автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.08, диссертация на тему:Повышение качества сборки прессовых и прецизионных соединений с зазором путем применения ультразвуковых колебаний

На правах рукописи

РОДИМОВ Геннадий Александрович

ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА СБОРКИ ПРЕССОВЫХ И ПРЕЦИЗИОННЫХ СОЕДИНЕНИЙ С ЗАЗОРОМ ПУТЕМ ПРИМЕНЕНИЯ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ КОЛЕБАНИЙ

Специальность: 05.02.08 - Технология машиностроения

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата

Самара - 2004

Работа выполнена на кафедре: «Автоматизация технологических процессов в машиностроении» Самарского государственного технического университета.

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор ШТРИКОВ Б.Л.

Официальный оппонент: доктор технических наук, доцент

РЫЛЬЦЕВ И. К.

кандидат технических наук ГУСЕВ А.А.

Ведущая организация: ОАО «Завод авиационных подшипников»

Защита состоится «29» июня 2004 г. в 10-00 часов, на заседании

диссертационного совета Д.212.217.02 в Самарском государственном техническом университете по адресу: г. Самара, ул. Галактионовская 141, корпус № 6, ауд. 228.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Самарского государственного технического университета.

Автореферат разослан 2004 г.

Просим Вас, принять участие в обсуждении работы и направить свой отзыв, заверенный печатью, по адресу: 443100, г. Самара, ул. Молодогвардейская 244, Главный корпус, ученому секретарю диссертационного совета Д. 212.217.02.

Ученый секретарь диссертационного совета

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Характерной особенностью современного состояния технологии машиностроения является неуклонное повышение качества выпускаемой продукции. Важная роль в обеспечении эксплуатационных показателей машин и механизмов принадлежит сборочным операциям. При этом большую группу соединений составляют прессовые соединения и прецизионные соединения с зазором, от качества которых зависят функциональные параметры узлов. Вместе с тем, получившие распространение традиционные методы сборки этих соединений не всегда удовлетворяют все возрастающим требованиям к качеству узлов.

Перспективным направлением совершенствования традиционных процессов сборки является введение ультразвуковых колебаний в зону контакта поверхностей деталей, когда наряду с основными движениями, предусмотренными технологической схемой сборки, деталям дополнительно сообщаются колебания ультразвуковой частоты. Использование физико-технологических особенностей ультразвука и сопутствующих эффектов открывает качественно новые возможности в организации и проведении процессов сборки, улучшении функциональных параметров соединений.

Вместе с тем, работы, посвященные применению ультразвука при сборке прессовых и прецизионных соединений с зазором, носят, по существу, поисковый характер и касаются лишь отдельных сторон вопроса. Поэтому выявление закономерностей воздействия ультразвука на основные физико-технологические показатели процесса сборки и разработка на их основе новых способов технологического обеспечения требуемых функциональных параметров соединений непосредственно в процессе сборки с целью повышения ее качества является важной научной задачей.

Цель работы. Повышение качества сборки прессовых и прецизионных соединений с зазором путем применения ультразвука на базе теоретических и экспериментальных исследований физического механизма процесса и его технологических показателей.

Методы исследований. Для достижения поставленной цели в работе реализована методология системного подхода к изучению процесса сборки прессовых соединений и прецизионных соединений с зазором, формирования качества и функциональных показателей узлов. Использованы основные теоретические положения технологии машиностроения, теории контактного взаимодействия твердых тел, теории теплопроводности. Экспериментальные исследования проводились на основе разработанных оригинальных методик и стандартных испытаний с широким ис-тмоде^^шм^Щ^^и^кой и к и . 06-

пользованием м е

БИБЛИОТЕК* СПстер&К А-/"* 1

о»

работка и анализ экспериментальных данных проводились с использованием ПЭВМ.

Достоверность исследований, а также эффективность практических рекомендаций подтверждены результатами опытно-промышленной проверки и внедрения в производство новой технологии сборки, оборудования и устройств.

Научная новизна. Выявлен механизм воздействия ультразвука на функциональные показатели соединений, в том числе на прочность и контактную жесткость.

Установлены закономерности воздействия ультразвука на механические свойства материалов и формирование контактных связей в соединении.

Выявлены основные факторы, способствующие повышению качества прессовых и прецизионных соединений с зазором.

Установлено, что образование равновесной шероховатости непосредственно в процессе сборки обеспечивает повышение точности и контактной жесткости соединений.

Установлена возможность существенного повышения прочности соединений за счет формирования в зоне контакта мостиков схватывания между поверхностями в сопряжении и увеличения фактической площади контакта.

Практическая ценность. На основании выполненных теоретических и экспериментальных исследований реализован комплекс конструк-торско-технологических решений, направленных на дальнейшее повышение качества сборки прессовых и прецизионных соединений с зазором путем применения ультразвуковых колебаний.

На основании проведенных исследований и их внедрения разработаны научно обоснованные рекомендации по назначению режимов сборки и параметров ультразвуковых колебаний, что позволяет управлять состоянием поверхностей сопряжения непосредственно в процессе сборки с целью повышения эксплуатационных показателей соединений.

Основные положения, выносимые на защиту: о общие и частные методики моделирования элементов ультразвуковой сборки, позволяющие научно обоснованно подойти к выявлению механизма воздействия ультразвука на основные параметры процесса;

выявленные теоретическими и экспериментальными исследованиями основные факторы, повышающие качество соединений;

установленные закономерности повышения прочности прессовых соединений за счет образования мостиков схватывания;

о методика интенсификации процесса изнашивания и улучшение качества прецизионных соединений за счет образования равновесной шероховатости в процессе сборки; разработанное оборудование и методы обеспечения функциональных параметров качества соединений на основе технологии, сочетающей сборку и приработку поверхностей.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы доложены и обсуждены на четырех международных научно-технических конференциях: «Высокие технологии в машиностроении» (г. Самара, 2002 г.), «Актуальные проблемы конструкторско-технологического обеспечения машиностроительного производства» (г. Волгоград, 2003 г.), «Контактная жесткость, износостойкость, технологическое обеспечение» (г. Брянск, 2003 г.), «Актуальные проблемы надежности технологических, энергетических и транспортных машин» (г. Самара, 2003 г.).

В полном объеме диссертация заслушана и одобрена на объединенном заседании кафедр «Технология машиностроения», «Автоматизация технологических процессов в машиностроении», «Автоматизированные станочные комплексы», «Инструментальные системы автоматизированного производства».

Публикации. Основное содержание работы отражено в семи публикациях.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех разделов и общих выводов и приложения, изложенных на 151 станицах машинописного текста, содержит 52 рисунка, 10 таблиц, библиографический список, включающий 154 наименования.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, поставлены цель и сформулированы задачи исследования, изложены основные положения, выносимые на защиту, определены научная новизна и практическая ценность.

Первая глава посвящена анализу проблемы повышения эффективности и качества сборки соединений.

Решение проблемы повышения эффективности и качества сборки неразрывно связано с совершенствованием существующих и разработкой новых технологических процессов соединения деталей.

Большой вклад в развитие науки о сборке внесли ученые Б.С.Ба-лакшин, В.П.Бобров, Л.И.Волчкевич, А. Г. Герасимов, А.А.Гусев, А.М.Дальский, Д.Я.Ильинский, Н.И.Камышный, И.И.Капустин, И.М.Колесов, В.В.Косилов, Л.Н.Кошкин, М.СЛебедовский, А.Н.Малов,

К.Я.Муценек, М.П.Новиков, Г.Я.Пановко, А.Н.Рабинович, Б.Л.Штриков, В.А.Яхимович и др.

В то же время необходимо отметить, что функциональные параметры машин и приборов во многом определяются показателями качества деталей, образующих соединение. Эта взаимосвязь получила глубокое осмысление благодаря работам А.П.Бабичева, И.В.Дунина-Барковского, Б.Л.Кравченко, А.А.Маталина, Д.Д.Папшева,

A.С.Проникова, Э.В.Рыжова, А.М.Сулимы, А.Г.Суслова, Л.В.Худобина, Ю.Г.Шнейдера, А.В.Якимова, П.И.Ящерицина и др. и получила дальнейшее развитие в исследованиях Б.М.Базрова, В.Г.Митрофанова, Ю.С.Соломендева и др., направленных на достижение требуемых показателей изделий путем управления технологическими процессами средствами автоматизации. При этом в основе большинства технологических работ лежат фундаментальные исследования Д.Н.Гаркунова, Н.Б.Демкина, М.Н.Добычина, И.В.Крагельского, В.С.Комбалова, Н.М.Михина, А.В.Чичинадзе и др. по проблеме контактного взаимодействия поверхностей сопряжения.

Несмотря на значительные успехи, достигнутые при реализации этих направлений, по-прежнему актуальной остается проблема повышения эффективности сборки на осиове качественно новых технологий сборки, в том числе с использованием комбинированного воздействия нескольких видов энергии или совмещении различных способов ее подвода.

Перспективным направлением повышения эффективности и качества традиционных процессов сборки соединений является введение ультразвуковых колебаний в зону контакта поверхностей деталей.

