (см. рис.3).

Эффективность применения машины и детали определяется всеми связями различного характера в совокупности, вложенными в конструкцию при ее проектировании, изготовлении и эксплуатации. ЭО деталей является неразрывной частью эффективности их применения.

ЭО - понятие комплексное. Она должна быть оценена с учетом изменений показателей и в области эксплуатации деталей и поверхностей, формирующих их.

На основе анализа этих связей установлено, что ПЭО достижимо прямым, косвенным и комбинированным путями ( рис. 2).

Прямое ПЭО обеспечивается управлением технологическими - вертикальными связями. Его результатом является улучшение технологических показателей, приводящее к снижению технологической себестоимости изготовления деталей. Это достигается снижением штучного времени, повышением нормы выработки, снижением затрат на подготовку производства, механизацией и автоматизацией технологической операции. Особенностью прямых путей ПЭО является сокращение продолжительности различных видов технологических связей. То есть, для ПЭО осуществляют управление технологически - временными связями.

Косвенное ПЭО обеспечивается управлением технологически - эксплуатационными - горизонтальными связями. Это достигается за счет повышения качества поверхности и поверхностного слоя и точности обработки. Результатом косвенного ПЭО является улучшение эксплуатационных показателей деталей и снижение затрат при их эксплуатации. Особенностью косвенных путей ПЭО является улучшение качественных показателей различных видов технологических связей, приводящее к улучшению эксплуатационных показателей. То есть, для ПЭО осуществляют управление эксплуатационно-временными связями.

Комбинированное ПЭО достигается одновременным применением и прямых и косвенных путей. При этом, имеется возможность достижения наибольшей эффективности обработки.

Исходя из вышеизложенного следует, что критерий эффективности обработки (технологического процесса -ТП) должен быть

СОКРАЩЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА УСТАНОВОК

УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ТС

разработка НОВОГО СПОСОБА ОБРАБОТКИ

ДВУХСТОРОНЯЯ ОБРАБОТКА

ПАРАЛЛЕЛЬНАЯ ОБРАБОТКА ПОВЕРХНОСТЕЙ

МНОГОМЕСТНАЯ ОБРАБОТКА

ОПТИМИЗАЦИЯ РЕЖИМОВ ОБРАБОТКИ

СОКРАЩЕНИЕ ПУТИ РЕЗАНИЯ

СОКРАЩЕНИЕ ВЕЛИЧИНЫ ВРЕЗАНИЯ И ПЕРЕБЕГА

СОКРАЩ. РОССТОЖИЙ ОТХОДА ИНСТРУМЕНТА

СОКРАЩ ВРЕМЕНИ НА УСТАНОВКУ И СН ЯГИЕ ЗАГОТОВКИ

ПОВЫШЕНИЕ СКОРОСТИ ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ ХОДОВ

СОКРАЩ. КОЛИЧЕСТВА ПРОХОДОВ

СОВМЕЩЕНИЕ ХОЛОСТЫХ ХОДОВ С РАБОЧИМИ

ПОВЫШЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ КОНСТРУКЦИЙ СОКРАЩ ВРЕМЕНИ НА УПРАВЛЕНИЕ ТС_

СОКР ВРЕМЕНИ НА НАЛАДКУ И ЗАМЕНЫ ИНСТРУМЕНТА

СОКР. ВРЕМЕНИ НА ПАССИВНЫЙ КОНТРОЛЬ

АВТОМАТИЗАЦИЯ И МЕХАНИЗАЦИЯ

УЛУЧШЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА

ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЛАГОПРИЯТНЫХ КАГОЧЗПМЙ СЛЕДОВ ОБРАБОТКИ

КОЛИЧЕСТВЕННОЕ УЛУЧШЕНИЕ (ПО ГЛУБИНЕ)

КАЧЕСТВЕННОЕ УЛУЧШЕНИЕ

ПОВЫШЕНИЕ ТОЧНОСТИ РАЗМЕРА и ФОРМЫ

ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЛАГОПРИЯТНЫХ НАПРАВЛЕНИЙ ОТКЛОНЕНИЙ

ПОВЫШЕНИЕ ТОЧНОСТИ

ОБЕСПЕЧЕНИЕ 6ЛАГОПРИ ЯГНОГО ПОЛОЖЕНИ Я

связан с эксплуатационными характеристиками изделия и его частей.

Обработка (ТП), обеспечивающая при данных условиях производства и эксплуатации минимальные по сроку службы обрабатываемой поверхности (детали) удельные расходы на формирование, является эффективной.

На практике оценка обработки (ТП) на эффективность осуществляется при необходимости сравнения двух и более вариантов.

Для комплексной оценки вариантов обработки и выбора более эффективного из них может быть использован коэффициент относительной эффективности:

3 Ф'к™, (а1+а}) + 10-а3\-(1 + к, + к2)

где: Ф и Ф' - сроки службы деталей, изготовленных по I и II (параметры со штрихом ) вариантам 1шт К, 1'шт к, 10 и {() - штучно-калькуляционные и основные времена операций; аг а2, а3, а\, а\ и а\ - стоимости эксплуатации оборудования ( с учетом зарплаты и начислений на нее ), оснастки и инструмента в единицу времени; к ^, к2,

к' и к\ - приведенные коэффициенты внезаводских транспортных и эксплуатационных расходов.

Если кэ > 1, то I вариант эффективнее, и наоборот.

Для охвата как можно большего числа путей ПЭО, указанных на рис. 2, и обнаружения различных видов связей, свойственных конкретным видам обработки, в работе ПЭО осуществляются на примере широко распространенных резьбовых и зубчатых поверхностей и профилей по окружности на боковых поверхностях вращения, которые обладают относительно большими скрытыми возможностями для этого.

3. ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ РЕЗЬБ НАКАТЫВАНИЕМ. Повышение эффективности формирования цилиндрических резьб рассматривается в следующих направлениях:

1. Сокращение основного времени. Однопроходное накатывание резьбы взамен многопроходного резьбонарезания позволяет сократить машинное время резьбоформирования. При этом применяется прямой путь ПЭО с изменением вида связей геометрической формы и управляется продолжительность технологических связей.

2. Снижение расходов на подготовку производства (ПП). ПЭО достигается прямым путем - снижением расходов на определение размера заготовки под накатывание резьб, управляются размерные - технологические связи.

3. Оптимизация процесса накатывания резьб. ПЭО достигается прямым путем - снижением штучного времени за счет лучшей комбинации временных, размерных, скоростных и силовых связей, и косвенным путем - повышением эксплуатационных показателей, т.е. управлением технологически - эксплуатационными связями.

4. Сокращение вспомогательного времени. ПЭО достигается прямым путем - снижением штучного времени за счет частичного совмещения вспомогательного прохода (отход головкодержателя) с технологическим проходом и повышения скорости отхода и закрытия инструмента, управляется местонахождение и продолжительность составляющих технологических связей.

5. Автоматизация и механизация. ПЭО достигается за счет снижения интенсивности живого труда и повышения интенсивности выполнения вспомогательного прохода и приема по управлению работой резьбонакатной головки.

Одной из основ повышения эффективности накатывания резьб служит анализ технологических размерных связей, формирующихся при накатывании.

Обеспечение высокого класса точности накатываемых резьб деталей при максимальной производительности возможно при точном определении размера заготовки под накатывание резьбы.

Разработана методика определения размера заготовки на основе учета связей меяоду диаметрами заготовок и накатанных резьб, свойственных данной ТС.

После накатывания резьбы на пробных заготовках определяется корреляционная связь А между диаметром заготовки 03 и средним диаметром с12 резьбы.

Полное и эффективное использование возможностей технологических систем может быть достигнуто при обеспечении

Р~Р,-Г2= 0.00135 (правило ±3а), где Р1 - вероятность появления снизу брака заготовки; Р2 - вероятность появления снизу брака по резьбе.

При этом, если учесть, что средне - квадратические отклонения мгновенных полей рассеяния диаметра заготовки и среднего диаметра накатанных резьб (без учета влияний 03)- обеспечиваемые данной ТС, есть ой и а, то

1 2„ -0-/)а<т„ А 10 ^

Р =-1 е 2а"сЬс- °-5--7= • \е 2а'(1х <0.00135, (2)

о0 V 2 л <==/ -мсг„ ^ стл! 2л -о,

где а1=За-[г11а+(1-0.5)а-3}7о; / = 0, 1, 2,...,

д = 0.01, 0.015, 0.02, 0.03 и т.д. - шаг групп; 2о - количество групп, обеспечивающих условие (2). С учетом табличных значений нормальной функции распределения:

(г„а + (г-0.5)а-5)о-в

0.5-Ф'

<7

<0.00135;

(3)

Как видно из формулы (3), точность определения Р зависит от значения а, которое является мерой точности определения Оз.

