автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.05, диссертация на тему:Технология холодного накатывания внутренних эвольвентных профилей с модулем 1,0...3,5 мм

1Т6 Од

СШ{МШ:ГК/РГСШ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕЗШБШЙ УЖВЕРЙГГЕТ

На правах рукописи

ШКЕРДШВ ,Ешл Русев

УДК 621.771.67

ТЕХНОЛОГИЯ ХОЛОДНОГО НАКАТЫВАНИЯ ЕЮТРЗШШ. ЭВОЛЬВИННЫХ ПРОШЕЙ С МОДУЛЕМ 1,0...3,5 ш

Специальность 05.03.05 - процессы и мзиины

обработки давлением

Л в г о р е й е р.а т

досеерю'си па соискание ученой сгспонд

-юидцдгжа технических наук

жг-Шг-сбург 1?&3

^ботаГШтолТеткТТГТ^ государственной ■

техническом университете

Научный руководитель: Член. корр. Академии технологических наук Российской Федерации, доктор технических наук, профессор Л.Б.Аксенов

\

Официальные оппоненты доктор технических наук,

профессор В.В.Лапин кандидат технических кпук, доцент Э.Е.Юргенсон

Ведущая организация - указана в решениях совета

Залита состоится " 22 " тщ__ 1993г. в 15 . часов

на заседании специаяизитованного совета к 063.со.'¿2 в Санкт-Петербургском государственной техническом университете но адресу: • 155251, Санкт-Петербург,-Лолятехшческая ул. ,-21', лаборлторно-ауди-торный корпус, кафедра "ИиТОМД".

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке университета.

Автореферат равослан " 22..", аррсля_1 1'ЛЗ г.

Ученый секретарь специализированного совета,

кандидат технических наук , ст.н.с. и у £ . Ю.И.Егоров-

Т..ЛКУ.С1;л1 лОйЦгДШ) iiÀ.\ÂY:i:A.iji biï/TPLniiîiA ^JO.bliinTlLiv ПЛ.МлЕа С с«0№Шл 1,0...3,5 Ш

СШцЫ лЛГМСГиРйСГЛЛ РЛШГЫ Актуальность роботы. Применение в про/дхшекпости технологически JOneccoB пластического формообразования зубчаткк'колес значительно 5вытает эффективность их изготовления за счет новшюния проиэводи-злыюсти процесса, оконошш металла и улучшения качества изделия, зтали с внутренними периодическими профилями являются составной час-ью шлицевых соединений, иланетаршж. механизнов, волновых передач, эоцесс ^ормирогания внутренних зубьев методами резания пишется тру-эемким и шлопроизводителышм, Трудоемкость их. изготовления составит 70...i:0;îoб:;;е;; грудоемкости обработки детали. Низкая производимы юсть оборудования требует значительного парка станков и боль-11х производственных площадей.'В настоящее время успешно решена проб-зиа о замене технологии изготовления наружных периодических прочнел методами резания на технологи» с использованием способов пласти-еского деформирошния. Задача пластического формообразования' в.чуг-енних зубьев и шлицев не решена из-за недостаточной изученности провеса.

с'т1Ш обусловлена актуальность работы, посвященной разработке ехнологая (эдрмообразоеаяня холодный накатиганнем внутренних о воль» ентннх npo'^iwoii большого модуля (1,0...3,5 км). Актуальность работы одтверлсдается и тем, что она выполнялась в ссотестотвия с техшче-кип заданием договора ¡1° 4.3.7.1.13 мекду Санкт-Иегербургснкн госу-дрсТвен'гш техническим университетом и Технологическим ппститутси ластической обработки уубчатнх колес (г.Русе, Болгария).

Цель работу. Разработка методики кошшексного азтонатиэироланно- • 'о проектировании Ючнологшксгах процессов холодного накатьшания «утренних »лолкалгчэос профилей бсльг.ого »»дуля от 1,0 до 3,0 им на 'сносе H' îiTiu:;ct;!!cro "сг'<л»}ч>шш данного прсцисса и внедрение раз-tvtoia:««*. тскпол51Ч';1 ;i п;;о;отодс?во.

