Разработка конструкций и исследование работоспособности метчиков с внутренним размещением стружки тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.03.01, кандидат технических наук Нгуен Туан Хиеу

• Нгуен Туан Хиеу
• кандидат технических наук
• 2008

Оглавление диссертации кандидат технических наук Нгуен Туан Хиеу

Введение.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ

ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Характеристика процесса резьбонарезания машинными метчиками

1.2. Вопросы оценки работы машинных метчиков.

1.2.1.' Стойкость инструмента.

1.2.2. Критерии затупления инструмента.

1.2.3. Стойкостные модели машинных метчиков.

1.3. Взаимосвязь конструктивных и геометрических параметров метчиков с их работоспособностью.

1.4. Прогрессивные конструкции метчиков для совершенствования 26 процесса резьбонарезания.

1.4.1. Обоснование направления исследований.

1.4.2. Качество резьб при нарезании метчиками.

1.4.3. Надежность работы метчиков.

Выводы.

ГЛАВА 2. МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ПРОВЕДЕНИЯ

ИСЛЕДОВАНИЙ.

2.1. Режущий инструмент.

2.2. Обрабатываемый материал заготовки.

2.3. Оборудование, приспособления и контрольно — измерительные приборы.

2.3.1. Оборудование.

2.3.2. Описание работы тензометрической станции и порядок обработки полученных экспериментальных данных.

2.4. Методы обработки и анализа результатов экспериментов.

2.5. Программные средства.

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ РАСЧЕТА ПРОЧНОСТИ

МЕТЧИКА С ВНУТРЕННИМ РАЗМЕЩЕНИЕМ СТРУЖКИ

3.1. Расчет крутящего момента разрушения зуба МВРС.

3.2. Расчет конструктивных и геометрических параметров МВРС.

3.3. Расчет напряженного и деформированного состояния режущей части МВРС.

3.3.1.Расчет напряженного состояния режущей части метчиков при нарезании.

3.3.2 Расчет напряженного и деформированного состояния режущей части МВРС при реверсе.

Выводы.

ГЛАВА 4. ОЦЕНКА РАБОТОСПОСОБНОСТИ МЕТЧИКОВ С

ВНУТРЕННИМ РАЗМЕЩЕНИЕМ СТРУЖКИ.

4.1. Проверка расчета крутящего момента разрушения зуба МВРС.

4.2. Оценка деформации режущего участка зубьев МВРС при реверсе.

4.3. Установление критерия затупления МВРС.

4.4. Переточка метчиков с ВРС.

4.4.1. Переточка по передней поверхности.

4.4.2. Переточка по задней поверхности.

4.5. Исследование выходных параметров нарезаемой резьбы.

4.6 Влияние крутящего момента на угол закручивания метчика.

Выводы.

ГЛАВА 5. СТОЙКОСТНЫЕ МОДЕЛИ МЕТЧИКОВ С ВНУТРЕННИМ РАЗМЕЩЕНИЕМ СТРУЖКИ ПРИ ОБРАБОТКЕ

КОНСТРУКЦИОННЫХ УГЛЕРОДИСТНЫХ СТАЛЕЙ.

5.1. Влияние скорости резьбонарезания на стойкость метчиков с ВРС

5.2. Влияние диаметра резьбонарезания на стойкость метчиков с ВРС

5.3. Влияние шага на стойкость метчиков с ВРС.

5.4. Влияние угла режущей части МВРС на их стойкость.

5.5. Влияние переточек МВРС на их стойкость.

5.6. Обобщенная стойкостная модель.

5.7. Влияние выбора критерия отказа метчика.

Выводы.

ГЛАВА 6. МЕТОДИКА РАСЧЕТА И ПРОЕКТИРОВАНИЕ МВРС

6.1. Конструктивные элементы МВРС, подлежащие расчету и выбору

6.2. Режущая часть.

6.3. Направляющая часть.

6.4. Внутренний диаметр отверстия.

6.5. Число зубьев и ширина прорези.

6.6. Ширина зуба.

6.7. Выбор основных геометрических параметров МВРС.

6.8. Обратная конусность.

6.9. Хвостовая часть.

6.10. Технические требования.

Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка конструкций и исследование работоспособности метчиков с внутренним размещением стружки»

Резьбовые соединения широко распространены в машиностроении (в большинстве современных машин свыше 60% всех деталей имеют резьбу) [1]. Обработка резьбы занимает значительный удельный вес в общем числе операций, выполняемых в механических цехах машиностроительных заводов и специализированном производстве резьбовых изделий.