При известном а и с», при определенном значении а определяется го. Тогда, нижний предельный размер заготовки:

Ая=41м-(А-Зст)-аг.<г0 , (4)

где ^ - наименьший допустимый средний диаметр резьбы.

Аналогичным образом определяется и верхний предельный размер заготовки.

Методика была использована при определении размеров заготовок под накатывание резьб М24х2-2р-25, М33х2-2р-34 и М36х3-2р-36 на шпильках (материал - сталь 40ХНМА).

Применение настоящей методики для определения диаметра заготовки позволяет сократить объем экспериментов, проводимых для этой цели, снизить расход материала, ускорить процесс определения размера и эффективно использовать возможности ТС. При накатывании резьб на двухроликовых станках все диаметральные размеры резьбы формируются наладочными размерами ТС, другие ее параметры формируются размерами инструмента.

Особенностью статической ТРЦ формирования среднего диаметра является наличие в ней двух наладочных размеров (Нь Н2), двух размеров инструментов (Я], 112) и трех размеров (г, г и (г+а)), являющихся замыкающими звеньями. Причем, плоскостная ТРЦ состоит из четырех взаимосвязанных ТРЦ (гК^НДгг; гЛ2Н2Ь(г+а); ЬН^НрЬ); (г+а)(Н1-Ь)НгК1г) (рис.3. Ь-расстояние между осями заготовки и подвижного ролика). Они связаны параллельно и параллельно - последовательно, не могут существовать изолированно, в комплексе обеспечивают целостность единственной сложной плоскостной ТРЦ.

(1,-2 г

Рис. 3. Статическая (I) и динамическая (2) ТРЦ формирования й2, при накатывании резьбы на двухроликовом станке (П и 7/- температурные и упругие деформации)

Две ТРЦ, содержащие звенья с общей измерительной базой, между которыми имеется обратная функциональная зависимость, являются последовательно связанными. ТРЦ г112Н2Ь(г+а) и (г+а)(Н)-Ь) Н211|Г последовательно связаны, так как увеличение Ь приводит к уменьшению (Н1-Ь), и наоборот (см. рис. 3, 1).

Содержащая два и более замыкающих звена замкнутая технологическая цепь называется квадратичной ТРЦ. Она состоит из двух и более элементарных ТРЦ, требующих системных методов решения.

Полное представление о формировании размера обработки дает действительная - динамическая ТРЦ (рис.3. (2)). В отличие от статической она отражает несимметричность расположения со-

ставляющих звеньев квадратичной ТРЦ и включает все связи замыкающего звена.

Анализ ТРЦ, формирующей параметры накатанных резьб, позволил определить пути повышения точности этих параметров.

При накатывании резьбы резьбонакатными головками с осевой подачей рассеяние диаметральных размеров резьбы Та определяется динамической размерной цепью, формируемой картежем функций:

Т, = f{S(t, d0, r, ср, R, D3), z{t, d0, ср, R, г., А),y{î, d0,re, ср, R, D,)}, (5) где t - толщина стенки резьбонакатного ролика; do - диаметр игл; ге - радиус вспомогательной базы оси; (р - угол расположения оси эксцентриситета; R - радиус расположения осей посадочных отверстий дисков; S, т иу- символы изменения параметров соответственно из-за погрешностей изготовления, температурных и упругих деформаций.

Динамические размерные цепи, составленные на базе уравнения (5), позволили определить рассеяния диаметральных размеров из-за тепловых и упругих деформаций.

Оптимизация процесса накатывания цилиндрических резьб на сплошных заготовках осуществлена при накатывании резьб М24х2, М33х2, МЗбхЗ шпилек на двухроликовом профиленакат-ном станке мод. А2528. При экспериментальном исследовании зависимости среднего диаметра накатанной резьбы d, =>у от параметров режима были выбраны независимые переменные: t (в с), Р (в кН), v (в м/мин), S (в мм/с) - соответственно время, сила, скорость и подача накатывания; D3 (в мм) - диаметр заготовки. Получены следующие зависимости: для резьб М24х2:

у = 22 + 0.0032 - r0JJ • Р032 ■ v'0"5 ■ D's76 ■ Sаш (б) для резьб М33х2:

у = 31 + 0.0032■ rl!ss ■ Р™ ■ v-0"5 ■ D'3" ■ S"""' (7)

для резьб МЗбхЗ:

у = 34 + 0.0033-f039 -P03S-v0"2 ■D-S0' (8) Осуществлена жесткая и динамическая оптимизация процесса. Критерий оптимизации - поле рассеяния среднего диаметра резьбы М24х2:

= =0.0032-Г042 - v 0"5 -Л ^

С применением IBM определен и выбран оптимальный режим накатывания (t = 16 е.; S = 0.55 мм/с; v = 15.26 м/мин; F-60 ± ±2.5 кН; Ds = 22.57+0'06 мм), обусловливающий минимальное значение рассеяния среднего диаметра резьбы, ¿у -0.020 мм.

Наибольшая фактическая точность среднего диаметра накатанных резьб М24х2 обеспечивалась при указанных режимах накатывания. Повысилось сопротивление отвинчиванию шпилек при работе.

Особенностью полых заготовок является низкая радиальная и осевая жесткость, что при накатывании резьбы обусловливает деформацию материала и в радиальном и в осевом направлениях. Появляются специфичные погрешности накатывания.

Исследованы связи между входными и выходными параметрами при накатывании цилиндрических резьб на полых заготовках резьбонакатными головками. Как показали эксперименты, с уменьшением толщины стенки заготовки увеличивается наименьший диаметр заготовки под накатывание резьбы.

Связь между редукцией (уменьшение внутреннего диаметра) заготовки и толщиной ее стенки подчиняется параболической закономерности. С уменьшением толщины стенки заготовки увеличивается шаг накатанных резьб при одном и том же шаге витков накатных роликов. При накатывании резьбы сила самозатягивания, воспринимаемая формируемыми витками, обусловливает осевые деформации стержня и снижает точность накатанных резьб.

Разработана конструкция оснастки к резьбонакатным головкам, позволяющая снизить силы затягивания и интенсивность физического труда при накатывании резьбы, сократить время на закрытие головки в конце процесса и на перемещение узла станка совместно с резьбонакатной головкой в первоначальное рабочее положение.

В цилиндрических резьбах отсутствует функциональная связь между параметрами. Поэтому ПЭО управлением кинемати-ческо - технологическими размерными связями рассматривается при формировании конических резьб, которым присуща функциональная связь между осевым и радиальными размерами.

22

4. ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ КОНИЧЕСКИХ РЕЗЬБ. Повышение эффективности формирования конических резьб рассматривается в двух направлениях: при накатывании наружных резьб и при нарезании разнонаправленных внутренних резьб.

1. При накатывании конических наружных резьб ПЭО достигается и прямым путем - уменьшением величины основного и вспомогательного времени - и косвенным путем - повышением эксплуатационных показателей резьбовой поверхности.

2. При нарезании внутренних резьб на деталях типа муфты ПЭО достигается и прямым путем - снижением штучного времени операции - и косвенным путем - достижением соосности конических резьб. Обработка внутренних поверхностей и торцов муфт с одной установки позволяет исключить вспомогательное время на вторую установку заготовки и на другие приемы, связанные с этим, сокращается машинное время; управляются технологические связи. Повышение точности соосности резьб приводит к повышению эксплуатационных показателей резьбовых соединений; управляются технологически - эксплуатационные связи.

Разработаны теоретические и практические основы обеспечения точности при накатывании конических резьб головкой ВНПГК (конструкция АзТУ), созданной на базе вращающейся головки ВНГТ, работающей с осевой подачей.

В конструкцию конической резьбы вложена функциональная связь между осевым и радиальными размерами обработки. Для создания подобной связи в относительном движении резьбонакат-ных роликов применяется принцип работы байонетного замка резьбонакатных головок типа ВНГТ. Между радиальным отходом роликов и относительным перемещением заготовки создается кинематическая ТРЦ.

Закономерность отхода резьбонакатных роликов определяется углами наклона пазов корпуса (р\ ) и хвостовика ( ¡} ) деталей головки. Принимается /5; = 0. Решив кинематическую ТРЦ, опре-делели значение Д при котором обеспечивается требуемая точность замыкающего звена, т.е. конусность накатываемых резьб:

jzDZ, Г

tgß =-'-—arceos

360-ZyL{

■ arceos

k{la + L\2r + 2R + klt>+kL)' 2e{r + R + e)

" kL(2r + 2R + kL)' 2e(r + R + e)

где lо - условная начальная длина накатывания; 2к - конусность резьбы; L - длина накатывания; D - диаметр цилиндрических поверхностей сопряжения "корпус-хвостовик"; Zy - число зубьев шестерни, посаженной на ось ролика; - число зубьев центрального зубчатого колеса головки; г - средний радиус резьбы резьбо-накатного ролика; R - средний радиус накатываемой резьбы (при нижней "мертвой" точке эксцентриситета); е - эксцентриситет оси ролика.