В создание теоретических основ и практическую реализацию ультразвуковой технологии большой вклад внесли ученые О.В.Абрамов, Б.А.Агранат, В.К.Асташев, В.А.Вероман, В.А.Волосатов, А.И.Исаев,

B.Ф.Казанцев, М.Г.Киселев, Ю.И.Китайгородский, В.В.Клубович, Е.Г.Коновалов, Б.А.Кравченко, А.В.Кулемин Л.И.Марков, В.Д.Мартынов, Б.Х.Мечетнер, И.И.Муханов, М.С.Нерубай, Г.И.Погодин-Алексеев, В.Н.Подураев, И.Г.Полоцкий, Г.И.Прокопенко, Л.Д.Розенберг, М.Г.Сиротюк, В.П.Северденко, А.В.Степаненко, И.И.Тсумин, Б.Л.Штриков, а также зарубежные исследователи Л. Баламуз, Ф. Блаха, Л. Колуэлл, Д. Кумабэ, Б. Лангенекер, У. Мезон и др.

Вместе с тем, широкое применение ультразвуковой сборки сдерживается в связи с отсутствием научно обоснованных рекомендаций по ее применению, учитывающих специфику процесса и условия формирования контактных связей в собранном соединении.

Стремление реализовать указанный подход для достижения цели настоящей работы обусловило необходимость решения комплекса взаимосвязанных задач, в числе которых:

о на основе теоретических и экспериментальных исследований выявить основные факторы, повышающие качество узлов при сборке прессовых и прецизионных соединений с зазором; изучить закономерности воздействия ультразвуковых колебаний на трибологические процессы и тепловые явления; установить закономерности повышения прочности прессовых соединений за счет образования «мостиков схватывания»; исследовать влияние ультразвуковых колебаний на образование равновесной шероховатости в процессе сборки и формирование характеристик качества соединений;

использовать теоретические и экспериментальные данные для определения оптимальных параметров процесса ультразвуковой сборки прессовых соединений и прецизионных соединений с зазором.

Во второй главе описаны методики проведения исследований, обработки экспериментальных данных, а также оборудование, контрольно-измерительная аппаратура и образцы для исследований.

Для моделирования процессов контактирования поверхностей деталей при сборке, а также для сборки прессовых и прецизионных соединений с зазором были разработаны специальные установки: для исследований механических характеристик материалов деталей; для исследования интенсивности изнашивания в ультразвуковом поле, позволяющая моделировать условия трения поверхностей деталей в широком диапазоне режимов и параметров ультразвуковых колебаний; для измерения контактной жесткости поверхностей образцов и реальных деталей; для исследования температурной ситуации в зоне контакта. Разработаны контрольно-измерительные приборы: для контроля достижения контактирующими поверхностями равновесной шероховатости; для контроля амплитуды ультразвуковых колебаний и упругих свойств контактирующих поверхностей.

Третья глава посвящена исследованию физико-технологических особенностей ультразвуковой сборки.

Исследования по моделированию процесса сборки проводились с использованием сталей 40,40Х, 45, ШХ15СГ, и сплавов Д16, Л63. Детали при исследовании процесса сборки изготавливались из этих же материалов.

Как следует из анализа трибологических особенностей ультразвукового воздействия, кинематика скольжения поверхностей и динамика их взаимодействия при ультразвуковой сборке зависят от большого числа факторов, среди которых можно выделить материалы контактирующей пары и условия трения, скорость относительного перемещения и удельные давления в контакте, параметры ультразвуковых колебаний и их на-

правление. Перечисленные факторы оказывают существенное влияние на физико-химический механизм процесса контактного взаимодействия при ультразвуковой сборке и его основные показатели: силы трения, коэффициент трения и интенсивность изнашивания поверхностей.

Введение в зону контакта нормальных ультразвуковых колебаний оказывает комплексное воздействие, как на кинематику, так и на динамику процесса трения. Установлено, что фрикционное взаимодействие в условиях нормальных ультразвуковых колебаний характеризуется увеличением относительной площади контакта, сопровождающего высокочастотное динамическое нагружение. Причем, увеличение относительной площади контакта г] пропорционально амплитуде ультразвуковых колебаний (рис. 1).

Рис. I. Зависимость относительной площади контакта от удельного давления и амплитуды нормальных УЗК (Иа=0,3 мкм, сталь 45): 1 - £=0 мкм; 2-4=5 мкм; 3 - 4=10 мкм; 4 - £=/5 мкм; 5 -4=20 мкм.

Установлено, что увеличение у в исследованном диапазоне удельных давлений и параметров ультразвуковых колебаний у закаленных сталей происходит вследствие упругой деформации микрорельефа поверхностей, приводящей к достижению уровня контакта низлежащими неровностями, а у материалов с меньшей твердостью - в результате пластической деформации микрорельефа.

Зависимость относительной площади контакта от удельного давления при различных амплитудах ультразвуковых колебаний может быть аппроксимирована выражением:

Совместное действие сил трения и высокочастотного циклического нагружения обуславливает возникновение сложного напряженного состояния поверхностного слоя деталей и ускоряет развитие процессов усталостного изнашивания.

С целью определения оптимальных характеристик процесса сборки подвижных соединений, были проведены исследования процессов изнашивания в ультразвуковом поле. 6

Установлено аналогичное обычному фрикционному взаимодействию влияние удельного давления в контакте и скорости относительного перемещения поверхностей на линейную интенсивность изнашивания J. С увеличением этих характеристик в исследованном диапазоне интенсивность изнашивания /растет. На рис. 2 и 3 показаны графики изменения интенсивности изнашивания J в зависимости от удельного давления р, скорости относительного перемещения V и направления ультразвуковых колебаний для пары сталь 45 - сплав Д16.

Р и с. 2 Влияние удельных давлений и направления колебаний на интенсивность изнашивания образцов: сталь 45 - сплав Д16; Г=0,01 м/с; £=6 мкм; / =20 кГц: 1 — обычное, без УЗК; 2 - нормальные УЗК; 3 - тангенциальные УЗК

Рис. 3 Влияние скорости относительного перемещения и направления колебаний на интенсивность изнашивания образцов сталь 45 - сплав Д16; р=20МПа; £=6 мкм; /=20 кГц:/ - обычное, без УЗК; 2 - нор-мальныеУЗК; 3 -тангенциальные

Введение в зону контакта нормальных ультразвуковых колебаний увеличивает интенсивность изнашивания в меньшей степени по сравнению с тангенциальными колебаниями. Под действием колебаний независимо от величины исходной шероховатости и твердости наблюдается интенсивное деформирование микровыступов, изменение их формы и размеров, что интенсифицирует процесс приработки поверхностей.

При соприкосновении поверхностей взаимодействие их микрорельефов происходит по вершинам наиболее высоких неровностей, поэтому в начале нагружения наибольшее влияние на время приработки оказывают шероховатость, твердость материалов и время контакта.

Ускоряя сдвиговые деформации, ультразвуковые колебания способствуют более активному формированию равновесной шероховатости контактных поверхностей в процессе сборки, что позволяет сократить время приработки поверхностей деталей из стали, с часов до нескольких секунд.

Из результатов исследований следует, что при введении в зону контакта ультразвуковых колебаний время приработки снижается с 80 с. при обычном взаимодействии до 6 с. при нормальных и до 4 с. при тангенциальных колебаниях (рис. 4). Меньшие значения времени приработки в последнем случае связаны с более интенсивными процессами усталостного разрушения, сопровождающими тангенциальные ультразвуковые колебания.

2 ----

0 12 3 4

Время I, с

Р и с. 4 Время образования равновесной шероховатости при тангенциальных колебаниях (сталь 45): /?=40 МПа; F=0,l м/с; £=6 мкм; /=20 кГц

При фрикционном взаимодействии стальных деталей в ультразвуковом поле описанные выше особенности в основном сохраняются. Однако при контакте поверхностей с одинаковой исходной твердостью наложение ультразвуковых колебаний на индентор снижает его твердость. В тоже время шероховатость поверхности индентора изменяется, приближаясь к шероховатости контртела до тех пор, пока не наступит равновесное состояние, характерное для данных условий трения. Если в качестве индентора используется более твердый материал, то путем подбора соответствующих параметров ультразвуковых колебаний можно достигнуть значительного снижения его микротвердости и интенсифицировать процесс приработки. Наиболее эффективно наложение ультразвуковых колебаний на деталь с более высокой шероховатостью контактирующей поверхности.

Так, при взаимодействии стали 45 (НВ200) и стали 40Х (НВ230) в ультразвуковом поле процесс приработки при

скорости вращения 1,0 м/с происходит в течение 5...6 с. Аналогичные результаты получены и при фрикционном взаимодействии закаленных сталей, однако, время образования равновесной шероховатости увеличивается в 2 - 3 раза. Это свидетельствует об интенсификации процесса изнашивания в ультразвуковом поле.

Исследования влияния ультразвука на механические свойства материалов деталей, приведенных выше, показали, что по сравнению с испытаниями в обычных условиях для пластического деформирования в ультразвуковом поле характерно снижение усилий деформирования, а также более низкие значения фшического и условного предела текучести.

Например, максимальная степень деформации образцов из стали 45 в резонансном режиме наступает при амплитуде 20 мкм при напряжениях в 4 раза меньших по сравнению с обычным нагружением.

Исследования показали, что закономерности воздействия ультразвука на механические свойства материалов сохраняются и при испытаниях на твердость.

Установлено, что с увеличением от 5 до 20 мкм микротвердость в поверхностном слое стали ШХ15СГ, снижается соответственно в 1,1 и 1,4 раза, стали 45 - в 1,2 и в 1,6 раза.