Непрерывное повышение требований к качеству резьбовых соединений и росту производительности операций резьбообработки выдвигает необходимость внедрения новых, более совершенных и производительных методов резьбообразования и конструкций резьбообразующего инструмента.

Машинные метчики являются наиболее распространенным инструментом для нарезания резьб в сквозных и глухих отверстиях малого диаметра (менее 30 мм) в условиях серийного и массового производства.

Резьбонарезание машинными метчиками является окончательным формообразующим видом обработки и осуществляется на различном технологическом оборудовании.

Для машинного резьбонарезания применяются метчики разных конструкций, что объясняется большим разнообразием условий осуществления процесса. При резьбонарезании в углеродистых конструкционных сталях наибольшее распространение имеют метчики с прямыми стружечными канавками. Из других широко используемых конструкций следует назвать метчики с винтовыми стружечными канавками и метчики с вырезанной ниткой. Эти конструкции метчиков находят применение при обработке вязких сталей. На базе метчиков с прямыми канавками разработан ряд других конструкций, которые отличаются от базовой в основном исполнением геометрических параметров режущей части.

Машинный способ резьбонарезания осуществляется в основном с реверсом инструмента, что приводит, в особенности при нарезании глухих резьб, к попаданию стружки под задние поверхности режущих профилей и имеет следствием разрушение инструмента.

По данным завода АМО ЗИЛ примерно 80% всей массы отказов при нарезании резьбы происходит из-за поломок метчиков при реверсировании [3]. Поскольку резьбонарезание является одной из последних операций при обработке деталей, надёжность работы резьбонарезного инструмента напрямую связана с экономическими показателями предприятия в целом. Это объясняется тем, что поломка метчика в отверстии приводит к появлению неисправимого брака, поскольку выжигание метчиков и восстановление деталей — очень дорогостоящие операции, затраты на которые соизмеримы с затратами изготовления деталей до операции нарезания резьбы. Поэтому повышение надёжности обработки внутренних резьб метчиками является актуальной задачей. Решить её можно различными способами, одним из которых является применение новых конструкций метчиков.

Заключение диссертации по теме «Технологии и оборудование механической и физико-технической обработки», Нгуен Туан Хиеу

Выводы

1. Разработана методика расчета и проектирования конструктивных и геометрических параметров метчиков с внутренним размещением стружки. Разработаны алгоритмы для расчета конструктивных параметров его и созданы пакеты прикладных программ на ЭВМ, позволяющие сократить затраты конструкторского труда и повысить качество проектирования инструмента.

2. Разработаны рекомендации для производственного внедрения метчиков с внутренним размещением стружки (табл. 31, табл. 32, табл. 33, табл. 34).

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Нгуен Туан Хиеу, 2008 год

1. Биргер И.А., Иосилевич Г.Б. Резьбовые соединения. Библиотека конструктора. М.: Машиностроение, 1973. - 256 с.

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

3. Евстегнеева О. Н. Повышение надежности работы метчиков при нарезании резьб в глухих отверстиях конструкционно — технологическими методами: Дис.на соискание ученой степени канд. техн. наук. — М., 2003. 132 с.

4. Специализация металлорежущего инструмента на 1986-90 годы. М.: Минстанкопром, 1986. — 375 с.

5. Грановский Г.И., Грановский В.Г. Резание металлов. — М., 1985. 304 с.

6. Матеев В.В. Нарезание точных резьб. М.: Машиностроение, 1968.-114 с.

7. Грудов А.А. Исследование стойкости и точности нарезаемой резьбы: Дисс на соискание ученой степени канд. техн. наук. М., 1969. - 181с.

8. Матеев В.В. Нарезание точных резьб. М.: Машиностроение, 1978—114 с.

9. Древаль А.Е. Исследование точности нарезания резьб метчиками: Дис. .канд. техн. наук: 05.03.01.-М., 1972. -157 с.

10. Литвиненко А.В. Разработка и исследование способов повышения надежности машинно-ручных метчиков: Дис. .канд. техн. наук: 05.03.01. -М., 1987. -239с.

11. Башков В. М., Кацев П. Г. Испытания режущего инструмента на стойкость. — М.: Машиностроение, 1985. — 136 с.