Для резьбы НКТ 060 по ГОСТ 633-80 ß = 5°52'56". Прогнозировано ожидаемое отклонение конусности:

{Л Iii

е! + (г + R + еУ - 2{r + R + е> • cos 360 I _ (r + д) - (М. - Ьа), (11)

TtDZl J

где Ьо - значение ординаты апроксимированной прямой при L=0; к'- угловой коэффицент указанной прямой.

Расчет Лу по (11) показал, что Лутах составляет не более 25% от допустимого значения отклонения конусности по ГОСТ 633-80.

Точность шага цилиндрических резьб, накатанных резьбона-катными головками типа ВНГТ, "Fette" и т.п., обеспечивается углом наклона осей роликов головки ( \|/ ). В конструкции головки ВНГТК предусматривается также постоянное значение угла \\i . При накатывании конических резьб наименьшее значение отклонения шага от номинала может быть достигнуто в том случае, когда у = 0.5 (v|/j + \|;2), где vj/j и \\i2 - углы подъема витков резьбы соответственно у меньшего и большего оснований конуса резьбы. Выведена формула для определения ц/.

Поле рассеяния систематической погрешности шага при накатывании:

лр= 2KP(L + /, -/,) (12)

dcP - К(Ь+1, -21,)

где dcp, L, Ii, l2, размеры резьбы, по ГОСТ 633-80.

Формула (12) позволяет прогнозировать точность шага при накатывании. Для резьб НКТ-60 по ГОСТ 633-80 АРЫ). 05 => ± ±0.025 мм.

Точность действительного шага накатанных резьб должна быть выше по сравнению с результатами приведенных теоретических соображений, так как профиль резьбы формируется размером инструмента.

Как показали исследования, резьбонакатная головка ВНГТК, оснащенная роликами с шагом Ри = 2.56 мм, обеспечивает точность всех параметров накатанных резьб НКТ с шагом 2.54 мм в пределах ГОСТ 633-80, включая и накопленную погрешность шага.

На рис. 4 представлена точечная диаграмма распредления натягов конических резьб, накатанных на ниппелях труб 060 на АзТЗ. Диапазон рассеяния натяга составил 0.36 мм (Н=0.6^4.2 мм). В работе дается интерпретация точечной диаграммы и характеризуется работа головки.

н,

мм.

4

3

2

1

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 п,кол. Рис. 4. Точечная диаграмма по натягу.

ПЭО двух разнонаправленных внутренних конических резьб базируется на технологии, где предусматривается обработка обеих поверхностей при одной установке и позиции деталей, несущих их.

Анализом связей формирования погрешностей параметров нарезанных на существующих станках конических резьб установлено, что достигается снижение их слагаемых, связанных с погрешностью радиального положения инструмента, до нуля, если в конструкции станка предусмотреть угол между осью шпинделя и продольными направляющими в горизонтальной плоскости у, равный углу наклона конической резьбы <р. При этом, при образовании конических резьб оказывается достаточным лишь продольное перемещение инструмента, теряет актуальность увязка осевого и радиального размеров при наладке.

Совершенствование технологии обработки деталей типа "Муфта" ведется в двух направлениях (рис. 5): обработка всех внутренних поверхностей и резьб с одного конца и обработка с двух концов с помощью двух суппортов.

Последовательное нарезание конических резьб с одного конца молено осуществить одним и двумя однолезвийными или многолезвийными инструментами (см. рис. 5). Разработаны способ последовательной нарезки соосных конических резьб одним инструментом на спецстанках {у-ф) и конструкция борштанги для его реализации.

Сущность способа параллельной обработки разнонаправленных резьб по схеме 7 (см. рис. 5) заключается в том, что при перемещении борштанги вдоль образующей конуса инструменты, установленные на ней, входят в работу одновременно и каждый из них нарезает по одной резьбовой поверхности согласно принятой многопроходной схеме.

Обработка может быть реализована и на существующих и на специальных (у-ср) станках. Радиальный развод и отвод инструментов могут быть осуществлены одновременным перемещением обоих инструментов относительно корпуса борштанги или перемещением одного из них относительно корпуса борштанги на двойную величину (отвод второго резца осуществляется от привода подачи станка). Для реализации разработанного метода параллельной обработки разработана конструкция борштанги.

Для обработки муфт, имеющих небольшие длины, с двух сторон (схема 8, см. рис. 5) и, тем самым, достижения ПЭО разработана конструкция укороченного шпиндельного узла, позволяющая осуществлять и установку заготовки.

§ I

о и о

о

я а

ё ю я о.

8

р

(О ¡й н о <о я а. ю о

о <и о

а

О

Нарезается первая резьбовая поверхность а потом вторая

На каждом проходе нарезаются обе резьбы

Нарезается первая резьбовая поверхность, а потом вторая

На каждом проходе нарезаются обе резьбы

На каждом проходе нарезаются обе резьбы

а (2

Нарезается первая резьбовая поверхность а потом вторая

о 3 X

о

X ш

га а н О

ю

Я О.

Обе резьбы нарезаются однавременно

Ьй

ё ю я о. ю о

Обе резьбы нарезаются одновременно

Исследовано также нарезание разнонаправленных резьб с одного конца муфты. Обработка разнонаправленных гладких и резьбовых поверхностей осуществлена на примере детали "Муфта 7ПД.001" (материал сталь 45) гидравлического пакера по двум разным циклам.

Последовательное нарезание резьб на одном проходе осуществлено двумя инструментами по схеме 5 (см. рис. 5). Диапазон изменения натяга нарезанных внешних (близких к суппорту) конических резьб составил 0.1+3.6 мм, внутренних - 0.2+4.7 мм. Это составляет примерно 1/3 часть всего допуска, предусмотренного ГОСТ 633-80 для резьб НКТ-89.

Точность внешней конической резьбы оказалась выше, чем точность внутренней резьбы.

Последовательное нарезание резьб на разных проходах осуществлено разным инструментом по схеме б (см. рис. 5). Натяг нарезанных внешних и внутренних резьб изменялся соответственно в диапазонах 0.2 + 3.6 и 0.3 + 3.9 мм. Отклонение от соосности резьб в плоскости торца муфты достигало 0.21 мм. Отклонение от соосности конических резьб, нарезанных на АзТЗ при серийном изготовлении муфт к НКТ-89, в плоскости торца достигало 0.82мм.

При нарезании двух разнонаправленных резьб с одной установки заготовки с одного конца муфты одним и двумя инструментами обеспечивается требуемое качество обработки в целом с достижением повышенной точности в соосности резьб.

Техника и технология формирования резьб достаточно совершенна. Поэтому ПЭО сокращением длины обработки, совмещением рабочих и холостых ходов инструмента и т.п. (см. рис.2) рассматривается при формировании зубчатых поверхностей.

5. ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОБРАБОТКИ ЗУБЧАТЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ. ПЭО осуществляется на примере цилиндрических деталей типа "колесо" с прямыми наружными и внутренними зубьями.

Разработанный способ формообразования зубьев колес ко-созубым долбяком, зубья которого расположены ступенчато вдоль собственной оси, позволяет достичь ПЭО и прямым и косвенным путями:

I. Прямой путь ПЭО заключается в сокращении основного времени обработки: уменьшением длины обработки, величин вре-

зания и перебега; сокращением вспомогательных движений при нарезании; интенсификацией процесса нарезания.

II. Косвенный путь ПЭО заключается в ожидаемом повышении эксплуатационных показателей зубчатых поверхностей в связи с повышением точности параметров и качества поверхности нарезанных зубьев и обеспечением благоприятной для эксплуатации формы зубьев ("бочкообразной").

Процесс нарезания осуществляется следующим образом: после установки заготовки 1 (рис. 6) на столе 2 станка и инструмента долбяка 3 на шпинделе 4 (оси инструмента 3 и заготовки 1 перекрещиваются под острым углом а) осуществляется наладка технологической системы, сообщается обкатное движение инструменту и заготовке (п,ил8),и один из них, например инструмент, получает еще радиальное перемещение (5). При этом осевое перемещение режущих кромок инструмента, например, от точки 1 до точки 2, обеспечивается конструкцией инструмента и кинематикой нарезания. Каждый зуб долбяка, зацепляясь с теоретическим зубом

Рис. 6. Схема нарезания цилиндрических зубчатых поверхностей

заготовки, перемещается в осевом направлении и снимает материал.

Высокая производительность и точность обработки достигаются, когда каждый зуб формируется всеми зубьями инструмента, что зависит от соотношений количества зубьев инструмента zu и колеса z.