Трибологические характеристики и прочность контактных связей при сборке существенно зависят от теплофизической ситуации в зоне сопряжения. При этом максимальная температура поверхности контакта (Тгои) в общем случае определяется суммой исходной температуры (Т0), среднеповерхнростной температурой (Тп) и температурой вспышки (Т^,,).

Для оценки температуры в зоне изнашивания предложен теоретико-экспериментальный метод с использованием основных положений теории непрерывно действующих источников.

При расчетах принята следующая схематизация процесса:

1. Нормальный полосовой источник с эффективной мощностью <7 и коэффициентом сосредоточенности перемещается по адиабатической поверхности полубесконечного тела. Ширина источника равна ширине индентора.

2. Распределение удельного теплового потока в зоне трения принято по экспоненциальному закону.

В подвижной системе координат температурное поле непрерывно действующего нормально-полосового источника выразится зависимостью:

где - коэффициент теплопроводности; - коэффициент температуропроводности _ ; с - теплоемкость; у - удельный вес; х и у -

координаты источника; время; V- скорость источника. Для установившегося процесса получено:

При расчете средней поверхностной температуры, обусловленной перемещением источника, плотность тепловыделения определится отношением:

(4)

где Аа - номинальная площадь контакта; Р„ - сила прижима ин-дентора к детали; V- скорость скольжения; г -радиус; I -длина.

Плотность тепловыделения при расчете температур в зонах фактического контакта микронеровностей при моделировании процесса ультразвуковой сборки можно найти из выражения:

_ 2кРдЯ у2РЯ

¿Л

г1ц

(5)

где Рд = у^ Рп, г}- рассчитывается по формуле (I).

Несмотря на то, что Твс„ локализуется непосредственно в зоне контактирования микронеровностей и не вносит существенного вклада в среднюю температуру контакта, ее влияние на особенности трибологиче-ских процессов при ультразвуковой сборке является весьма существенным и должно учитываться при разработке физической модели контактного взаимодействия.

Для Тца, получено выражение:

Расчетами получены наибольшие значения Твсп при больших амплитудах и силах прижима, что объясняется значительными силами Р^ и максимальными величинами фактической площади контакта. Возникающее при трении тепло локализуется на вершинах микронеровностей, существенно повышая их температуру.

Теоретические и экспериментальные исследования показали, что введение в ЗОиу трения деталей ультразвуковых колебаний увеличивает температуру в зоне контакта, которая определяется амплитудой колебаний и силой прижима индентора. Возникающая при этом в зонах фактического контакта микронеровностей создает более благоприятные условия для образования адгезионных связей в зоне соединения. Вместе с тем, уровень среднеповерхностных температур в исследованном диапазоне режимов и параметров ультразвуковых колебаний, не достигает значений, при которых возможно структурное превращение материала. В таблице приведены результаты расчетов Тп для различных материалов, с учетом окружающей среды

.(V

Таблица - расчетных данных для Тп в С.

\ р,н 100 200 400 600 800 1000

Матер/\

Сталь 45 28,8 31,4 34,7 37,1 39 40,7

Л 63 23,7 24,8 26,2 27,2 28,1 28,7

Д 16 21,9 22,5 23,2 23,7 24,1 24,5

В четвертой главе рассмотрены технологические методы повышения качества соединений путем применения ультразвука.

Установлена возможность повышения контактной жесткости и прочности соединений при ультразвуковой сборке путем направленного регулирования параметров микрорельефа контактирующих поверхностей и физико-химического состояния поверхностного слоя. Предложенная технология сборки основана на явлении фрикционного упрочнения, когда при трении поверхностей происходит пласпгческая деформация поверхностного слоя. В основе этого процесса лежит увеличение внутренней энергии поверхностных слоев в результате увеличения плотности дислокаций до значений насыщения, дробление блоков мозаики, сопровождаемое частичным распадом остаточного аустенита и превращением в «мартенсит деформации», имеющим более высокую твердость.

Процесс упрочнения поверхностей при фрикционном контакте происходит следующим образом. После образования соединеш!Я валу сообщаются продольные ультразвуковые колебания, что вызывает относительные возвратно-поступательные смещения микронеровностей вала и втулки, которая в связи с наличием акустического контакта также получает колебания с ультразвуковой частотой, и начинается процесс трения между контактирующими поверхностями. Этим создаются условия для возникновения фрикционного упрочнения.

Возвратно-поступательное смещение поверхностей и динамическое нагружение за счет изменения диаметральных размеров вала при каждом периоде ультразвуковых колебаний вызывают упругие деформации уже пластически деформированных вершин и впадин и пластическое деформирование ранее не деформированных. По мере многократных смещений и повторных приложений нагрузки все большая часть микронеровностей будет деформироваться упруго и все меньшая их часть пластически, при этом фактическая площадь контакта деталей непрерывно увеличивается. Если связать это с процессом фрикционного упрочнения, то переход от пластического характера деформаций микронеровностей к упругому будет происходить в период приработки поверхностей. Это позволяет расширить зону упрочнения каждой микронеровности до основания и даже, как показали исследования, произвести упрочнение основного металла на глубину до 0,03...0,06 мм. При этом амплитуда ультразвуковых колебаний должна быть назначена, исходя из следующих соображений. В соединениях с натягом защитные функции поверхностей от разрушения выполняют пленки окислов на поверхностях микронеровностей, относительная деформация которых не должна превышать е < 0,05. В соответствии с этим амплитуда ультразвуковых колебаний не должна быть больше:

4<0,058(7)

где - средний шаг неровностей, берется для более твердой детали.

Многократное приложение нагрузок при смещениях микронеровностей приводит к исчерпанию запаса пластичности, и дальнейшее сообщение валу ультразвуковых колебаний приводит к контактному разрушению пластически насыщенных площадок контакта. В этой связи важное значение играет определение оптимального времени приложения колебаний, после которого может наступить разрушение площадок контакта микронеровностей. Как известно, число циклов, приводящих к разрушению упрочняющегося материала поверхностного слоя, при действии нагрузок, вызывающих упругие деформации в зонах касания:

(8)

где показатель кривой усталости; - остаточные напряжения, сформированные окончательной операцией технологического процесса обработки; - рабочие напряжения, действующие в контакте.

Откуда следует, что для приработки поверхностей контакта необходимо соблюдение условия - число циклов нагружения с ультразвуковой частотой /. Тогда время приработки ? должно составить:

п- (9)

к/

При этом расчет ведется для менее твердой поверхности детали. На рис. 5 приведены результаты сравнительных исследований различных способов сборки прессовых соединений.

Анализ данных показывает, что существует оптимальное время фрикционного упрочнения, превышение которого приводит к образованию адгезионных связей в соединении вследствие разрушения окисных пленок и микронеровностей и образования физического контакта поверхностей сопряжения. Этот вывод подтверждается исследованиями поверхностей контакта, а также прочности соединений на сдвиг (рис. 5), из которых следует, что при сила распрессовки наибольшая и

снижается с уменьшением времени ультразвукового взаимодействия поверхностей.

Исследованя процесса ультразвукового фрикционного упрочнения позволяет сделать вывод, что при определенном сочетании параметров ультразвуковых колебаний можно повысить прочность соединений за счет образования мостиков схватывания между поверхностями в сопряжении аналогично тому, как это имеет место при ультразвуковой сварке. Следует, однако, отметить, что применяемые в настоящих исследованиях режимы фрикционного взаимодействия и параметры ультразвуковых колебаний не позволяют получить сварное соединение, прочность которого соизмерима с прочностью материала детали. Вместе с тем, образующиеся в процессе контактного взаимодействия мостики схватывания существенно повышают функциональные параметры соединения, в частности, прочность на сдвиг и на кручение. Общие закономерности, лежащие в основе ультразвуковой сварки и образования мостиков схватывания при ультразвуковой сборке, позволяют рационально использовать явления, сопровождающие эти процессы.

Проведенные исследования и анализ литературных источников позволяют объяснить эффект увеличения прочности соединений, отмеченный при времени фрикционного упрочнения

Под действием давления и тангенциальных колебаний в зоне контакта металлов за счет трения, вызванного возвратно-поступательным движением поверхностей, происходит разрушение окисных пленок и вытеснение адсорбированных пленок молекул газов, влаги и загрязнений. В этих местах образуются мостики схватывания ювенильных поверхностей, и через определенное время происходит упрочнение поверхностных слоев в зоне контакта.

Прочность соединений значительно повышается, когда на втулку и вал подаются продольные ультразвуковые колебания с суммарной амплитудой, достаточной для образования мостиков схватывания в твердой фазе трением поверхностей друг о друга. Суммарная амплитуда достаточная для образования мостиков схватывания определяется по формуле:

(Ю)

где - коэффициент трения между поверхностями деталей при воздействии на них ультразвуковыми колебаниям; необходимая

для образование мостиков схватывания удельная мощность тепловыделения.

На рис. 6 приведено распределение прочности соединений на сдвиг и кручение, собранных с различными натягами и амплитудами ультразвуковых колебаний, рассчитанными по зависимости (10).