¡•пучт 1 "-о «:з::п. аботат ¡сктэцсоиния модель процесса хо-юдного м V'-. мгтр::н::ж от/ольееп'пш г...о ч;лей, состоящая кз \ештн:1;'д".т1: .г-с •• : г HL: кобеле;. ип,",с;'"Т':'<. имлтпрумок сн-оные i го v."-''.'.■■.•. i.'',it,■:!/'".м '.меди. с модо.:я"п :лт.я-

ггол (M'ivrriv ,. г : : ;:;г о:.."-:■:/-.': нм.глм.по. . !.'.,; терн окзог :. "■ А ! '•<=•.:•.■:. ï:m">v л :.-.:• с.и.'ТТ 'а

мбделируеиую систему.'Составляющие этих векторов аих. определяются независимо от годелируеиой системы процесса, /¡»штациошия модель позволяет выбрать оптимальный вариант технологического процесса при оптимальных значениях параметров управления. Целеви;1. функцией

процесса является величина приведенных затрат на продукцию. Проверка адекватности теоретических моделей осуществлялась экспериментальными методами. Установлены наиболее опасные, с точки зрения разрушения, зоны $ормообразовашшх зубчатых венцов и ролучены функции, аппроксимирующие пути деформирования материала на их наиболее характерных участках. Разработана методика оценки ресурса пластичности материала заготовки в процессе накатки зубьев. Установлено влияние остаточных напряжений в изготовленных деталях на разрушение материала.

Новизна технологических разработок и методики проведения эксперимента подтверждена авторским свидетельством.

Практическая ценность и промышленная реализация работы. На основании полученной имитационной модели разработан алгоритм автоматизированного проектирования технологических процессов холодного накатывания внутренних эвольвенткых профилей, который может быть реализована при подготовке САПР технологического производства£проектирован станок для холодного накатывания внутренних зубчатых профилей, работающий в автоматических режимах одно- и многопроходного накатывания.

> Разработаны и внедрены технологические процессы холодного накатывания внутренних эвольвентных зубьев и шлицев конкретных деталей на ряде предприятий Болгарии. Суммарный экономический эффект от их внедрения составил 14 тысяч долларов США в год (348 тысяч левов), что подтверждено соответствующими актами внедрения.

Публикация к апробация работа. Основное содержанке диссертации отражено в 5'печатных работах, из которых .одно авторское свидетельство. По материалам работы сделаны доклады на международных семинарах "Осигурязане надевднастта на машностроителните изделия" (г.Габрово, 1987),' и "Актуални проблема на пластичната обработка на металите" (г.Варна, 1989), на Всесоюзных научно-технических конференциях "Наука производству" (г.Наб.Челны, 1990) и "Прогрессивные ресурсосберегающие технологические процессы в холодно-штамповочном производстве (г.Ростов-на-Дону, 1990). Работа доложена на научно-техническом семинаре кафедры "Машины и технология обработки металлов давлением Санкт-Петербургского государственного технического университета.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, списка использованной литературы и приложения. Содержит 132 страниц основного текста, 78 рисунков, 25 таблиц.

Научными консультантами данной работы являются к.т.н. с.н.с. В.Н.Востров и к.т.н. И.Х. Иванов..

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность рассматриваемой проблемы, определены цель работы и основные положения, выносимые на защиту.

Отмечается, что большой вклад в разработку теоретических, экспериментальных и технологических ос нов горячего и холодного накатывания зубьев внесли М.В.Барбарич, М.В.Васильчиков, И.Х. Иванов, И.М.Капитонов, А.Д.Кузькин, М.И.ПясаревскяЯ, А.Н.Целикоз и другие российские и зарубежные ученые. Технология накатывания внутренних зубьев значительное развитие получила в работах К.Н.Богоявленского, В.Н. Вострова, П.М.Суражского и других.

В первой главе представлены примеры использования деталей внутреннего зацепления в изделиях машиностроения различных стран и показана актуальность проблемы разработки эффективной технологии их изготовления. Разработана классификация и выполнен анализ методов пластического формообразования зубчатых колэо. Сделан анализ технологических возможностей к конструкций оборудования для накатывания внутренних зубчатых профилей и показаны перспективы его совершенствования. Классифицированы и проанализированы (формы заходных участков накатников, определена область их применения.