Машинное время нарезания зубьев с учетом их калибровки осевым однократным перемещением инструмента определяется формулой:

, -ILUil+± (W

'о — т >

"„ • S п0

где h - высота зуба; h, - радиальное врезание; п0 - условное число двойных ходов в минуту.

Основные параметры зубчатых поверхностей формируются размерами системы - размерами станка и инструмента. Выявлены связи, действующие между размерами нарезанных зубьев и инструментом, учет которых позволяет достигнуть наиболее высокого качества обработки.

Минимальная высота охвата режущих частей зубьев 2Н формируется наружными диаметрами заготовки 2Ri и инструмента 2rj, кратчайшим межосевым расстоянием инструмент - заготовка а, длиной нарезаемых зубьев 21 и углом наклона оси долбяка а при станочном зацеплении.

Решением пространственной размерной цепи, формируемой при этом, получено:

' V +а' - R, -Я~ -г/ 2aR,

Уравнение (14) решено методом последовательного деления отрезка пополам. Составлен алгоритм ее решения на IBM и программа для вычисления Н.

Определены связи точности обработки с кинематикой нарезания зубьев. Диаметр делительной окружности dx и его приращение Л для нарезанных наружных (верхние алгебраические знаки) и внутренних (нижние знаки) зубьев при любом

-'V 'H-lcosa У (14)

+

= 1

■sin а

A = dx-mz = ^j(mz±m zu)2 + 4x3tg2a +

Г7-v-2-7~ <15)

_ I (mz±m z ) + 4x -te a

+ 7-——, , ,--mz,

y \mz±muzu) +4x sin a

где x - расстояние поперечного сечения колеса от горизонтальной плоскости, где выражено кратчайшее межосевое расстояние; т и ти - модули зубьев колеса и инструмента.

Формула (15) позволила прогнозировать ожидаемые диаметр делительной окружности и погрешности формы зубчатых поверхностей колес, построить графики dx =/( а, х) ; Л =/( а, х).

Установлено, что делительные окружности обработанных поверхностей зубьев формируют гиперболоид. Однако влияние кинематики нарезания на погрешность формы зубчатой поверхности снижается и доводится до нуля калибровкой - однократным проходом инструмента вдоль зубьев после достижения требуемой глубины нарезания.

Одним из технологических факторов, влияющих на качество и производительность обработки, является действительная скорость резания V. Определено ее значение для режущей кромки инструмента, расположенной на делительной окружности, в зависимости от технологических параметров нарезания:

V = JFf+V; + 2 • V, • V, (eos <р ■ sin [i + sin <р ■ eos a-cosfl) , м/мин, (16)

где

у = т м/мин,

1000

к-n-z,, ía.-cosa Л , _ v м/мин,

V2= " 'л/ —---x-tga\ +{a + arsm<p) ,

1 500-z cosa где q> - угол поворота режущей кромки инструмента относительно плоскости наклона оси; a¡ - радиус режущей кромки инструмента; р - угол, определяющий положение точки заготовки.

В работе определены угол и направление вектора скорости V. Осуществлен анализ изменения скорости резания, с помощью IBM построены графики V =f (а, ср) .

Наиболее важным фактором, влияющим на скорость резания, является угол а. С его увеличением увеличивается скорость нарезания V. Максимальные ее значения (Утах) соответствуют

лимитирующим крайним точкам нарезания, а минимальные - точкам, попадающим на линию наладки.

Для апробирования и промышленного испытания разработанного ме-тода создано модернизи-рованное оборудование на базе вертикально - фрезерного станка мод. 6Р13. Спроектировано и изготовлено два зуборезных ступенчатых долбяка разной конструкции.

Основными параметрами одного из них (рис.7) приняты: т,,=3 мм, гы=33, а=]7°, 2Н=28 мм, материал - быстрорежущая сталь марки Р6М5, НИС=57+61, профиль - эвольвентный, передний угол у=5-п8°, задний угол по боковым сторонам а6=3+4°, задний угол по вершинам зубьев

Нарезания цилиндрических наружных прямых зубьев с параметрами т~3 мм, г=24, 21=15 и 24 мм осуществлены на заготовках из текстолита, чугуна марки СЧ 12 и стали марки 40. Режим нарезания: частота вращения долбяка «„=315 об/мин; радиальная подача 5=0.025мм/об; скорость перемещения инструмента при калибровке зубьев п0 => ручная.

Измерено и оценено отклонения шага, накопленные погрешности шага зубчатого колеса, колебания измерительного межосевого расстояния за один оборот, отклонения направления зуба, отклонения толщины зуба.

Установлено, что нарезание зубьев ступенчатым долбяком обеспечивает 8-9 степени точности по ГОСТ 1643-81. На специальном станке можно нарезать зубчатые поверхности, обладающие качеством не ниже 8 степени точности.

32

Формирование сложных - резьбовых и зубчатых поверхностей требует одной связи - согласованности в относительных движениях инструмента и заготовки. Фрезерование канавок на боковых поверхностях вращения осуществляется при наличии двух связей между движениями (продольной - поперечной - круговой) заготовки.

б. ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОБРАБОТКИ ПРОФИЛЕЙ, ПРЕДУСМОТРЕННЫХ НА БОКОВЫХ ПОВЕРХНОСТЯХ ВРАЩЕНИЯ. ПЭО профилей, образуемых на боковых поверхностях вращения, достигается прямым путем за счет уменьшения штучного времени, с помощью разработанной, более производительной технологии их обработки; сокращается длина обрабатываемой поверхности, повышается . интенсивность обработки, уменьшается машинное время; управляются технологические связи по геометрической форме и размерные.

Сущность технологии обработки канавок заключается в создании при обработке кинематических технологических размерных связей, имитирующих геометрические связи самой поверхности. Это обеспечивается согласованными круговой и продольной подачами заготовки в сочетании с вращением инструмента с соответствующими конструктивными элементами (рис.8). Заготовка устанавливается на оправке оснастки, смонтированной на столе станка. Оправка имеет кинематическую связь с механизмом продольной подачи стола.

Нарезание канавки осуществляется за два рабочих прохода (см. рис. 8):

- вертикальная подача £в заготовки до достижения необходимой глубины нарезаемой канавки А/

Рис. 8. Срсема формирования профиля по окружности.

- согласованные продольная 5"„ и круговая подачи заготовки до нарезания канавки по всему периметру.

При нарезание канавки профиль формируется размерами инструмента, ее позиция - размером приспособления.

Основной технологической задачей по обеспечению точности позиций профилей по окружности является определение необходимой функциональной связи между круговой ¿V и продольной б1« подачами и ее обеспечение.

Разработаны теоретические и практические основы обеспечения качества обработки канавки. Установлена связь между продольным перемещением заготовки (величина х) и ее поворотом вокруг собственной оси (угол ах).

.г . г-х //7)

аг = штат--агсят-> <-'

Я Я

где г - радиус окружности нарезаемой канавки;

Я - радиус боковой поверхности вращения.

Определено ожидаемое отклонение профиля Аг в направлении радиус - вектора при аппроксимации зависимости (17) линейными:

Аг = ~----зт

г

г-х . г . г—х агент— агезгпг

(Щ

г Я Я

Систематическая постоянная часть шероховатости Ягс, свойственная данной кинематике формирования поверхности, при обработке несколькими ( т) резцами равна:

90-8„ соя- ---------

(19)

л.Ит

Допускаемое значение продольной подачи, лимитируемой шероховатостью поверхности Яг:

с „ 2К (1 + ф-И) (20)

V <--агссон-—7—-'—г ,

. г Яг + {1 + к\Я-к)

т-агезт— \ /ч /

Л

где к - коэффициент, характеризующий соотношение кинематической и динамической составляющих шероховатости поверхности.

Основное время, затрачиваемое на обработку, определяется по формуле:

+ (21) п ■ п-

где Ь\ ~ величина врезания в направлении вертикальной подачи; п-частота вращения шпинделя.

Теоретические и экспериментальные исследования показали пригодность метода для нарезания канавки на детали "Вкладыш БК - 300".

Одним из основных направлений ПЭО является управление технологически - эксплуатационными связями (см. рис.2). Косвенное повышение эффективности обработки обусловливает, обычно, повышение долговечности поверхностей (деталей). Замковые резьбы отличаются от других сложных поверхностей вращения высокими требованиями к ним по надежности и сроку службы. Поэтому ПЭО управлением технологически - эксплуатационными связями рассматривается при формировании замковых резьб.

7. ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОБРАБОТКИ ЗАМКОВЫХ РЕЗЬБ НА ОСНОВЕ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИ-ЭКСПЛУАТАЦИОННЫМИ СВЯЗЯМИ Эксплуатационные показатели деталей машин имеют определенные связи с качеством лимитирующей поверхности. Установлено два направления повышения эксплуатационных показателей деталей управлением горизонтальными - технологически - эксплуатационными связями:

I. Обеспечение благоприятных для данных эксплуатационных условий направлений значений технологических параметров обработки, не изменяя их качества в целом;

II. Повышение качества поверхности, поверхностного слоя и точности обработки.

ПЭО косвенным путем - управлением технологически -эксплуатационными связями, рассмотрено на примере замковых резьб. Основной причиной, приводящей к потере работоспособности (около 75%) замковых соединений является износ замковых резьб. Для выявления технологически - эксплуатационных связей выбран и обоснован критерий износа замковых резьб - количество оборотов свинчивания. Определено минимальное количество оборотов при свинчивании и затяжке:

- с учетом сопротивления витков смятию:

П>-уМ-—+- *-- .об л (22)

л^-с/^-О.Зая^у,] 0.55^1-0.5^

- с учетом сопротивления витков срезу:

п'>~-— -+- - , Об., (23)

где И - уменьшение рабочей высоты витка, связанное с возникновением поперечных и радиальных деформаций при затяжке или при работе:

2тсЕ{Р] -с111р2 -£>/) 2л5Е

[ P*-d] P2~D;

/ли Е - коэффициент Пуассона и модуль упругости материала детали; Д - средний диаметр витка; d3 - диаметр проходного отверстия ниппеля; D - наружный диаметр муфты; к/ и к2- коэффициенты, учитывающие изменения величин деформаций на контактирующих участках резьбы ниппеля и муфты, определенных по Ляме; а -постоянная, выражающая приращение нагрузки по виткам; Z - количество рабочих витков; Z, - номер рассматриваемого витка; S, К-шаг и конусность резьбы; Q - осевая нагрузка; Р, - нагрузка на последнем витке (у меньшего основания конуса); [ г ] - допускаемое напряжение на срез материала деталей замков; D2 и Dl - внутренние диаметры первого и последнего рабочих витков резьбы муфты и ниппеля; [ о\] - допускаемое напряжение на смятие материала деталей замков; а/2 - половина угла профиля резьбы; d2-средний диаметр первого витка муфты; dj- средний диаметр последнего витка ниппеля; к0 - коэффициент, учитывающий зависимость между высотой и шириной изношенного витка.*

После расчета п по формулам (22) и (23) для всех витков принимается большее из полученных значений.

Прим.: Размерности: длины в мм; силовые в Н; напряжения в МПа; модуль упругости в Н/мм2; угловые в градусах.

(24)

Исследованы также неравномерность изнашивания витков и удельная работа трения при свинчивании и развинчивании замковых резьб. Критерием изнашивания при теоретических исследованиях была принята удельная работа трения.

В начале свинчивания, в идеальных условиях изготовления и эксплуатации профили резьб замковых деталей контактируют по двум схемам: по боковым сторонам и по вершинам среза витков. После некоторого числа свинчиваний и развинчиваний контактирование происходит по закругленным профилям.

В работе представлены схемы контактирования при наличии погрешностей параметров резьбы (конусность, шаг, угол профиля).

Для каждой схемы контактирования и трения определены номинальная площадь контакта, удельная работа и общая работа трения, построены графики их изменений в зависимости от количества произведенных оборотов п при свинчивании.

Анализом закономерностей изменения номинальной площади контакта А, = Г (п) и удельной работы при трении IV/ = Е (п) по вершинам среза и по боковым сторонам витков при свинчивании (рис. 9) установлено, что трение и износ по вершинам среза витков II' происходит при меньшем угловом и окружном пути, чем трение и износ по боковым сторонам профиля и. Однако при первом обороте свинчивания II' =1321] износ по вершинам среза витков боль-ше половины общего износа. Установлено, что витки изнашиваются в основном при первом обороте свинчивания и последнем обороте развинчивания.

При отклонениях параметров резьб от номинального значения уменьшается площадь контакта и увеличивается скорость изнашивания. При этом различие конусностей 5к является технологическим фактором, наиболее влияющим на процесс изнашивания резьб. Наихудшее сочетание различий конусностей 8К и шага Д., приводящее к наибольшей неравномерности износа и1{ витков, получается при З-с> 0 и 8$<0:

+ (25)

где 8 „ и 8 . - отклонения в шаге ниппеля и муфты; 11/> - макси-

$Г7 ЯМ

мальная неравномерность износа, связанная с неравномерным распределением нагрузки по виткам.

к,

Дж/см: 8

6

4

2

О

Рис. 9. Зависимость номинальной площади контакта и удельной работы трения от количества произведенных оборотов первого свинчивания

Связь между отклонениями параметров замковых резьб и их износом определена с помощью экспериментов, проведенных с натурными образцами в условиях, идентичных реальным условиям трения.

Уровни и интервалы варьирования параметров (конусность -Xшаг -Х2, угол профиля - Х3) были приняты в соответствии

с их предельными значениями по ГОСТ 5286-75.

После интерпретации были получены следующие уравнения:

1. Износ, оцениваемый по количеству оборотов свинчивания

и,-

и, = 1,15 + 0,88Х1-0,77Х2 + 0,02Х,1 об.; (26)

2. Износ, оцениваемый по максимальному изменению высоты витков {]2:

и2 = 0,71+0,53Х, -0,47X, + 0,01 Х4, мм, (27)

где ХА - абразивность смазки.

Из уравнений видно, что наибольшее влияние на износ оказывают X, - различия конусностей. Факторы по силе влияния могут быть расположены в следующем порядке: Х] >Х2 > Х4 >ХЪ.

Исследования связей между механическими свойствами материала замковых деталей с эксплуатационными их показателями показывают, что с изменением механических свойств (предела прочности, предела текучести, предела выносливости, сопротивления срезу, относительного удлинения, относительного сужения, ударной вязкости, твердости) и температуры отпуска стали 40ХН изменяется износостойкость резьбового соединения.

Установлено, что основным критерием износостойкости стали 40ХН при трении схватыванием (основным видом изнашивания замковых резьб является схватывание I рода) является твердость трущихся поверхностей. Поэтому изыскание способов повышения твердости стали 40ХН следует рассматривать как одно из основных направлений в области повышения износостойкости и тем самым ПЭО замковых резьб.

На основе анализа проведенных исследований определены следующие пути повышения эффективности обработки замковых резьб:

1. Смещение центра рассеяний конусности замковых резьб;

2. Изменение направления плоского среза вершин витков

резьб;

3. Повышение твердости трущихся резьбовых поверхностей. Рекомендуется смещение центра группирования различий конусности свинчиваемых резьбовых пар по сравнению с ГОСТ 5286 на величину Д.= -0.5 мм на всей длине резьбы, что обеспечивается

при допуске на конусность ниппеля Со "), муфты {"_025 ). Как показали эксперименты, это приводит к повышению износостойкости примерно на 20% (рис. 10).

Предложена новая конструкция замковых резьб с отрицательным направлением отклонения образующей по вершинам среза. Образующие поверхности срезанных вершин витков резьбы выполнены параллельно ее оси. При предлагаемом изменении экс-

периментально получено повышение износостойкости замковых резьб в «1.7 раза (см. рис. 10).

Исследовано повышение износостойкости при дополнительном поверхностном термическом упрочнении замковых резьб на примере деталей замков ЗН - 95. Глубина закаленного слоя равна 4 ч- 5 мм. Твердость по профилю резьбы ниппеля и муфты составляла 49 -г 53 ИКС.

Эксперименты показали, что поверхностная закалка замковых резьб по технологии, предложенной НИЛБТ АзПИ (АзТУ), повышает их износостойкость в десять и более раз (см. рис. 10). При поверхностной закалке повышается и усталостная прочность резьбы.

л, обор

1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2

40 80 120 160 200 240 280 N. КОЛ.!

Рис. 10. Зависимость износа резьбы от количества циклов свинчивания и развинчивания

8. ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ. 1. Применение в учебном процессе положений работы: "Связи при изготовлении и эксплуатации машин", "Превращение связей" и т.п. позволяет студенту разобраться в органических связях, действующих между

различными этапами производства и эксплуатации машин и при выполнении технологической операции. Накопленные в этой области технологические знания являются основой для эффективного решения соответствующих технологических задач.

2. В производстве шпилек 2НК 1.3; 2НК 1.6 и 2НК 1.8 формирование резьб осуществлено накатыванием на станке А2528 при режимах (для резьбы М24х2х25^: /=13 с; Я=0.52 мм/с; Р=50кН; у=15.26 м/мнн; А =22.7в.,к, мм, и для обеспечения наибольшей точности по среднему диаметру резьбы при 1=16 с; 5'=0,55мм/с; Г=60 кН; \'== 15.26 м/мин и А=22.63_о.об- При этом достигнуто снижение затрат на формирование резьбы (с учетом и обточки подрезьбовой поверхности), повышение грузоподъемности и сопротивления отвинчиванию резьбового соединения шпилька -корпус.