4000 6000 8000 10000 12000

Сила распрессовки Рр, Н

Ряд1 —а— Ряд2 РядЗ

а)

12

500 700 900 1100 1300 1500 1700 Крутящий момент Мкр, Ни

Ряд1 —®-Ряд2 —А—РядЗ

б)

Рис. 6 Распределение прочности на сдвиг (а) и кручение (б) в зависимости от натяга и амплитуды УЗК 1 - <5=0,005 мм; £=30 мкм; 2 - 5=0,010 мм; £=15 мкм; 3 - 8=0,020 мм; £=7 мкм

Анализ данных показывает, что Рр соединений с увеличением натяга с 0,005мм до 0,02мм повышается до 34% при сборке с УЗК, что несколько меньше чем при сборке без УЗК.

При этом повышение прочности соединений в первом случае составило 90%. В то же время разброс значений Рр и М^ в партии из 20 шт. при S =0,020 мм значительно ниже, чем у соединений, собранных с 5 =0,005 мм, что может быть объяснено разрывом контакта в соединении в связи с изменением диаметральных размеров деталей и происходящим частичным разрушением мостиков схватывания.

Данное предположение подтверждено при сборке деталей из сталей 45 и ШХ15СГ, где при 5=0,010 мм необходимо сообщать деталям колебания с суммарной амплитудой 42 мкм, а при 5-0,020 мм - 4д>и =21 мкм.

Исследованиями установлено, что время, необходимое для образования мостиков схватывания составляет 4...6 секунд.

Увеличение времени ультразвукового воздействия не оказывает существенного влияния на прочность соединений.

Анализ результатов исследований сопротивления пластической деформации и интенсивности изнашивания в ультразвуковом поле позволил разработать технологию, в которой совмещаются процессы сборки, приработки поверхностей и одновременной сертификации соединений. Положительный эффект достигается при введении вала во втулку с наложением на него продольных ультразвуковых колебаний и сообщении вращения одной из деталей. Снижение твердости материала вала и возникающие касательные напряжения интенсифицируют процесс изнашивания микронеровностей, и шероховатость поверхности становится близкой к равновесной.

При достижении на цилиндрической поверхности вала заданного значения координаты осевого положения втулкой подача ультразвуковых колебаний на вал прекращается после совершения одного полного оборота без осевого перемещения. Затем подаются поперечные ультразвуковые колебания на втулку при сохранении вращения одной из деталей.

Момент достижения оптимальных характеристик контактирующих поверхностей фиксируется с помощью специально разработанного прибора по моменту времени, соответствующему переходу в упругую область контактирования микронеровностей.

Исследования показали, что достижение равновесной шероховатости в условиях высокочастотного ультразвукового взаимодействия поверхностей происходит в зависимости от физико-механических характеристик материалов в течение 5...30 секунд. Причем, детали, прошедшие приработку под воздействием ультразвуковых колебаний, имеют одинаковый с обычно приработанными износ при дальнейшей эксплуатации.

На рис. 7 представлен график образования равновесной шероховатости при сопряжении вала и втулки из стали 45, из которого следует, что через 6...8 секунд образуется равновесная шероховатость, как на вале, так и на втулке.

Р и с. 7 Влияние времени приработки на образование равновесной шероховатости в соединении вал-втулка; материал деталей -сталь 45 (НВ200); £=10 мкм; У=0,05 м/с; 1 - втулка; 2 - вал.

При этом, увеличение времени контактирования поверхностей с ультразвуковыми колебаниями до 50...60 с. резко ухудшает поверхности, что связано с образованием мостиков сварки. Причем, эффективность процесса возрастает при сообщении колебаний детали с большей величиной шероховатости.

Как следует из рис. 8, снижение сопротивления изнашиванию в ультразвуковом поле характерно и для закаленных сталей.

Р и с. 8 Влияние времени приработки на образование равновесной шероховатости поверхности: материал деталей сталь 40Х (НЯС 38); £=20 мкм; Г =0,05 м/с; 1 -вал; 2 - втулка.

Однако в этом случае для интенсификации процесса приработки необходимо увеличить количество акустической энергии, вводимой в зону сопряжения деталей, и сообщать деталям ультразвуковые колебания с амплитудой не менее 20 мкм.

При этом время образования равновесной шероховатости возрастает до 20...30 с.

Установлено, что при приработке поверхностей деталей, твердости которых существенно отличаются, например, из закаленной и незакаленной сталей, ультразвуковые колебания можно сообщать только первой из них. В этом случае поверхность более мягкой детали приобретает шероховатость близкую к шероховатости закаленной детали. В то же время параметр более твердой детали изменяется незначительно.

Внедрение процесса ультразвуковой сборки произведено на ОАО «Завод авиационных подшипников» при сборке подшипниковых узлов электрошпинделей ЭШ48/2,2 и ЭШ 36/4,0 внутришлифовальных станков мод. АБЖ-56 и АБШ-4, используемых в серийном производстве. Основной причиной выхода из строя электрошпинделей является усталостное контактное разрушение внутренних колец подшипников. В результате внедрения сократилось время, связанное с периодической переборкой шпинделей и увеличена долговечность подшипниковых узлов в 1,2 - 1,3 раза.

ОБЩИЕВЫВОДЫ

1. В результате комплексных теоретико-экспериментальных исследований решена актуальная задача направленная на дальнейшее повышение качества сборки прессовых соединений и прецизионных соединений с зазором за счет направленного регулирования показателей поверхностей сопряжения непосредственно в процессе сборки путем применения ультразвуковых колебаний.

2. Разработана методика и оборудование для исследования взаимодействия поверхностей сопряжения деталей при ультразвуковой сборке, позволяющие моделировать формирование их контактных связей в широком диапазоне скоростей относительного перемещения, удельных давлений и ультразвуковых параметров.

3. Изучены трибологические характеристики поверхностей сопряжения деталей и установлены общие закономерности воздействия ультразвука на механические свойства материалов и формирование контактных связей в соединении. Показано, что в результате ультразвуковой сборки существенно увеличивается фактическая площадь контакта поверхностей сопряжения, пропорционально зависящая от амплитуды ультразвуковых колебаний.

4. Установлено, что введение в зону сопряжения деталей ультразвуковых колебаний способствует более активному формированию равновесной шероховатости контактных поверхностей, что ведет к

кратному сокращению времени их приработки. При этом время приработки определяется параметрами ультразвуковых колебаний.

5. Разработана теплофизическая модель процесса контактирования поверхностей с применением ультразвука, и установлено влияние технологических режимов и параметров ультразвуковых колебаний на сренеповерхностную температуру и температурную вспышку при контактировании микрорельефов.

6. На основе анализа исследований сопротивления пластической деформации и интенсивности изнашивания в ультразвуковом поле разработана технология ультразвуковой сборки, совмещающая процессы сборки и приработки поверхностей. Разработанная технология позволяет повысить точность прецизионных соединений за счет образования равновесной шероховатости непосредственно в процессе сборки.

7. Показана возможность повышения контактной жесткости и прочности соединений путем фрикционного упрочнения поверхностей сопряжения, производимого непосредственно в процессе сборки. Установлены параметры ультразвуковых колебаний, при которых достигается наибольший положительный эффект.

8. Установлена возможность повышения функциональных параметров соединений за счет образования в зоне контакта мостиков схватывания между поверхностями в процессе сборки. Определены оптимальные параметры ультразвуковых колебаний, при которых достигается максимальные прочность на сдвиг и кручение.

9. На основании выполненных теоретических и экспериментальных исследований реализован комплекс технических решений и практических рекомендаций, направленных на повышение качества сборки прессовых соединений и соединений с зазором. Внедрение результатов исследований при сборке электрошпинделей позволило повысить их работоспособность.

НАУЧНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Штриков Б Л., Родимов Г.А. Исследование интенсивности изнашивания и приработки контактных поверхностей при сборке с наложением ультразвуковых колебаний // Сборка в машиностроении, приборостроении. 2002. № 9, с. 2-4.

2. Штриков Б.Л., Родимов ГА, Тепляков А.Ю., Хан Ф.Р. Повышение эффективности сборки прессовых соединений путем применения ультразвука // Сборка в машиностроении, приборостроении. 2002. № 8, с. 2-6.

3. Штриков Б.Л., Родимов ГА, Батишева О.М. Особенности ультразвуковой сборки подшипниковых узлов // Сборка в машиностроении, приборостроении. 2003. № 1, с. 3-6.

4. Штриков Б.Л., Родимов Г.А. Влияние ультразвуковых колебаний на механизм изнашивания и приработки контактных поверхностей при сборке прецизионных соединений с зазором // Материалы международной научно-технической конференции «Высокие технологии в машиностроении». Самара: СамГТУ. 2002. с. 250-252.

5. Штриков Б.Л., Родимов ГА Повышение эксплуатационных показателей прессовых соединений с ультразвуком за счет образования «мостиков схватывания» между поверхностями // Материалы международной научно-технической конференции «Контактная жесткость. Износостойкость. Технологическое обеспечение.». Брянск: БГТУ.2003.С. 167-170.

6. Штриков Б.Л., Родимов Г.А. Обеспечение качества контактирующих поверхностей подвижных соединений при ультразвуковой сборке // Материалы международной конференции «Актуальные проблемы конструкторско-технологического обеспечения машиностроительного производства». Волгоград: ВолГТУ. 2003. с. 3638.

7. Штриков Б.Л., Родимов Г.А. Влияние ультразвуковых колебаний на качество сборки прессовых соединений //Сборник трудов международной конференции «Актуальные проблемы надежности технологических, энергетических и транспортных машин». Самара: СамГТУ. 2003. с. 351-352.