Анализ на'учно-технической литературы показал, что в настоящее время для изготовления внутренних зубчатых профилей наиболее перспективными являются методы накатывания. Разработанные технологические процессы позволяют накатывать в холодном состоянии зубья с модулем до 2

Для рег:он;',я проблсгн принелеш1я технологии холодного накатывания при ^орчюбразовгнпи вцутреюга зубчатых венцов с нодулен более 2 1м определены осшсито задачи работы:

- разработка пглгтацпоиной модели технологического процесса холодного накатывания г.«утрэтгах эг-ольвентных профилей, позволяющей': заменить экзпержеа? с реальным процессом экспериментом с математической моделью этог'1 ':>р-дссоа пг;; помо;:;и компьютера. Компонентами модели етдяэтея мод -л:: :>чзл:пннх ясдсястем рассматриваемо:! слета-.«. ¡Тере-

3

манные модели .описнвавт связи между компонентами системы, а функций налыше связи - поведение системы. Имитационная модель должна помоч решить задачу оптимизации техпроцесса на основе выбранного критери качества управления;

- разработка алгоритма автоматизировагмого проектирования тсхнолс гического процесса холодного накатывания внутренних эвольвентных про филей, основанного на его имитационной модели, который может быт реализован при подготовке САПР технологического производства;

- экспериментальная проверка адекватности теоретических ыоделе подсистем имитационной модели техпроцесса;

- определение наиболее опасных зон, с точки зрения разрушения де тали, построение функций, аппроксимтругацях пути деформирования' раз личных участков зубчатого венца, и оценка ресурса пластичности ке талла заготовки;

- определение величин остаточных напряжений в кзготовлешшх дета лях и их влияние на разруиение детали;

проектирование станка, позволяющего полностью автопати зироаать процесс холодной накатки внутренних зубчатых лро&иеЯ;

- определение экономической эффективности разработанных технодо гических процессов холодного накатывания внутренних эвсльвентшх про филей.

Во второй глапе представлена имитационная модель процесса хо лодного накатывания внутренних эзольвентних профилей, структура кс торой показана на рисунке ,1. Система состоит из девятнадцати взашю связанных моделей, имитирующих основные характеристики процесса: Jo; мообразование, напряженное и деформированное состояние, ресурс плас тичности заготовки, инергосиловые параметры и производительность пр цесса, точность изделия, затраты на накатку зубьев и их последующую дообработку,' приведенные затраты на изготавливаемую продукций.Зекто А содержит окзогеаше парш'етры:иодуль, диш-стр делительной -окружное и грейуемая точность зубчатого венца изделия, механические свойств материалов изделия и накатника, наружный диаметр изделия, способ не катки зубьев. Вектор параметров управления Y йключает в себя количг ство проходов накатника, степень обжатия и единичное обжатие загс товки на каждом проходе накатника, число зубьев и форму заходногс участка накатника, внутренний диаметр заготовки и систему ее смазкг Составляющие вектора эндогенных параметров И определены целями прс актирования; величина и распределение напряжений и деформаций в н£

атанной детали, ресурс пластичности изготовленной детали, конструк-ивные особенности и величина подачи суппорта станка, скорость вра-¡егая заготовки, величина усилия деформирования, матрица жесткости ¡истемы СГВД станка, вариант техпроцесса изготовления, размеры и :тойкость накатника, параметры точности зубчатого венца, затраты на ¡зготовлеше накатника, эубонакатку и дообработку детали. Эндогенный [аранетр У19 (приведенные затраты на продукцию) является целевой )ункцией системы. Условие решения задачи У0 т = min ¿М9 при у i € Yc» гДе ^ допустимые области параметров yi . *

С целью выбора оптимальной расчетной схемы процесса были выпол-гены эксперименты по исследованию кинематики изменения формы зубьев ia разработанном стенде, выполненном на базе токарного станка.

Модели энергосиловых параметров процесса, величин и распределе-*ий напряжений и деформаций в материале заготовки построены на осно-зании вариационного метода. В соответствии с данным методом зона деформирования заготовки разбита на участки с однородным характером течения металла (рис.2). В ка»доЙ зоне заданы функции перемещений частиц металла заготовки и построены функции напряжений и деформаций, положения нейтральных поверхностей ЛhKl,

зоны пластической деформации заготовки , ifJ определе-

hK3'ßm 'Лги границ

^Z«' hZ2' "*« ' -Г2

ны в результате решения системы трансцендентных уравнений

дА dh

= О

Z4

ЗА 3 h

О

кг

ЗА

эе.

=г<?