3. При изготовлении опытной партии детали "Головка", состоящей из 500 шт., применена разработанная технология накатывания резьбы 1 ]/2 " .

Процесс накатывания резьбы осуществлен при скорости >=20.8 м/мин. Радиальная подача определяется конструктивными параметрами накатываемой резьбы, накатных роликов и количеством роликов (величина радиальной подачи вносится в конструкцию роликов).

Шероховатость поверхности накатанных резьб Д,=0.63± 0.32 мкм по ГОСТ 2789-73. При накатывании резьбы 1 '/2 " на Детали "Головка" все требования ГОСТ 6357-81 удовлетворялись.

Разработанные конструкции инструмента, оснастки и технология обеспечивают требуемую точность и качество поверхности накатанных на детали "Головка" резьб в производственных условиях.

4. Промышленные испытания и освоение технологического процесса накатывания конической резьбы на ниппелях НКТ-60 по ГОСТ 633-80 осуществлены на станке ТТ-105. Применена резьбо-накатная головка ВНГТК, оснащенная роликами с шагом Ри=2.56± ±0.01мм и оснасткой к ней. Скорость накатывания была у=22м/мин. Замена нарезания конической резьбы на ниппелях труб 060 накатыванием позволила повысить эффективность формирования конических резьб.

5. Разработанная технология нарезания канавки на боковых поверхностях вращения была применена при изготовлении деталей "Вкладыш SK-300". Нарезание профиля осуществлено одним резцом. Материал пластинки - твердый сплав марки ВК8. Геометрические параметры инструмента: у=0°; а=6°; q>i=2°; (р2=4°. Режимы обработки: частота вращения шпинделя п-315 об/мин; вертикальная подача 5Й=0.03 мм/об; продольная подача 5^=0.1 мм/об; глубина резания при обоих проходах является функцией подачи.

Все детали "Вкладыш" (более 1600 шт.), канавки на которых нарезаны по вышеизложенной технологии, приняты ОТК завода и признаны годными для выполнения служебного назначения. Шероховатость поверхностей по всему профилю была R:< 10 мкм.

Разработанная технология применяется на машиностроительном заводе им. Б.Сардарова.

6. Разработанная конструкция замковой резьбы применена на предприятиях РФ. Преимущества конструкции связаны с тем, что: во-первых, исключено трение по вершинам среза; во-вторых, исключена возможность нулевой номинальной площади контакта при любом относительном расположении витков замковых деталей до начала свинчивания; в-третьих, уменьшается влияние конусности на износостойкость резьб. Ее применение приводит к сокращению потребного количества замковых деталей, объема транспортных и ремонтных работ при проведении определенного объема бурильных работ.

7. Детали ЗШК-178 с замковыми резьбами 3-147 выводятся, по нашему предложению, из использования из-за износа резьбы после того, как количество оборотов для произведения свинчивания, уменьшаясь, доходит до 3.3+3.5 оборота.

На практике обычно эксплуатируемые замки с резьбой 3-147 выводились из эксплуатации из-за износа резьбы после того, как количество оборотов для свинчивания, уменьшаясь, доходило до 4+4.2 оборота.

Допущение повышенного износа резьб 3+147 до 3.3+3.5 оборота позволило увеличить число циклов эксплуатации замковых резьб при спуско - подъемных операциях примерно в 1.29 раза.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Установлены эксплуатационные, конструктивные, технологические, информационные связи и связи их многостороннего взаимодействия, формирующиеся при изготовлении деталей машин, которые оцениваются постоянно действующими - экономическими и временными связями.

Основные технологические связи по материалу, по качеству поверхностного слоя, по шероховатости, по последовательности обработки, геометрические и размерные полностью определяют входные и выходные параметры обработки поверхностей.

2. На основе анализа полученной системы связей сформулировано понятие сложной поверхности вращения, определены ее характерные представители. Разработаны теоретические основы и методология повышения эффективности обработки (ПЭО) деталей со сложными поверхностями вращения на основе управления технологическими и технологически - эксплуатационными связями.

3. Разработана методика оценки эффективности обработки. Установлены пути повышение эффективности обработки деталей со сложными поверхностями вращения. В качестве критерия оценки предложен коэффициент относительной эффективности.

4. При накатывании резьбы рассматриваются иные по сравнению с нарезанием связи по геометрической форме, по качеству поверхности и размерные связи. Управляются технологические и технологически - эксплуатационные связи. Достигается повышение эффективности формирования резьбовых поверхностей и прямым-технологическим и косвенным - технологически - эксплуатационным путями.

Впервые исследованы технологические размерные связи при накатывании резьб. Обнаружено, что при этом образуется квадратичная технологическая размерная цепь, содержащая два и более замыкающих звена.

Разработан вероятностно - статистический метод, позволяющий определить рациональный размер заготовки под накатывание резьбы и повысить эффективность её формирования.

5. Определены эмпирические зависимости между собственно средним диаметром накатанных резьб М24х2, М33х2 и МЗбхЗ на сплошных заготовках и усилием накатывания, диаметром заго-

товки, радиальной подачей, продолжительностью и скоростью накатывания.

6. Применение разработанной оснастки к резьбонакатным головкам позволяет повысить точность шага резьбы при накатывании самозатягиванием, совместить технологический проход головки с вспомогательным проходом головкодержателя. В конструкцию модернизированной резьбонакатной головки ВНГТК вложена корреляционная связь между радиальным отходом и осевым перемещением инструмента, создана кинематическая технологическая размерная связь для накатывания конических резьб. Разработаны теоретические и практические основы обеспечения точности при накатывании конической резьбы.

7. Разработаны способы, устройства и технология обработки двух разнонаправленных конических резьб деталей типа муфты с одной установки, с одного конца последовательно и параллельно и с двух концов параллельно. ПЭО муфты достигается управлением технологическими и технологически - эксплуатационными связями за счет сокращения вспомогательного и основного времени и повышения точности обработки. Выявлено, что значительное повышение точности параметров резьбы может быть достигнуто, если обработку осуществлять на специальных станках, направляющие которых составляют с осью шпинделя в горизонтальной плоскости угол, равный углу наклона резьбы.

8. Разработан новый способ нарезания прямых наружных и внутренних зубьев на цилиндрических зубчатых колесах. ПЭО достигается управлением технологическими связями, за счет повышения интенсивности съема стружки, совмещения вспомогательных проходов зубьев инструмента с технологическими, сокращения величины врезания и перебега.

Установлена корреляционная связь точности формы зубчатых поверхностей с технологическими параметрами нарезания.

9. Разработан и внедрен на производстве эффективный метод нарезания профильных канавок по окружности, расположенных на боковых поверхностях вращения. ПЭО достигается управлением технологическими связями за счет двухфронтной, много-инструментной обработки, интенсификации процесса формообразования, благодаря рациональному применению связи по геомет-

рической форме в создании кинематики формирования поверхности.

10. Для выявления и оценки технологически - эксплуатационных связей разработан и обоснован критерий износа замковых резьб - количество оборотов для свинчивания пары.

Установлено, что технологическим параметром, наиболее влияющим на эксплуатационные показатели замковых деталей, оказывается отклонение конусности. Смещение центра группирования различие конусностей свинчиваемых замковых резьб на 5К= - 0.5 мм по сравнению с ГОСТ 5286 приводит к повышению износостойкости примерно на 20%.

Трение и износ по вершинам среза витков замковых резьб при свинчивании и развинчивании, выявленные впервые, обусловливают значительное уменьшение срока службы замковых деталей. Установлено, что изменение по сравнению с ГОСТ направления среза вершин витков на параллельное оси резьбы позволяет исключить трение по вершинам среза при свинчивании пары и повысить износостойкость замковых резьб 3-76 примерно в 1.7 раза.

11. Результаты исследований внедрены в учебный процесс во ВТУЗ - ов республики и на 7 предприятиях Азербайджана и Российской Федерации.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Расулов Н.М., Брошевский Ф.М. Определение изменения числа оборотов свинчивания, применяемого как критерий изнашивания. //"Ученые записки. Баку: АзИНЕФТЕХИМ им. М. Азизбе-кова, сер. IX, 1975, №4. с. 21 - 26.

2. Расулов Н.М., Ярошевский Ф.М. Влияние отклонений параметров на износостойкость замковых резьб. // Азербайджанское нефтяное хозяйство (АНХ), Баку, 1975, №6, - с. 47-51.

3. Расулов Н.М., Ярошевский Ф.М. Влияние нагрузки на изменение коэффициента трения при свинчивании и развинчивании замковых резьб. //АНХ. Баку, 1976, №7. - с. 62-66.