Тираж 100 экз. Заказ №271

Отпечатано на ризографе.

Самарский государственный

технический университет.

Отдел типографии и оперативной полиграфии.

443100, г. Самара, ул. Молодогвардейская, 244.

0 4-13 720

Введение.

1. Методы повышения функциональных параметров соединений.

1.1. Повышение качества сборки соединений типа вал - втулка.

1.2. Применение ультразвуковых колебаний для интенсификации процессов сборки.

2. Методика проведения исследований.

2.1. Методика статистической обработки результатов экспериментов.

2.2. Оборудование, контрольно-измерительная аппаратура, образцы для исследований.

2.2.1. Оборудование для определения влияния ультразвука на механические характеристики сборочных соединений.

2.2.2. Методика измерения амплитуды ультразвуковых колебаний.

2.2.3. Методика и оборудование для исследования интенсивности изнашивания металлов в ультразвуковом поле.

2.2.4. Методика исследования температуры в зоне изнашивания.

2.2.5. Оборудование для измерения контактной жесткости.

Выводы по главе.

3. Исследование физико-технологических особенностей ультразвуковой Ш сборки.

3.1. Исследование трибологических характеристик при ультразвуковой сборке.

3.2. Влияние ультразвуковых колебаний на изменение механических характеристик поверхностей контакта при сборке.

3.3. Исследование интенсивности изнашивания металлов в ультразвуковом поле.

3.4. Исследование теплофизической ситуации при ультразвуковой сборке.

3.5. Экспериментальное исследование температуры в зоне

Изнашивания.

Выводы по главе.

4. Технологическое управление качеством соединений при ультразвуковой сборке.

4.1. Повышение качества соединений путем фрикционного упрочнения поверхностей при сборке.

4.2. Повышение прочности соединений за счет образования мостиков схватывания.

4.3. Повышение точности подвижных соединений при ультразвуковой сборке.

4.3.1. Влияние ультразвуковых колебаний на деформационное упрочнение поверхностного слоя деталей подвижных соединений.

Характерной особенностью современного состояния технологии машиностроения является неуклонное повышение качества выпускаемой продукции. Завершая технологический процесс изготовления машины, сборка концентрирует в себе все его результаты. Вследствие отклонений размеров, формы, относительного расположения и других параметров состояния поверхностей деталей при сборке приходится решать комплекс проблем, связанных с достижением точности замыкающего звена размерной цепи и требуемых функциональных показателей. Задача еще более усложняется при приложении рабочих нагрузок на соединение, поскольку образованные сборкой размерные связи нарушаются из-за контактных перемещений поверхностей сопряжения, что влечет за собой снижение эксплуатационных показателей соединений. Поэтому повышение качества соединений путем технологического обеспечения их требуемых функциональных параметров, непосредственно в процессе сборки является актуальной научно-технической задачей.

В общем случае технологический процесс сборки характеризуется многовариантностью сочетаний большого количества операций, к числу которых относятся: о подготовительные операции - промывка, пригонка, предварительный контроль, комплектование; о непосредственно сборочные операции - включая сопряжение и закрепление деталей и если необходимо, формообразование; о вспомогательные операции - ориентирование деталей, входной и промежуточный контроль, транспортирование, установка, снятие и др.; о послесборочные операции - контроль на выходе, смазка, испытания, наладка, регулировка, маркировка, упаковка и т.д.

Основные этапы развития науки о сборке могут характеризоваться степенью освоения и рационального использования материальных, энергетических и информационных потоков, что отражается на уровне механизации и автоматизации процесса.

На первом этапе механизировались главным образом процессы получения, передачи, преобразования и использования энергетических потоков путем применения ручного или стационарного инструмента и оборудования, в которых различные виды энергии (электрическая, сжатого воздуха и др.) использовались для выполнения непосредственно сборочных операций. На последующем этапе механизировались не только энергетические, но и материальные потоки в виде приводных транспортных средств (конвейеры, системы подачи деталей). Затем было создано полуавтоматическое сборочное оборудование, которое характеризовалось механизацией получения, передачи, преобразования и использования энергетических и значительной части материальных потоков. Высшей ступенью комплексной механизации и автоматизации является создание сборочных машин и линий, в которых все процессы получения и обработки потоков материалов, энергии и информации осуществляются без непосредственного участия человека.

Большой вклад в развитие науки о сборке внесли ученые Б.С.Балакшин, В.П.Бобров, Л.И.Волчкевич, А.Г.Герасимов, А.А.Гусев,

A.М.Дальский, Д.Я.Ильинский, Н.И.Камышный, И.И.Капустин, И.М.Колесов, В.В.Косилов, Л.Н.Кошкин, М.С.Лебедовский, А.Н.Малов, К.Я.Муценек, М.П.Новиков, Г.Я.Пановко, А.Н.Рабинович, Б.Л.Штриков,

B.А.Яхимович и др.

В то же время необходимо отметить, что функциональные параметры машин и приборов во многом определяются показателями качества деталей, образующих соединение. Эта взаимосвязь получила глубокое осмысление благодаря работам А.П.Бабичева, И.В.Дунина-Барковского, Б.А.Кравченко, А.А.Маталина, Д.Д.Папшева, А.С.Проникова, Э.В.Рыжова, А.М.Сулимы,

A.Г.Суслова, Л.В.Худобина, Ю.Г.Шнейдера, А.В.Якимова, П.И.Ящерицина и др. и получила дальнейшее развитие в исследованиях Б.М.Базрова,

B.Г.Митрофанова, Ю.С.Соломенцева и др., направленных на достижение требуемых показателей изделий путем управления технологическими процессами средствами автоматизации. При этом в основе большинства технологических работ лежат фундаментальные исследования Д.Н.Гаркунова, Н.Б.Демкина, М.Н.Добычина, И.В.Крагельского, В.С.Комбалова, Н.М.Михина, А.В.Чичинадзе и др. по проблеме контактного взаимодействия поверхностей сопряжения.

В настоящее время развитие науки о сборке осуществляется по следующим основным направлениям: о изыскание путей оптимизации процессов сборки, разработка методов их математического описания и моделирования; о исследование эффективности дополнительного энергетического воздействия на процесс сборки; совмещение сборки с обработкой деталей, входящих в узел; о изучение влияния технологии сборки на надежность и долговечность машин и механизмов; о разработка новых способов контроля и диагностирования собранных соединений; о разработка более совершенных методов оценки техникоэкономических показателей сборки. Несмотря на значительные успехи, достигнутые при реализации этих направлений, по-прежнему актуальной остается проблема повышения эффективности сборки на основе качественно новых технологий сборки, в том числе с использованием комбинированного воздействия нескольких видов энергии или совмещении различных способов ее подвода.

Перспективным направлением совершенствования традиционных процессов сборки является введение ультразвуковых колебаний в зону контакта поверхностей деталей, когда наряду с основными движениями, предусмотренными технологической схемой сборки, деталям дополнительно сообщаются колебания ультразвуковой частоты. Вместе с тем, несмотря на широкое распространение при механической обработке, обработке давлением, очистке, применение ультразвука в сборочных процессах носит ограниченный характер и используется главным образом при соединении сваркой, клепкой, пайкой. Работы, посвященные применению ультразвука при сборке прессовых и прецизионных соединений с зазором, носят, по существу, поисковый характер и касаются лишь отдельных сторон вопроса. Поэтому выявление, и закономерностей воздействия ультразвука на основные физико-технологические показатели процесса сборки, и разработка на их основе новых способов технологического обеспечения требуемых функциональных параметров соединений, непосредственно в процессе сборки с целью повышения ее качества, является важной научной задачей. Использование физико-технологических особенностей ультразвука и сопутствующих эффектов открывает качественно новые возможности в организации и проведении процессов сборки, улучшении функциональных параметров соединений.

Целью настоящей работы является повышение качества сборки прессовых и прецизионных соединений с зазором путем применения ультразвука на базе теоретических и экспериментальных исследований физического механизма процесса и его технологических показателей.

Проведенными исследованиями выявлен механизм воздействия ультразвука качество соединений, в том числе на прочность и контактную жесткость.

Установлены общие закономерности воздействия ультразвука на механические свойства материалов и формирование контактных связей в соединении.

Выявлены основные факторы, способствующие повышению качества соединений.

Установлено, что образование равновесной шероховатости непосредственно в процессе сборки обеспечивает улучшение качества соединений, в частности контактную жесткость.

Установлена возможность существенного повышения прочности соединений за счет формирования в зоне контакта мостиков схватывания между поверхностями в сопряжении, и увеличения фактической площади контакта.

На основании выполненных теоретических и экспериментальных исследований реализован комплекс конструкторско-технологических решений, направленных на дальнейшее повышение качества ультразвуковой сборки прессовых соединений.

В результате анализа исследований сопротивления пластической деформации и интенсивности изнашивания в ультразвуковом поле разработана и внедрена технология, в которой совмещаются процессы сборки и приработки поверхностей.

На защиту выносятся: о общие и частные методики моделирования элементов ультразвуковой сборки, позволяющие научно обоснованно подойти к выявлению механизма воздействия ультразвука на основные параметры процесса; о выявленные теоретическими и экспериментальными исследованиями основные факторы, повышающие качество соединений; о установленные закономерности повышения прочности прессовых соединений за счет образования мостиков схватывания; о методика интенсификации процесса изнашивания и улучшение качества прецизионных соединений за счет образования равновесной шероховатости в процессе сборки; о разработанные оборудование и методы обеспечения функциональных параметров качества соединений на основе технологии, сочетающей сборку и приработку поверхностей.