хг

ЗА dh

Z 2

д А ЭЛ

= 0

ЗА

к з

= 0

К4

2 А

dh

= 0

HI

ЗА

О

ЭА

с)

XI

зе

= о

кг

¿л_ I'

у »

Рис.1. Структура имитационной модели процесса холодного накатывания внутренних зубьев

б

Рис.2, Расчетная cxeiía шка?ки и:гутре-щкх эвольвситшк прс,г.-(.';;.

где Л - работа, затрачиваемая на деформирование заготовки А • = = ^ I А.+ I Д. I А. - работа внутренних сил и сил трения; С - номер участка; к - номер вида работы; А4 - работа сил срезг на границах участков; ± - номер границ между участками. Деформационное упрочнение материала заготовки учитывается с использованием кривой упрочнения и истории нагруяения. •

Относительное радиальное усилие депортирования находится

из выражения

-т* УЗ т3 $ дЬ„

|Ссп]

где т - модуль зацепления; - предел текучести материала заготовки; а, с4х ¿г ; /\ . - интенсивность дефопмации сдвиг;

( л .52 ' п СП - *■ \ п

I -го участка на Я - оп этапе деформирования; о^-т ^ ^и,^ аI

- функция перемещения материала в зоне контакта накатника I заготовки; - функция коэффициента трения; Сгп= ^ | Ч^ К ^п ■ ; ? - номер границы между участками ¿и j ; К . - коэффициент упрочнения.

Задача реализована на компьютере ЕС 1033.

Адекватность модели расчета энергосиловых1 параметров . процесс! оценивалась методом тензометрии, а моделей напряженного и деформированного состояния - методами замера твердости и микроструктурноп анализа. Теоретические значения энергосиловых параметров процесса отличается от экспериментальных на 10...30&, а величины интенсивносте1 деформаций, и напряжений - на 15...25^. Погрешности измерений параметров соответственно равны: осевое усилие -55», радиальное усилие - 7 % , тангенциальное усилие - 4 # ., интенсивность напрячсэни! 9 % , интенсивность деформаций - 7 >; . Данная точность теоретических моделей является достаточной при решении технологических задач Ресурс пластичности материала заготовки вычислялся по критэрш В.Л.Колмогорова. В расчете использовался показатель напряженного состояния ц = 3б1/^.; где Сэ - гидростатическое давление; - интенсивность деформации материала заготовки. Получены функции, описывающие пути деформирования частиц материала заготовки. Номера функций соответствуют номерам частиц расчетной схемы.

8 -и«/

= 1,6 г.

= ~ + о,59ег о,8 еес

15 и.) = о,2 -г о,1 ёс ■ - + а, /

где - интенсивность деформаций. '

Установлено, что деформированное состояние в пластической зоне формообразованных холодным накатыванием зубчатых деталей внутреннего зацепления не является однородным. Максимальные деформации наблюдаются у основания зуба . Их градиент равен 1,3...1,5 Показатель напряженного состояния данной зоны находится в пределах -1,5 <Ч<- -1,0. Наиболее опасными зонами, с точки зрения разрушения детали, являются поверхность вершины зубьев, которая деформируется в условиях жесткой схемы напряженного состояния, и зона впади^ ны зубчатого венца, где имеэт место максимальная степень деформации.

Величина и распределение остаточных напряжений в деталях исследовались методом Г.Закса. Установлено, что остаточные напряжения в изготовленных деталях являются растягивающими, наибольшие остаточные напряжения наблюдаются в области основания зубьев и составляют 20... ...30$ от интенсивности напряжений материала в данной зоне. По мере удаления от основания зубьев.к наружной цилиндрической поверхности детали величина остаточных напряжений уменьшается до 10...15$. Величина остаточных напряжений не значительно зависит от материала исследуемых деталей. Уровень остаточных напряжений является недостаточным для разрушения детали, и при оценке деформируемости материала заготовки их можно не учитывать.

Выполнены исследования по установлению наиболее существенных факторов, определяющих точность накатанных внутренних эвольвентных профилей и границ интервалов их изменения. На основании метода планирования эксперимента построены регрессионные функции колебания измерительного расстояния за один оборот зубчатого колеса Р/' и радиального биения зубчатого венца Гг

И ' Л 2>з

р = 104 / -Г 131 3 - + 0 0»г 4-3 34,9

' гп ' гп •

1Г

л г- , г 5 2о„ л _ 2?3 «Г ■?ПЭ ---- —— - О, 55 5 ——- ——

Ргг* 15, 34 + 93> 70 £ + 0.034 В * 2 це

г>он

Яо* * ¿г а?