4. Ярошевский Ф.М., Расулов Н.М. Исследования изменения крутящего момента при свинчивании и развинчивании резьб. // Известия вузов. М.: Машиностроение. 1976, №9. - с. 32-37.

5. Расулов Н.М., Ярошевский Ф.М. Замковое соединение для бурильных труб. А.С.№563479. Бюллетень изобретений, 1977, №24.

6. Расулов Н.М., Карпов С.М. Приспособление к металлорежущему станку, например, токарному для доводки профильных резцов. A.C. № 593903. Бюллетень изобретений, 1978, №7.

7. Агаев Н.М., Ярошевский Ф.М., Расулов Н.М., Магеррамов С.С. Исследование влияния некоторых факторов на точность среднего диаметра накатываемой резьбы. //За технический прогресс (ЗТП). Баку, 1979, №1. - с. 50-53.

8. Расулов Н.М., Алекперов А.Ю. Исследование поверхностных слоев витков замковых резьб нефтепромыслового сортамента. //ЗТП, Баку, 1979, №6. - с. 52-55.

9. Ярошевский Ф.М., Расулов Н.М. Износостойкое замковое соединение труб нефтяного сортамента. // Известия вузов. Нефть и газ. Баку, 1979, №7. - с. 81-83.

10. Агаев Н.М., Расулов Н.М., Магеррамов С.С. Определение размера заготовки под накатывание резьбы с применением методов математической статистики. //ЗТП. Баку, 1980, №2. - с. 40-44.

11. Agayev N.M., Rasulov N.M., Guseynov M.A. Vyzkum presonosti a redukce valcovanych zavitu v zavislosti na tlousbce steny dutych obrobku. // Strojirenstvi 30. Tchecoslovaki: Praga, 1980, №11. -s. 9-10.

12. Агаев H.M., Расулов H.M., Бушнев A.A., Гусейнов M.A. Влияние толщины стенки и редукции полой заготовки на точность накатанных резьб. //Станки и инструменты, М., 1981, №3. -с. 27-28.

13. Расулов Н.М. Влияние условий взаимодействия витков замковых резьб на их изнашивание при спуско-подъемных операций. //АНХ, Баку, 1981, №8. - с. 56-60.

14. Агаев Н.М., Расулов Н.М., Гусейнов М.А. Резьбонакатная головка. A.C. № 912363, Бюл. изобретений, 1982, №10.

15. Агаев Н.М., Расулов Н.М. Устройство для накатывания резьб. A.C. №935183, Бюл. изобретений, 1982, №22.

16. Агаев Н.М., Расулов Н.М., Бушнев A.A., Гусейнов М.А. Освоение эффективной технологии накатывания конических резьб на ниппелях НКТ-60. //Эффективная технология производства машин. Тематический сборник научных трудов. Баку, 1982. - с. 8-11.

17. Агаев Н.М., Расулов Н.М., Гусейнов М.А. Инструмент и оснастка для накатывания конических резьб. / Информационный листок №7, Серия: Машиностроение, Баку: АзНИИНТИ, 1982. -4 с.

18. Агаев Н.М., Алекперов А.Ю., Расулов Н.М. и др. Исследование процесса накатывания резьбы на головках полых штанг. // Химическое и нефтяное машиностроение. М., 1982, №11, - с. 21-23.

19. Расулов Н.М. Определение износостойкости материала замков деталей нефтепромыслового сортамента. //АНХ, Баку, 1983, №10. - с. 56-60.

20. Расулов Н.М. Исследование влияния технологических факторов на износ замковых резьб нефтепромыслового сортамента. //Эффективность технологического оборудования механосборочного производства. Тематический сборник научных трудов. Баку: АзПИ им. Ч.Ильдрыма, 1984. - с. 72-78.

21. Агаев Н.М., Расулов Н.М., Гусейнов М.А. Модернизация резьбонакатной головки для накатывания конических резьб. //Станки и инструменты. М., 1984, №9. - с. 28-29.

22. Агаев Н.М., Расулов Н.М., Гусейнов М.А. Устройство для накатывания резьбы. A.C. №1199388, Бюл. изобретений, 1985, №47.

23. Агаев Н.М., Расулов Н.М., Гасанов Н.М. Резьбонакатная головка. A.C. №1212668. Бюл. изобретений, 1986, №7.

24. Расулов Н.М., Гафаров С.А. Зажимное устройство. A.C. №1220872. Бюл. изобретений, 1986, №12.

25. Расулов Н.М. Устройство для обработки разнонаправленных конических поверхностей. A.C. №1303303. Бюл. изобретений. 1987, №14.

26. Расулов Н.М. Способ обработки двух разнонаправленных конических резьб. A.C. №1662776, Бюл. изобретений, 1991, №26.

27. Расулов Н.М. Некоторые пути повышения точности и производительности обработки деталей типа муфт. //Прогрессивные технологические методы обеспечения качество изделий. Тематический сборник научных трудов. Баку, 1991.-е. 35-40.

28. Расулов Н.М., Надиров У.М., Гусейнов Г.Р. О нарезании зубчатых поверхностей специальным долбяком. //Методология САПР в машиностроении. Материалы республиканского научно-методичесгсого семинара. Баку: АзТУ, 1992. - с. 68-69.

29. Расулов Н.М., Надиров У.М., Амирасланов П.А. О точности по диаметру нарезанных специальным долбяком зубчатых поверхностей. // Ученые записки. Баку: Азерб. Государственная Нефтяная Академия 1995, №1. - с. 60-64.

30. Мовла-заде В.З., Расулов Н.М., Байрамов Б.Ю. Размерный анализ соединения штуцер-шаровая опора. //Ученые записки. Баку: АзТУ, 1994, №2. - с. 33-40.

31. Расулов Н.М Влияние кинематики нарезания зубьев со специальным долбяком на точность обработки. //Ученые записки. Баку: АзТУ, 1994, №3. - с. 24-29.

32. Расулов Н.М. Связи производства и эксплуатации машин. //Ученые записки. Баку: АзТУ, 1994, №4.-с. 25-31 (на азерб. языке).

33. Расулов Н.М., Мовла-заде В.З., Мирзаджанов Д.Б. Технология машиностроения. Размерные связи и базирование. ! Учебное пособие. Баку: Чашыоглы, 1994. - 105 с. (на азерб. языке).

34. Расулов Н.М. Технология машиностроения. Расчет припусков механической обработки. /Учебное пособие. Баку: АзТУ,

1994. - 84 с. (на азерб. языке).

35. Расулов Н.М. Об исходном делительном диаметре специального долбяка. //Материалы докладов 43-й научно-технической и методической конференции. Баку: АзТУ, 1995. - с. 63-64.

36. Расулов Н.М., Надиров У.М., Алигулиев Ф.А. Анализ некоторых параметров станочного зацепления при нарезании зубьев специальным долбяком. //Материалы докладов 43-й научно-технической и методической конференции. Баку: АзТУ, 1995. - с. 68-69.

37. Мовла-заде В.З., Расулов Н.М., Гусейнова Н.Р. и др. Технология машиностроения, 1 часть. /Учебник. Баку: Чашыоглы,

1995. - 386 с. (на азерб. языке).

38. Расулов Н.М. Скорость резания при нарезании внутренних зубьев со специальным долбяком. //Ученые записки, Баку: АзТУ, 1995, №1,- с. 35-38.

39. Расулов Н.М., Расулов P.C., Надиров У.М. О нарезании зубьев со специальным долбяком. // Проектирование и производство. Материалы 7-ой Международной конференции. Турция: Анкара, 1996.-с. 399-410.

40. Расулов Н.М. О повышения эффективности обработки сложных поверхностей вращения. //Материалы 44-й научно-

технической и методической конференции. Баку: АзТУ, 1996. - с. 77-79.

41. Расулов Н.М., Мамедов К.С., Элязов И.Ш. Качество формирования канавок, нарезанных на боковой поверхности вращения. //Материалы 44-й научно - технической и методической конференции. Баку: АзТУ, 1996. - с. 79-81.

42. Расулов Н.М. Анализ технологических размерных цепей при накатывании резьбы головками. //Материалы 44-й научно-технической и методической конференции. Баку: АзТУ, 1996. - с. 76-77.

43. Расулов Н.М., Расулов P.C. Способ формообразования зубьев зубчатых колес косозубым допбяком. / Патент Российской Федерации №2064377, Бюл. 1996, №21.

44. Rassoulov N.M. Technologie 3. /Annaba: Université d'An-naba. Algier, 1989.- 152 p.

45. Расулов Н.М. Технология машиностроения. Повышение эффективности обработки сложных поверхностей вращения. Баку: Элм, 1997. - 134 с.

46. Расулов Н.М. Анализ показателей точности при нарезании конических резьб. // Ученые записки. Баку: АзТУ, 1997, Том VI, №1 - с. 153-155.