Автор приносит свою глубокую признательность научному руководителю доктору технических наук профессору Б.Л.Штрикову за руководство и консультации при выполнении работы, а также коллективу кафедры "Автоматизация технологических процессов в машиностроении" Самарского Государственного технического университета за помощь, оказанную при выполнении исследований.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. В результате комплексных теоретико-экспериментальных исследований решена актуальная задача, направленная на дальнейшее повышение эффективности сборки прессовых и прецизионных соединений с зазором за счет направленного регулирования показателей поверхностей сопряжения непосредственно в процессе сборки с помощью применения ультразвуковых колебаний.

2. Разработана методика и оборудование для исследования контактного взаимодействия поверхностей деталей при ультразвуковой сборке, позволившие моделировать ультразвуковое трение и изнашивание в широком диапазоне скоростей относительного перемещения, удельных давлений и ультразвуковых параметров.

3. Изучены трибологические характеристики поверхностей сопряжения деталей и установлены общие закономерности воздействия ультразвука на механические свойства материалов и формирование контактных связей в соединении. Показано, что в результате ультразвуковой сборки существенно увеличивается фактическая площадь контакта поверхностей сопряжения, пропорционально зависящая от амплитуды ультразвуковых колебаний.

4. Установлено, что введение в зону сопряжения деталей ультразвуковых колебаний способствует более активному формированию равновесной шероховатости контактных поверхностей, что ведет к кратному сокращению времени их приработки. При этом время приработки определяется параметрами ультразвуковых колебаний.

5. Разработана теплофизическая модель процесса контактирования поверхностей с применением ультразвука. Определена температура вспышки и средняя поверхностная температура в зоне сопряжения. Установлены, зависимости температуры от технологических режимов и параметров ультразвуковых колебаний.

6. На основе анализа исследований сопротивления пластической деформации и интенсивности изнашивания в ультразвуковом поле разработана технология ультразвуковой сборки, совмещающая процессы сборки и приработки поверхностей. Разработанная технология позволяет повысить точность прецизионных соединений, за счет образования равновесной шероховатости непосредственно в процессе сборки.

7. Показана возможность повышения контактной жесткости и прочности соединений за счет фрикционного упрочнения поверхностей сопряжения, производимых непосредственно в процессе сборки. Установлены параметры ультразвуковых колебаний, при которых достигается положительный эффект.

8. Установлена возможность повышения функциональных параметров соединений за счет образования в зоне контакта мостиков схватывания между поверхностями в процессе сборки. Определены оптимальные параметры ультразвуковых колебаний, при которых достигается максимальные прочность на сдвиг и кручение.

9. На основании выполненных теоретических и экспериментальных исследований реализован комплекс технических решений и практических рекомендаций, направленных на повышение эффективности процесса ультразвуковой сборки прессовых и прецизионных соединений с зазором. Внедрение результатов исследований при сборке подшипниковых узлов электрошпинделей позволило повысить их работоспособность.

1. Автоматизация проектирования технологических процессов в машиностроении /Под общ. ред. Капустина Н.М. М.: Машиностроение. 1985. 304 с.

2. Агранат Б.А., Башкиров В.И., Китайгородский Ю.И. и др. Ультразвуковая технология. М.: Машиностроение. 1974. 564 с. Адаптивное управление технологическими процессами /Соломенцев Ю.М., Митрофанов В.Г. и др. М.: Машиностроение. 1980. 356 с.

3. А.с. 914230 (СССР) устройство для сборки деталей запрессовкой и обработке отверстий /Лесков В.М., Миндрун О.Б., Осмолков А.И., Роговой В.М.

4. А.с. 1009735 (СССР) Ультразвуковое устройство для поверхностного упрочнения /Николаев В.А., Штриков Б.Л.

5. А.с. 1060388 (СССР) Способ сборки с натягом деталей типа вал-втулка /Мартынов А.Н., Григорьев B.C., Воячек И.И., Курносов Н.Е., Кирпичников А.А.

6. А.с. 1177112 (СССР) Устройство для сборки деталей типа вал-втулка /Домрачев А.Н., Ямпольский Л.С., Григорьев Н.Н.

7. А.с. 1189636 (СССР) Способ сборки с натягом соединений деталей типа вал-втулка и устройство для его осуществления /Рыжов Э.В., Курносов М.Е., Воячек И.И., Тихонов В.В., Сверчков А.В.

8. А.с. 1199557 (СССР) Способ сборки деталей с натягом /Тютиков Г.Ф., Друкер Б.С., Данькин А.А., Баклан В.Г.

9. А.с. 1255359 (СССР) Устройство для взаимной ориентации деталей типа вал-втулка /Домрачев А.Н., Ямпольский Л.С.

10. А.с. 1328136 (СССР) Устройство для взаимной ориентации собираемых деталей /Домрачев А.Н., Ямпольский Л.С.

11. А.с. 1344566 (СССР) Способ соединения деталей вал-втулка / Куликов М.А., Штриков Б.Л

12. А.с. 1454637 (СССР) Устройство для сборки запрессовкой деталей типа вал-втулка /Николаев В.А., Штриков Б.Л., Куликов М.А.

13. А.с. 1512748 (СССР) Способ сборки соединения деталей типа вал-втулка с гарантированным натягом /Павлов А.А., Токарев Е.В., Гонорадская Л.Б., Дудник B.C.

14. А.с. 1532266 (СССР) Способ сборки с натягом деталей типа вал-втулка /Гладун А.Д., Ефимочкин А.П.

15. А.с. 1553303 (СССР) Способ сборки деталей /Бакшис Б.П., Повеление1. A.Б., Скучас И.Ю.

16. А.с. 1553101 (СССР) Способ сборки запрессовкой деталей типа вал-втулка /Терехов С.А., Алексеев А.В.

17. А.с. 1556857 (СССР) Способ соединения с натягом деталей типа вал-втулка /Мулин Ю.И., Довчий В.И.

18. А.с. 1664494 (СССР) Способ сборки деталей типа вал-втулка /Николаев

19. B.А., Штриков Б.Л., Куликов М.А.

20. А.с. 1682111 (СССР) Способ сборки подвижного соединения типа вал-втулка /Николаев В.А., Штриков Б.Л., Куликов М.А.

21. А.с. 1761492 (СССР) Способ сборки прессовых соединений типа вал-втулка /Николаев В.А., Штриков Б.Л.

22. Асташев В.К. О влиянии высокочастотных вибраций на процесс пластического деформирования //Машиностроение. 1983. № 2. с. 3-12.

23. Бабичев А.П. Вибрационная обработка деталей. М.: Машиностроение. 1974. 130 с.

24. Балакшин Б.С. теория и практика технологии машиностроения: В 2-х кн. М.: Машиностроение. 1982. Кн.1. Технология станкостроения. 1982. 239 с.

25. Бакшис Б.П., Повиленис А.-Б.Б., Скучас И.Ю. Вибрационное перемещение и автоматическая сборка с помощью стоящей упругой волны // Автоматизация сборочных процессов. Рига. 1988. № 15. с. 4249.

26. Бакшис Б.П., Повиленис А.-Б.Б. Исследование вибрационного сборочного процесса в условиях ГПС // Автоматизация и гибкие автоматизированные производства. Вильнюс: ВПИ. 1987. с. 152-161.

27. Берозашвили Г.В., Гудушаури Э.Г., Пановко Г.Я. Напрессовка деталей в условиях дополнительных вибраций // Вестник машиностроения. 1986. №2. с. 51-53.

28. Блехман И.И. О теории схватывания металлов // Теория трения и износа. М.: Наука. 1965. с. 58-61.

29. Браславец А.В., Савченко Н.Ф. Интенсификация процесса пластического деформирования металлов за счет наложения ультразвуковых колебаний // Тезисы докладов конференции «Прогрессивные технологические процессы в машиностроении». Харьков: ХПИ 1990. c.l 1.

30. Вилль В.И. Сварка металлов трением. JI: Машиностроение, 1970. 176 с.

31. Волосатов В.А. Ультразвуковая обработка. JI: Лениздат. 1973. 284 с.

32. Гершгал Д.А., Фридман В.М. Ультразвуковая аппаратура промышленного назначения. М.: Энергия. 1967. 264 с.

33. Горячева И.Г., Добычин М.Н. Контактные задачи в трибологии. М.: Машиностроение. 1988. 256 с.

34. Гречищев Е.С., Ильяшенко А.А. Соединения с натягом: Расчеты, проектирование, изготовление. М.: Машиностроение. 1981. 247 с.

35. Гудушаури Э.Г., Пановко Г.Я. Сборка деталей с гарантируемым натягом в условиях колебаний. Проблемы прочности. 1986. № 2. с. 78-81.

36. ГусевА.А. Адаптивные устройства сборочных машин. М.: Машиностроение. 1979. 207 с.

37. Грачев А.А., Кожевников А.П., Лебига В.А., Россошинский В.А. Ультрозвуковая микросварка. М.: Энергия. 1977. 184 с.

38. Дальский A.M. Технологическое обеспечение надежности высокоточных деталей машин. М.: Машиностроение. 1975. 233 с.

39. Дальский A.M., Кулешова З.Г. Сборка высокоточных соединений в машиностроении. М.: Машиностроение. 1988. 304 с.