ш /п

заготовки; 2>

он

где ш - модуль зацепления; 7>з - внутренний диаметр ¿Г - упругое смещение накатника относительно заготовки; диаметр делительной окружности накатника; 2>0я - диаметр делительной окружности изделия; /Г4 - единичное обжатие заготовки.

В эксперименте использовался двухуровневый план• 2 ^, обеспечивающий полный факторный эксперимент. Границы интервалов изменения безразмерных комплексов соответственно равны

= о, сиз ... 'о, о* о ;

т т

5/ 18

/Т1

О, 053

Я.

0Н = 0,2

Проверку адекватности статистических моделей проводили . по критерт Фишера Р . Для моделей Р^ и ?гг Р - критерии соответственно равны 5,14 и 3,92. Допустимое значение Р -критерия при уровне значимости 0,05, выбранном плане эксперимента и числе повторных на блюдений -3, равняется Гг = 5,8, что доказывает адекватность мс> делей.

Эксперименты по исследованию жесткости системы станок-приспосс бление-инструмект-деталь позволили определить границы изменения ко эффициентов матрицы податливости \л/ системы СПИД, ■ обеспечивающе' 9...10 степень точности накатных эвольвентных профилей. Уравнение свя зи перемещений ¿Г к усилий Р технологической системы имеет вид

V

1 —* «

т

гг

Тг

V/

ГТ ' ТТ

где индекс г - соответствует радиальному перемещению, а <Г - тангенциальному

2 5, I Н.2

V/ =

гнях

2, 99 - 1,

Радиальное и тангенциальное перемещения заходиого участка накатника фиксировались индикаторами, а составляющие усилия деформирования - месдозами, Построенная аналитическая модель упругих перемещений накатника относительно заготовки, учитывающая анизотропии упругих свойств системы СПИД, позволяет на стадии проектирования технологического процесса вычислить допустимую величину упругого смещения накатника относительно заготовки и ввести коррекцию в размеры элементов конструкции оборудования и геометрическим профиль зубьев накатного инструмента.

Установлено, что величина отношения делительных окружностей накатника и изделия значительно влияет на усилие деформирования, упругу» деформацию системы С1ШД, точность изделия, стойкость накатника. Разработана номограмма для определения оптимального отношения ~РС" при холодном накатывании внутренних эвольвентных профилей.

V он

Ыодель выбора оборудования для накатывания внутренних зубьев основана на разработанной морфологической матрице возможных конструкций зубонакатного станка. Использование данной матрицы позволяет перебрать все возможные варианты конструкции, с'опоставить их преимущества и недостатки, выделить наиболее оптимальную конструкцию для осуществления конкретного технологического процесса. —'

В третьей глав» описан алгоритм, реализующий имитационную модель технологического процесса. Весь комплекс составляют совместно работающие модули : монитор ситемы и основная програша. Основная программа включает в себя ряд „.подпрограмм . - Подпрограммы являются функционально законченными и логически независимыми элементами , Подпрограммы реализуют алгоритмы моделей имитирующих основные характеристики технологического процесса и осуществляют выбор его режимов. Подпрограмма выбора ремша-модели включает в себя режимы-модели единичного обнагия заготовки, обжатия заготовки, выбора числа проходов и количества зубьев накатного инструмента. Комплекс программ сегментирован таким образом, что монитор системы, подпрограммы ввода материалов и стартового вектора включены в корневой сегмент , а остальные програ?5:ы'занимают область перекрытия. Подпрограмма выбора ренина-модели является управляющей. Система осуществляет последовательную логическую оценку требуемых параметров по разработанный в работе частным критериям. Методика позволяет определить число проходов, раз- ' меры накатного инструмента и вариант техпроцесса его изготовления ,

число проходов накатника, величины.оожатия, единичного обжатия заготовки и усилия деформирования на каждом проходе накатника, параметры " точности изготовленных зубчатых вендов, приведенные затраты на зубо-накатку, дообработку зубьев и продукцию. Вычисленные по алгоритму САПР технологические параметры процесса обеспечивают минимальные приведенные затраты на продукцию. Приведены примеры расчета технологических процессов по данному алгоритму и их промышленного использования на предприятиях Болгарии и Украины.