47. Расулов Н.М. Снижение одноразовых расходов при определении диаметра заготовки под накатывание. //Ученые записки. Баку: АзТУ, 1997,Том VI, №1. - с. 150-152.

48. Расулов Н.М. Оптимизация процесса накатывания резьбы. // М.: Машиностроитель. 1998. № 3. - с.10-11.

49. Рэсулов Н.М., Мэммэдов К.С. Ичлрфш jaH сэтьиндэ даирэви гановун е'мал дэгиглщи //Елми эсэрлэр. Бакы: АзТУ,1998, №2, - с. 108-110.

50. Рэсулов Н.М. Пэстаь сэтьлэринин техноложи бахымдан тэснифаты. //Елми есэрлэр. Бакы: АзТУ. 1998, VII чилд. № 2, -с.132-134.

51. Расулов Н.М., Гусейнов Г.Р. Нарезание внутренних прямых зубьев цилиндрических колес ступенчатым долбяком. // Прогрессивные технологии и системы в машиностроении. Сборник научных трудов V международной научно-технической конференции "Машиностроение и техносфера на рубеже XXI века". Т.З - Донецк: ДонГТУ. Вып. 6, 1998. - с.20-22.

52. Rasulov N.M. Probability - Statistic Method of Determination Diameter of Billet under Thread Rolling.// Conference Proceedings. 8lh International Machine Design and Production Conference. Turkey: Ankara 1998.-p.537-544.

53. Rasulov N.M., Hüseynov H.R. Özel pinyon ile Dahili Di§kesme Yönteminin incelenmesi. // Bildiri Kitabi. 8 Uluslararasi Makina Tasarim ve Imalat Konqresi. Türkiye: Ankara 1998. s.35-44.

54. Расулов H.M., Гусейнов Г.Р. Повышение эффективности обработки разнонаправленных конических резьб. // Прогрессивные технологии и системы в машиностроении. Сборник научных трудов V международной научно-технической конференции "Машиностроение и техносфера на рубеже XXI века". Т.З - Донецк: ДонГТУ. Вып. 6, 1998. - с. 18-20.

55. Расулов Н.М. Моделирование и оптимизация резьбонака-тывания. // Известия АН Азербайджанской Республики. Серия Физика-техника и математика. Баку. 1998. № 5, Том 18.-е. 67-71.

56. Расулов Н.М. Некоторые пути повышения эффективности эксплуатации замковых резьб нефтепромыслового сортамента. // Азербайджанское нефтяное хозяйство. Баку. 1999. №3. - с. 39-42, 54.

57. Расулов Н.М. Накатывание конических резьб на полых заготовках. // М.: Техника машиностроения. 1999. № 1. с.7-12.

58. Расулов Н.М Использование вероятностно - статистического метода при определении диаметра заготовки под накатывание резьбы. // М.: Вестник машиностроения.1999. № 4. - с. 36-38.

Личный склад соискателя в работах, опубликованных в соавторстве:

[1] - аналитическое решение задачи;

[2,3,4,7,9] - планирование, обработка и анализ результатов экспериментов;

[5,6,14,15] - идея конструкции, обоснование ее работоспособности; [8,10^-12,16,18,51,53,54] -постановка задачи, проведение экспериментов, обработка и анализ экспериментальных данных; [17,21] - постановка задачи, участие в конструировании головки и

проведение экспериментов, обработка их результатов; [22-5-24] - идея конструкции, обоснование ее работоспособности,

участие в конструировании; [30] - постановка задачи по связям размер-герметичность ее решение;

[28] - постановка задачи, выбор параметров и технологических факторов;

[29,36,41,49]- постановка задачи, вывод математической модели; [33] - подготовлены §§ 1.1 -г 1.10; 1.12 и 2.4; [37] - подготовлена глава 2;

[39] - постановка задачи, решение кинематических задач, составление связей, участие в их решении; [43] - идея метода, определения необходимых движений.

RASULOV NARJMAN MOGBIL OGLU

INCREASE OF EFFICACY OF PROCESSING OF DETAILS WITH COMPLEX SURFACES OF ROTATION

ESS A Y

Dissertation is dedicated to increase the efficacy of processing (IEP) of threaded toothed surfaces and grooves on the side surfaces of rotation.

The aim of work is to JEP of complex surfaces of rotation on the base of control with communications which are forming during processing and exploitation of details.

Dissertation consists of introduction, of eight chapters, of conclusions and recommendations, list of used literature, of supplement and maintains 295 pages of printed text.

There are in the work: classification of communications, which are working during the production and exploitation of manufactured article and their elements mechanisms of forming the sizes of processing and origin of their components.

Were realized the systematization and classification of JEP; ways: elaborated the common criterion for comparing and value of effect of processing.

Were elaborated possible-statistic method of communication's definition among the radial sizes, guarantees during thread rolling and turning under thread of a surface; were revealed communications among the average diameter of cylindrical threads and technological parameters during the thread rolling and were optimization the process.

Were investigated technological communications of geometrical forms and sires during the forming of conic threads, different directed conic threads, cylindrical toothed surfaces, grooves on circumference on the side surfaces of rotation and on the base of the control by them were elaborated effective technologic of processing this surfaces.

Were elaborated and grounded criterion to value the technological - exploitation communications of lock threads. Were investigated some technological - exploitation communications of lock threads and on the base of control by them were elaborated, investigated and recommended the ways of JEP of lock threads at the expense of displacement center of grouping of size, by the design of technological decision and by the change of the last processing's technologic.

РЗСУЛОВ Н9РИМАН МОГБИЛ ОРЛУ

МУРЭККЭБ ФЫРЛАНМА СЭТЬЛИ ЬИССЗЛЭРИН Е'МАЛ ЕФФЕКТИВЛШИНИН1УКС0ЛДИЛМЗСИ

X У Л А С 9

Диссертасгуа ишн ]ив вэ дишли сэтьлэрин, фырланма ]ан сэтьлэриндэ нэзэрдэ тугулмуш даирэви гановларын е'мал еффек-тивлирншн ]уксзлдилмэсинэ (ЕЕ1) ьэср едилир.

Ишин мэгсэди ьиссэлэрин сэтьлэринин е'малы вэ истисмары заманы формалашан элагэлэри идарэ етмэклэ мурэккзб фырланма сэтьлэринин е'мал еффективлирши зухсэлтмэкдир.

Дисссртас1уа иши кириш, 8 фэсил, нэтичалэр, истифада олунмуш эдэби^ат вэ элавэлэрдэн ибарэт олуб, 295 сэь. машын ]азысы мэтндэ экс олуамушдур.

Ишде мэ'мул вэ онун елементлэринин истексалы вэ истисмары заманы тэ'сирдэ олан элагэлэр тэсниф едилмиш, е'мал олчусунун формалашмасы механизм« вэ онун тэшкиледичилэри-нин мэншз]и кестэрилмишдир.

ЕЕ1 ]оллары системлэшдирилмиш вэ тзсниф едилмиш, е'мал еффективлирши пумэтлэндирмзк вэ мугащсэ етмэк учун умуми-лэшдиричи ме']ар ишлэнэрэк тэклиф олунмушдур.

Дир-флэнэн ]ишш вэ _)онулмуш ]ивалты сэтьин радиал елчу-лэри арасында элагени тэ^'ин етмэк учун еьтимал-статистики усул ишлэнмиш вэ тэтбиг едилмишдир. Икидэдирчэкли профшццуир-лзуэн дэзкаьда дирфленэн силиндрик ]ивлэрин орта диаметри илэ техноложи параметрлэр арасында асылылыг тэ^ин едилмиш вэ просес оптималлашдырылмышдыр.

Коник ]ивлэрин, мухтэлиф истигамэтли коник ^влэрин, си-линдрик дуз дишли сэтьлэрин, фырланма ]ан сэтьлэри узэриндэки чеврэви гановларын формалашмасындакы ьэндэси вэ влчу техно-ложи элагэлэри тэдгиг едилмиш вэ онларын идарэ едилмэси эса-сында е'мал дэгипшфши вэ мэьсулдарлыгы ]уксэлтмэ]э имкан верен ]снп е'мал усуллары вэ технологу а ишлэнмиш, сынагдан ке-чирилмиш вэ истеьсалатда тэтбиг едилмишдир.

Нефт - мэ'дэн чешидли гыфыл Зивлэринин техноложи - ис-тисмар элагэлэрини пумэтлэндирмэк учун ме^ар ишлэнмиш вэ эсаслапдырылмышдыр. Гыфыл ]нвлэришш техноложи - истисмар элагэлэри тэдгиг едилмиш вэ онларын идарэ едилмэси эсасында _}ивлзрин ЕЕ1-нэ имкан верэн техноложи тэдбирлэр ишлэнмиш, тэдгиг едилмиш вэ истифадэ учун тэклиф .............