40. Демкин Н.Б. Контактирование шероховатых поверхностей. М.: Наука. 1970. 227 с.

41. Демкин Н.Б., Рыжков Э.В. Качество поверхности и контакт деталей машин. М.: Машиностроение. 1981. 244 с.

42. Донской А.В., Келлер O.K., Кратыш Г.С. Ультразвуковые электротехнологические установки. JL: Энергия. 1968. 276 с.

43. Жуков К.А. Упрочнение лопаток компрессора методом виброгалтовки // Химическая обработка и другие вопросы машиностроения. Куйбышев. КуАИ. 1968. Вып.23. с.7-10.

44. Завгородний Ю.П. Технологическое обеспечение качества прецизионных соединений типа втулка-корпус при сборке с охлаждением. Автореф. Дис. Канд. Техн. Наук. М., 1975. 16 с.

45. Клубович В.В., Степененко А.В. Ультразвуковая обработка материалов. Минск: Энергия. 1981. 295 с.

46. Комбалов B.C. Влияние шероховатости твердых тел на трение и износ. М.: Наука. 1974. 112 с.

47. Коновалов Е.Г., Ефремов В.И. Влияние ультразвуковых колебаний на прочность и пластичность латуни; Известия АН БССР, сер. Физико-технических наук, 1960. № 4. с. 16-19.

48. Коновалов Е.Г., Скрипченко A.JI. Изменение механических свойств сплава Д16 под действием ультразвуковых колебаний. Известия АН БССР, сер. Физ.-техн. наук, 1965. № 2. с. 26-29.

49. Коновалов Е.Г., Раптунович А.И., Басенок Г.С. Уменьшение динамического трения при введении ультразвуковых колебаний. Известия АН БССР, сер. физ.-техн. наук, 1971. № 3. с. 5-9.

50. Костецкий Б.И., Натансон М.Э., Бершадский Л.И. Механо-Химические процессы при граничном трении. М.: Наука, 1972. 170 с.

51. Костюкович С.С., Киселев М.Г. Исследование характера взаимодействия трущихся поверхностей в ультразвуковом поле. Тезисы докладов Всесоюзной конференции «Прочность и пластичность материалов в ультразвуковом поле». Минск: МРТИ, 1973. с. 96-99.

52. Кравченко Б.А., Нерубай М.С., Штриков Б.Л. Влияние ультразвуковых методов обработки на контактную жесткость деталей машин. Тезисы докладов Всесоюзного семинара «Контактная жесткость в приборостроении и машиностроении». 1979. с. 111-114.

53. Кравченко Б.А., Нерубай М.С., Штриков Б.Л. Влияние ультразвуковых колебаний на показатели процесса микрорезания алмазным зерном // Синтетические алмазы. 1976. № 2. с. 42-45.

54. Кравченко Б.А., Нерубай М.С., Штриков Б.Л. Суперфиниширование деталей подшипников с применением ультразвука. Вестник машиностроения. 1978, с. 38-40.

55. Кравченко Б.А., Нерубай М.С., Штриков Б.Л. Ультразвуковое суперфиниширование деталей подшипников. Электрофизические и электрохимические методы обработки. 1973, № 6. с. 11-13.

56. Крагельский И.В., Демкин Н.Б. Определение фактической площади касания шероховатых поверхностей. Сб. Трение и износ в машинах. Т.14, М.: Издат-во АН СССР, 1960. с. 37-62 .

57. Крагельский И.В., Добычин М.Н., Комбалов B.C. Основы расчетов на трение и износ. М.: Машиностроение, 1977. 526 с.

58. Крагельский И.В., Михин Н.М. Узлы трения машин. М.: Машиностроение, 1984. 280 с.

59. Крагельский И.В. Трение и износ в машинах. М.: Машиностроение, 1962. 384 с.

60. Красовский А.А. О вибрационном способе линеаризации некоторых вибрационных нелинейных систем. Автоматика и телемеханика, 1948. № 1 с. 42-49.

61. Красулин Ю.Л. Взаимодействие металла с полупроводником в твердой фазе. М.: Наука, 1971. 127 с.

62. Кремень З.И., Стратиевский И.Х. Хонингование и суперфиниширование деталей. Под ред. Л.Н.Филимонова. 3-е изд. перераб. и доп. Л.: Машиностроение, 1988. 137 с.

63. Кулемин А.В. Ультразвук и диффузия в металлах. М.: Металлургия, 1978. 200 с.

64. Кумабэ Д. Вибрационное резание. М., Машиностроение, 1985. 424 с.

65. Марков А.И. Ультразвуковое резание труднообрабатываемых материалов. М.: Машиностроение, 1968. 365 с.

66. Марков А.И. Ультразвуковая обработка материалов. М.: Машиностроение. 1980. 237 с.

67. Марков А.И., Суворова Т.Г. Исследование внешнего трения при вынужденных ультразвуковых колебаниях. Резание новых конструкционных материалов и алмазный инструмент: Труды МАИ. № 402. 1977. с. 45-49.

68. Мещеряков В.Н., Самойлин Г.А., Александров Л.С. и др. Испытания материалов на трение и схватывание в условиях ультразвуковых колебаний. Физика и химия обработки материалов. 1974. № 5. с. 135139.

69. Михин Н.М., Комбалов B.C. О зависимости коэффициента трения от нагрузки при упругом контакте в зоне насыщенного контакта. Контактное взаимодействие твердых тел, расчет сил трения и износа. М.: Наука, 1971. с. 146-153.

70. Михин Н.М. О зависимости коэффициента трения от нагрузки при упругом контакте. Контактное взаимодействие твердых тел, расчет сил трения и износа. М.: Наука, 1971. с. 141-146.

71. Мордюк Н.С. Влияние ультразвуковых колебаний на физические свойства металлов и сплавов. Металлофизика. Киев: Наукова думка. 1970. №31. с. 83-107.

72. Муханов И.И., Голубев Ю.М. Упрочение стальных деталей шариком, вибрирующим с ультразвуковой частотой. Вестник Машиностроения. 1966. № 11. с. 52-53.

73. Нерубай М.С. Влияние ультразвуковых колебаний на механические свойства труднообрабатываемых материалов. Металловедение и термическая обработка материалов, 1987. № 4. 10-13 с.

74. Нерубай М.С. Особенности контактного взаимодействия при ультразвуковом резании труднообрабатываемых материалов. Трение и износ. 1987. № 3. с. 452-459.

75. Нерубай М.С. Повышение эффективности механической обработки труднообрабатываемых материалов путем применения ультразвука. Автореф. дис. докт. техн. наук. Куйбышев, 1989. 35 с. (ДСП).

76. Нерубай М.С. Физико-механические методы обработки. Куйбышев: КУАИ, 1979. 92 с.

77. Нерубай М.С., Штриков Б.Л. Установка для испытаний на абразивное изнашивание в ультразвуковом поле. Заводская лаборатория, 1980. № 2. с. 162-164.

78. Нерубай М.С., Штриков Б.Л., Калашников В.В. Ультразвуковая механическая обработка и сборка. Самарское книжное издательство. 1995. 191 с.

79. Николаев В.А., Штриков Б.Л. Влияние ультразвука на качество соединения деталей в автоматизированных сборочных системах. Тезисы докладов конференции «Пути повышения качества машиностроительной продукции». Саранск: МГУ, 1989. 37 с.

80. Николаев В.А., Штриков Б.Л. Влияние ультразвукового упрочнения на эксплуатационные свойства деталей. Тезисы докладов Всесоюзной конференции «Физика прочности и пластичности металлов и сплавов». Куйбышев: КПтИ, 1983. с. 363-364.

81. Николаев В.А., Штриков Б.Л. Влияние ультразвуковых колебаний на контактирование микрорельефов поверхностей сопряжения при запрессовке. Проблемы машиностроения и надежности машин, 1992. № 4. с. 9.8-101.

82. Николаев В.А., Штриков Б.Л. Новые средства технологического оснащения систем автоматизации сборки. Самара: СамГТУ, 1992. 150 с.

83. Николаев В.А., Штриков Б.Л. Ультразвуковая запрессовка деталей. Вестник машиностроения, 1993.

84. Николаев В.А., Штриков Б.Л. Эффективность применения ультразвуковых колебаний при запрессовке. Автоматизация и современная технология, 1993. № 5. 12-14 с.

85. Николаев В.А., Штриков Б.Л. Формирование поверхностного слоя при ультразвуковом упрочнении. Тезисы докладов республиканской конференции «Качество поверхностей деталей и его влияние на эксплуатационные свойства». Душанбе: ТадПИ, 1981. с. 58-59.

86. Николаев В.А., Штриков Б.Л., Шапошников С.Д. Поверхностное упрочнение деталей машин и инструментов. Куйбышев: КуАИ, 1985. с. 12-19.

87. Новиков М.П. Основы технологии сборки и механизмов. М.: Машиностроение, 1980. 590 с.

88. Папшев Д.Д., Тютиков Г.Ф., Машков А.Н. Зависимость прочности соединений с натягом от методов обработки сопрягаемых деталей. // Вестник машиностроения, 1981. № 10. с. 16-17.

89. Папшев Д.Д. Отделочно-упрочняющая обработка поверхностным пластическим деформированием. М.: Машиностроение, 1978. 152 с.