Описана конструкция разработанного станка для холодного формообразования внутренних зубчатых профилей в режимах одно- и многопроходного накатывания. Станок позволит полностью автоматизировать технологический процесс. Основные инженерные решения станка защищены авторским свидетельством СССР.

Совокупность разработанных технологических рекомендаций позволила в условиях серийного, и массового производства повысить эффективность процесса холодного формообразования внутренних эвольвентных профилей большого модуля (1,0...3,5 мм) за счет снижения приведенных затрат на продукцию в 2,0...2,5 раза по сравнению с базовой технологией, увеличения производительности труда черновой обработки зубьев в 6...10 раз по сравнению с применяемыми в промышленности методами, вследствие особенностей процесса пластического формообразования зубьев и его автоматизации, уменьшения парка зубообрабатывающих станков а производственных площадей в 3...4 раза. Экономический эффект от внедрения работы на предприятиях Болгарии составил 14 тысяч долларов ЗША в год (348 тысяч левов).

' ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬГАЩ И ВЫВОДУ ПО РАБОТЕ

I. Разработана имитационная модель технологического процесса холодного накатывания внутренних эвольвентных профилей, состоящая из девятнадцати взаимосвязанных моделей, имитирующих основные характеристики процесса: формообразование, напряженно-деформированное состоите и ресурс пластичности металла аагоювки, технологические режимы, энергосиловые параметры и производительность процесса, точность изделие, затраты на накатку зуоьев и их последующи дообработку, приведенные затраты на изготапливсекую продукцию, ¿Ьштациониая модель предназначена для вмОори оптнгалыюго варианта технологического процесса при оптимально значение параметров управления,в которг.е входят число проходов накатшк?., сй-у.тио и единичное об.-'итис заготовки 12

на каждом проходе накатника, внутренний диаметр заготовки, число зубь . ев и форма заходного участка накатника, количество накатников, система смазки заготовки. Экзогенными параметрами являются' способ накатки зубьев, механические свойства материала накатника, модуль зацепления , точность и диаметр делительной окружности изготавливаемого зубчатого венца, наружный диаметр и механические свойства материала изделия. Целевой функцией технологического процесса ' является величина приведенных затрат на продукцию;

2, На основании имитационной модели технологического процесса холодного накатывания внутренних элольвентных профилей разработан алгоритм автоматизированного проектирования данного процесса, который может быть реализован при подготовке САПР технологического производства. Алгоритм осуществляет последовательную логическую оценку требуемых параметров по разработанным в работе частным критериям. Методика позволяет определить число проходов, размеры накатного инструмента и вариант техпроцесса его изготовления, величины обжатия, единичного обжатия заготовки я усилия деформирования на каждом проходе накатника, параметры точности изготовленных зубчатых венцов, приведен ные затраты на'накатку, дообработку зубьев и продукцию. Вычисленные по алгоритму САПР технологические параметры процесса обеспечивают минимальные приведенные затраты на продукцию.

3. Экспериментальная проверка адекватности теоретических моделей энергосиловых параметров процесса, напряжений и деформаций заготовки, построении на основании вариационного метода, показала, что теоретические значения энергосиловнх параметров процесса отличаются от экспериментальных на 10...20%, а величины интенсивностэй деформаций и напряжений - на 15...25^. Проверка величин энергосиловых параметров осуществлялась методами тензометрии, а напряжений и деформаций - методами замера твердости и микроструктурного анализа. Погрешности измерений параметров соответственно равны: осевое усилие - , радиальное усилие - 7И , тангенциальное усилие - , интенсивность напряжений - ■ 9% ', интенсивность деформаций - ■ . Данная точность теоретических моделей является достаточной при решении технологических задач.

4. С использованием методов планирования эксперимента построены математические модели показателей точности фэрмообразовагошх холод-' ной накаткой внутренних эвольвентшх профилей; радиального биешш зубчатого венца и колебания измерительного мекосевого расстояния за

13 ,

один оборог зубчатого колеса. Т - критерий построенных моделей не превышает критический, соответствующий уровню значимости 0,05, что доказывает их адекватность. Установлено, что регрессионные функции показателей точности представляют собой полиномиальные модели первого порядка от относительных к модула зацепления единичного обжатия, .упругого смещения накатника относительно заготовки, внутреннего диа-

- метра заготовки и отношения делительных окружностей накатника и изделия. Наибольшее влияние на точность оказывает упругое смещение накатника. Установлена корреляция между упругим смещением накатника и единичным обжатием, внутренний диаметром заготовки, отношением делительных окружностей накатника и изделия.