12. Грановский Г.И. Методики экспериментальных исследований по определению исходных данных для разработки общемашиностроительных нормативов режимов резания по основным видам обработки. — М.: НИИмаш, 1982.- 158с.

13. Виноградов Д. В. Исследование и разработка методов оценки эксплуатационных свойств быстрорежущих инструментов: Дис. .канд. техн. наук: 05.03.01. -М., 1995. -235с.

14. Грановский Г.И. Конструктивных элементы и работоспособность гаечных метчиков. М.: Машгиз, 1944. - 47с.

15. Шагун В. И. Исследование точности внутренних резьб, нарезаемых Машиными метчиками: Дис. .канд. техн. наук: 05.03.01. Минск, 1964. -215с.

16. Нормативы стойкости режущего инструмента. — М.: Машгиз, 1963. 63с.

17. Типовые нормы износа и стойкости режущих инструментов. М.: НИИЛэтопром, 1968. - 46с.

18. Грановский Г. И., Жихарев Е.В. Стойкостные исследования машинных метчиков из различных марок быстрорежущей стали //Резание и инструмент. -М., 1974.-С.76 -86.

19. Резьбообразующий инструмент: материалы конференции. — М., 1966. -133с.

20. Титов Г.И. Прочность металлорежущих инструментов. Свердловск: Машгиз, 1947.-99с.

21. Методика установления стойкостных зависимостей при нарезании резьбы метчиками и исходные данные для составления нормативов на режимы резбонарезания в углеродистых сталях / Под ред. Г. И. Грановского. М., 1967. -102с.

22. Морозенко О. В. Особенности процесса нарезания резьбы метчиками в деталях из жаропрочных материалов // Вестник машиностроения. -1958. -№12.-С. 45-48.

23. Развитие науки о резании металлов / Пол ред. Н. Н. Зорева и др. — М. : Машиностроение, 1967. 414с.

24. Лоладзе Т.И. Износ режущего инструмента. М. : Машгиз, 1958. - 356с.

25. Грановский Г. И. О стойкости инструмента как исходном параметре для расчета режимов резания // Вестник машиностроения. 1965. -№8. -С.42-51.

26. Грудов А.А. Пути увеличения точности нарезаемой резьбы и стойкости метчиков. -М. : МСИИ-ВНИИ, 1966. 128с.

27. Грудов А.А. Оптимальная геометрия метчиков и режимы резания при нарезании резьбы в углеродистой стали // Труды ЦИТЭИН 1960. - № М -60- 11/5,- 15с.

28. Жихарев Е.В. Установление влияния марок быстрорежущих сталей и абразивных средств обработки на эксплуатационные свойства Машиных метчиков: Дис. .канд. техн. наук: 05.03.01. М., 1983. -234с.

29. Общемашиностроительные нормативы режимов резания, норм износа и расхода машинных метчиков из быстрорежущей стали. — М. : НИИМАШ, 1982. -32с.

30. Покровская В. Н. Резьбонарезание машинными метчиков: Дис. .канд. техн. наук: 05.03.01. М., 1956. - 238с.

31. Рождественский JI. А. Исследование силовых зависимостей при нарезании гаечными и машинными метчиками: Дис. .канд. техн. наук: 05.03.01.-М., 1940. 185с.

32. Грановский Г. И., Баклунов Е. Д., Панченко К. П. Стабильность работы режущего инструмента на автоматических линиях // Автоматизация и механизация производственных процессов в машиностроении. М., 1967. -С. 62 -35.

33. Фрумин Ю. JI. Высокопроизводительный резьбообразуюший инструмент. -М. : Машгиз, 1963. -164с.

34. Жихарев Е. В., Литвиненко А. В. Силы резания при резьбошлифовании быстрорежущих сталей кругами из эльбора и электрокорунда // Обработка материалов резанием: Сб. статей. М. : ВЗМИ, 1976. - С.28 - 41.

35. Грановский Г.И. Металлорежущий инструмент. Конструкции и эксплуатация. -М.: Машгиз, 1954. -315с.

36. Бобров В. Ф. Основы теории резания металлов. — М: Машиностроение, 1975, -344с.

37. Металлорежущий инструмент: Каталог-справочник. М.: НИИМАШ, 1971. Часть 3, - Резбообразующий, трубо- и муфто обрабатывающий и зуборезний инструмент. — 476с.