90. Патент 51-28778 (Япония). Способ запрессовки осей с помощью ультразвука. Ямамото Хидэхару

91. Патент 54-20546 (Япония). Соединение металлической и пластмассовой деталей с помощью ультразвука. Матуда Сихэцугу.

92. Патент 56-1501833 (Япония). Устройство для контроля усилия запрессовки. Куцунари С.

93. Патент 57-116905 (Япония). Устройство с ЧПУ для запрессовки деталей. Тацудзи В., Иосихиро X., Эйитироу.

94. Патент 57-148573 (Япония). Контроль запрессовки втулки в шатун. Хидехиро М., Хисао О.

95. Патент 58-174108 (Япония). Устройство для торированной запрессовки зубчатого колеса на вал. Танаси Я.

96. Патон Б.Е. Самопроизвольная очистка металлов от окисных пленок. ДАН СССР. т. 159., № 1. 72-83 с.

97. Петросов В.В. Гидродробеструйное упрочнение деталей машин и инструментов. М.: Машиностроение, 1980. 166 с.

98. Поляков З.И. О силах при ультразвуковом резании. Акустический журнал, 1965. № 2. 23-26 с.

99. Пономарчук В.Г., Яхимович В.А. Сборка ультразвуковыми инструментами. Механизация и автоматизация производства, 1877. № 3. 18-19 с.

100. Проскуряков Ю.Г. Дорнование отверстий. М.: Машгиз, 1961. 192 с.

101. Проскуряков Ю.Г., Шельвинский Г.И. Дорнование цилиндрических отверстий с большими натягами. Ростов-на Дону.: РГУ, 1982. 168 с.

102. Рагульскене B.JL, Стрюжас А.П. Исследование вибромеханизма для запрессовки деталей. Вибротехника. Вильнюс, 1985. № 4/44. с. 7-11.

103. Резников А.Н. Теплофизика процессов механической обработки материалов. М.: машиностроение. 1981. 279 с.

104. Розенберг О.А. Механика взаимодействия инструмента с изделием при деформирующем протягивании. Киев: Наукова думка, 1981. 288 с.

105. Рыжов Э.В. Контактная жесткость деталей машин. М.: Машиностроение, 1966. 193 с.

106. Ш.Рыжов Э.В., Курносов Н.Е., Воячек И.И. Определение фактической площади контакта деталей, соединяемых с натягом. Вестник машиностроения, 1984. № 3. с. 12-14.

107. Рыжов Э.В., Суслов А.Г., Федоров В.П. Технологическое обеспечение эксплуатационных свойств деталей машин. М.: Машиностроение, 1979. 175 с.

108. Рыкалин Н.Н. Расчеты тепловых процессов при сварке. М.: Машгиз, 1951,296 с.

109. Савицкий С.С. Возможности применений ультразвуковых колебаний при запрессовке деталей. Приборостроение. Минск, 1980. № 3. с. 46-48.

110. Северденко В.П., Клубович В.В., Степаненко А.В. Прокатка и волочение с ультразвуком. Минск: Наука и техника, 1970. 288 с.

111. Северденко В.П., Клубович В.В., Степаненко А.В. Ультразвук и пластичность. Минск: Наука и техника, 1976. 440 с.

112. Северденко В.П., Клубович В.В., Степаненко А.В. Обработка металлов давлением с ультразвуком. Минск: Наука и техника, 1973. 288 с.

113. Семенов А.П. Схватывание металлов. М.: Машгиз, 1958. 278 с.

114. Свистуха А.А., Галота В.О., Белостоцкий В.А. Тепловая сборка соединений с натягом с использованием промежуточных сред. -Вестник машиностроения , 1981. № 2. 63-64 с.

115. Силин Л.Л., Баланлин Г.Ф., Коган М.Г. Ультразвуковая сварка. М.: Машгиз, 1962

116. Силин JI.JI., Баланлин Г.Ф., Пути стабилизации режимов УЗС металлов. Сварочное производство, 1971. № 2. с. 1-6.

117. Сулима A.M., Шулов В.А., Ягодкин Ю.Д. Поверхностный слой и эксплуатационные свойства деталей машин. М.: Машиностроение, 1988. 240 с.

118. Суслов А.Г. Технологическое обеспечение параметров поверхностного слоя деталей. М.: Машиностроение, 1978. 208 с.

119. Суслов А.Г. Качество поверхностного слоя деталей машин. М: Машиностроение, 2000. 320 с.

120. Сухарев И.П. Прочность шарнирных узлов машин. М.: Машиностроение, 1977. 168 с.

121. Сухорольский М.А., Ниронович И.А., Определение контактных напряжений при посадке втулки на вал. // Физ.-хим. мех. материалов. 1981. № I.e. 81-89.

122. Терехов С.А. Особенности процесса ультразвуковой вибрационной сборки цилиндрических соединений с натягом // Рукопись деп. ВНИИТЭМП. 1988. № 305.

123. Тимонин В.М., Ярошенко М.В. Повышение прочности прессовых соединений // Тезисы докладов Всесоюзной конференции «Новые технологические процессы и оборудование для поверхностной пластической обработки материалов» Брянск: БИТМ. 1986. с.64.

124. Трение, изнашивание и смазка. Справочник. В 2-х кн. / Под ред. Крагельского И.В., Алисина В.В. М.: Машиностроение, 1979. Кн.1. 1978. 400 с.

125. Трение, изнашивание и смазка. Справочник. В 2-х кн. / Под ред. Крагельского И.В., Алисина В.В. М.: Машиностроение, 1979. Кн.2.-358 с.

126. Торбило В.М. Алмазное выглаживание. М.: Машиностроение, 1972. 104 с.

127. Тютиков Г.Ф., Друкер Б.С. Исследование точности и качества поверхностного слоя при дорновании отверстий. // Технология и автоматизация машиностроения. Киев: КПИ. 1987. № 37. с. 30-33.

128. Филяев А.Т. Изнашивание сталей в ультразвуковом поле. Минск: Наука и техника. 1978. 288 с.

129. Хворостухин Л.А., Шишкин С.В., Ковалев И.П., Шимаков Р.А. Повышение несущей способности деталей машин поверхностным упрочнением. М.: Машиностроение, 1988. 144 с.

130. Хорбенко И.Г. В мире неслышимых звуков. М.: Машиностроение, 1971. 248 с.

131. Шнейдер Ю.Г. Образование регулярных микрорельефов на деталях и их эксплуатационные свойства. Л.: Машиностроение, 1972. 210 с.

132. Штриков Б.Л. Качество поверхностного слоя деталей подшипников при ультразвуковом упрочнении. // Тезисы докладов Всесоюзной конференции «Использование методов ППД в машиностроении». Владимир.: НТО. 1981. с. 51.

133. Штриков Б.Л. Особенности ультразвуковой сборки соединений. // Машиностроитель, 1992. № 12. с. 13.

134. Штриков Б.Л., Нерубай М.С., Калашников В.В., Вологин М.Ф. Применение ультразвука и взрыва при обработке металлов (монография). М.: Машиностроение, 2002. 264с.

135. Штриков Б.Л., Родимов Г.А. Исследование интенсивности изнашивания и приработки контактных поверхностей при сборке с наложением ультразвуковых колебаний. // Сборка в машиностроении, приборостроении. 2002. № 9, с. 2-4.

136. Штриков Б.Л., Родимов Г.А., Тепляков А.Ю., Хан Ф.Р. Повышение эффективности сборки прессовых соединений путем применения ультразвука. // Сборка в машиностроении, приборостроении. 2002. № 8, с. 2-6.

137. Штриков Б.Л., Родимов Г.А., Батищева О.М. Особенности сборки подшипниковых узлов. // Сборка в машиностроении, приборостроении. 2003. № 1, с. 3-6.

138. Якушев А.И., Бемукова Е.Ф., Курносов М.Е. Усилие сдвига деталей, соединяемых с натягом. Изв. вузов: Машиностроение. 1976. № I.e. 187189.

139. Balamuth L. Ultrasonic vibrations shape notats // SAE Yornal. 1963. 71. №7. p. 24-25.

140. Blacha F., Langenecker B. Plastinsitatoun torsuchungen von Metallbristallen in Ultrachalefeld // Acta Metall. 1959. 7. s. 93.

141. Kalashnikov V.V., Valogin M.F., Nerubai M.C., Shtrykov B.L., Khan F.R. Ultrasonic physico-chemical methods of processing and assembly. //FAS computing and publishing: New Delhi, India. Монография на англ. языке. 2002г. 161с.

142. On the friction phenomena in ultrasonic cutting. /Panoit Stan, Romanescu lulian/ /Bui. Inst. Polytech. lasi. Sec. 5. 1994-38, № 1-4. - c.107-110. -англ.

143. Khan F.R. Finite element analysis (FAE) model of ultrasonic assembly process in Mechanical engineering. //International journal of mechanical engineers: Indian Institute of Technology (ИТ), Дели Индия. 2001г. с. 58-66.

144. Khan F.R. Complex FEA model of ultrasonic assembly process and its simulation with the help of ANSYS. //Growing needs of FEA software in Engineering: Труды международной конференции. Дели, Индия, 2001г. с. 71-79.

145. Melik-Shakhnazarov V.P., Khan F.R. Device for integrated surface control of Machine parts. //Вестник Самарского государственного технического университета: Самара, спец. выпуск англ. язык. 2001г. С. 16-17.151