5. Построенная аналитическая модель упругих перемещений накатника относительно заготовки, учитывающая анизотропию упругих свойств системы станок-приспособление-инструмент-деталь, позволяет на стадии проектирования технологического процесса и оборудования вычислить

■ величину упругого смещения накатника относительно заготовки и ввести коррекцию в размеры элементов конструкции оборудования и геометрический профиль зубьев накатников, ёто обеспечит получение деталей с требуемой точностью зубчатых венцов.

6. Установлено, что деформированное состояние в пластической зона формообразовании холодным накатыванием зубчатых деталей внутреннего зацепления не является однородным.' Максимальные деформации наблюдаются у основания зуба . Их градиент равен угас/ ¿с = 1,3 ... ...1,5 мм"^. Показатель напряженного состояния данной зоны находится -в пределах-1,5 < Ц < -1,0. Наиболее опасными зонами, с точки зрения разрушения детали, являются поверхность вершины зубьев, которая деформируется в услов!ИХ жесткой схемы напряженного состояния, и зона впадины зубчатого венца, где имеет место максимальная степень

- деформации.

Получены функции, аппроксимирующие пути деформирования материала на наиболее характерных участках зубчатого венца, позволяющие оценивать ресурс плаотичцости материала*детали в процэссе формообразования.

7. Установлено, что остаточные напряжения в изготовленных деталях являются растягивающими. Наибольшее остаточные напряжения наблюдаются у основания зубьев и составляют ¡¿о.. .30/1 от интенсивности материала в данной зоне. По мере, удаления от основания зубьеп к наружной цилиндрической ловорхноспгдоталг нолк-ппа относительных оста-

14

точннх напряжений уменьшается до 10...15%. Величина остаточных напряжений не значительно зависит от материала исследуемых деталей. Уровень остаточных напряжений является недостаточным для разрушения детали,, и при оценка деформируемости материала заготовки их можно не учитывать.

8. Спроектирован станок для-холодного формообразования внут- ~ ренних зубчатых профилей в режимах' одно- и многопроходного накатывания. Станок позволит полностью автоматизировать технологический процесс. Основные инженерные репения станка защищены авторский сви-; детольстоои СССР.

9. Совокупность разработанных технологических рекомендаций позволяет в условиях серийного и массового производства повысить эффективность процесса формообразования внутренних эвольвентннх профилей большого модуля (1,0...3,5 мм) за счет снижения приведенных затрат на продукцию в 2,0...2-,5 раза по сравнению с базовой технологией, увеличения производительности труда черновой, обработки зубьев в 6. .ч.Ю раз по сравнения с применяемыми в промышленности методами и уменьшения зубообрабатывающих станков и производственных площадей в 3...4 раза. Годовой экономический эффект от внедрения работы на предприятиях Болгарии составляет 14 тысяч долларов США. (348 тысяч левов), что подтверждено соответствующими акта;,га.

Основные положения диссертации опубликованы в работах:

1. A.c. 1738442 СССР. Устройство для обработки деталей накаткой /Аксенов Л.Б., Востров В.Н., Шекердкиев Е.Р. Опубл. в Б.И. Ä2I, 1992.

2. Востров В.II., Иванов И.Х., Шекердкиев Е.Р. Многопроходное холодное накатывание внутренних шлицев / В сб.: Наука производству // Наб.Челны: Кам.П.И., 1990. - С.34-35.

3. Аксенов. Л.Б., Шекердкиев Е.Р., Востров В.Н. Определение жесткости станка для накатки внутренних зубьев/В сб.: Прогрессивные ресурсосберегающие технологические процессы в холодно-штамповочном производстве // Ростов-на-Дону: РДПС1.1, 1990. - С.50-51.

4.' Табакова Д.Г., Иванов И.Х., Шекерджиев Е.Р. Перспектива за приложено на методите за зъбовалцувано в селскостопанского машино-строене / 'Гез.конф. Развитие на селскостопанского машиноотроене // Русе, 1988. - С.68-71.