38. Turton S. W. The top manufacturer can help you // Tool and Piod. -1964. -V.30, №8. P.55 - 57.

39. Грудов А. А. Некоторые вопросы эксплуатация метчиков //Резьбообразующий инструмент: Сб. статей. -М.: НИИМШ, 1968. С.77-99.

40. Макаров А. Д. Износ и стойкость режущих инструментов. — М.: Машиностроение. 1966.— 264с.

41. Шагун В. И. точность резьбы и эксплуатация метчиков //Промышленность Белоруссии. 1965. - №4. - С. 12 -16.

42. Кузьмин Ю. П. Исследование процесса нарезания точных резьб метчиками: Дис. .канд. техн. наук: 05.03.01. М., 1976. - 205с.

43. Пашенных М. А. Стойкость гаечных метчиков при резьбонарезании горячештампованных гаек // Сб. трудов Саратовского автомобильно-дорожного института. Саратов, 1953. - С. 95.

44. Ларин М. Н. Оптимальные геометрические параметры режущей части инструментов. -М.: Оборонгие, 1953. 146с.

45. Захаренко И. П. Влияние затылования метчиков на износ //Станки и инструмент. 1958. - №3. - С. 33 - 42.

46. Влияние заднего угла на износ инструментов из быстрорежущей стали //Экспресс информация. Режущие инструменты. - 1982. - №2. - С. 38 - 40.

47. Пинахин А. М. Выбор критерия затупления метчиков в связи с прочностью режущей части // Надёжность режущего инструмента: Сб. статей. Киев: Высшая школа, 1975. - С. 245 - 248.

48. Рождественский JI. А. Определение крутящего момента при нарезании резьбы метчиком // Резание металлов: Сб. статей. М.: Машгиз, 1951. -С.113 —137.

49. Титов Г.И. Прочность металлорежущих инструментов. Свердловск: Машгиз, 1947.-99с.

50. Толмачев С.А. Повышение надежности работы метчиков при нарезании резьб в глухих отверстиях стальных деталей: Дисс. на соискание ученой степени канд. техн. наук: 05.03.01. М., 2001. - 200с.

51. Таратынов О.В., Толмачев С.А. Расчет силовых характеристик при нарезании резьб метчиками //Межвузовский сборник научных. М.: МГИУ, 1999. -С.67-71.

52. Блинов P.M., Авероянов О.И., Авероянова И.О. Экспериментальной исследование процесса стружкообразования при нарезании резьбы в глухих отверстиях //СТИН. 2005. - №3. - С.25-30.

53. Евстегнеева О.Н. Исследование способов снижения влияния причин поломок метчиков при работе в глухих отверстиях //Инновации в машиностроении: Сб. статей. II Всероссийской научно-практической конференции. Пенза, 2002. - С. 144-146.

54. Шагун В.И., Фельдштейн. Методика анализа точности внутренних резьб //Изв. ВУЗов. Машиностроение. 1964. - №4. - С. 64-69.

55. Стойкостные испытания автоматных гаечных метчиков: Отчет /МММИ им. Баумана. Рук. темы Г.И. Грановский. М., 1939. - 85с.

56. Грановский Г.И. Металлорежущий инструмент. М.: Машгиз, 1954.-200с.

57. Грудов А.А. Комаров П.Н. Высокопроизводительный резьбообразующий инструмент. М.: НИИМАШ, 1980. - 62с.

58. Баранчиков В.И., Боровкий Г.В. Справочник конструктора-инструмен-талыцика /Под общ. Ред. В.И. Баранникова. М.: Машиностроение, 1994. -560с.

59. Патент 2179095 (РФ) /А.С. Мельников Метчик для нарезания резьбы в глухих отверстиях // Б.Н. 2002. - №4.

60. Патент 2202450 (РФ) /О.В. Таратынов, О.Н. Ефремова Метчик для нарезания резьбы в глухих отверстиях // Б.Н. 2001. - №16.

61. Патент 1007870 (SU) /Метчик для нарезания точных резьб //Б.Н. 1980. -№16.

62. Патент 1328094 (SU) /Rocek Vladimir Метчик для нарезания точных резьб //Б.Н. -1986.-№8.

63. Патент 1240527 (SU) /B.C. Виноградов Сборный режущий Метчик // Б.Н. -1984.-№11.65 . Патент 1024192 (SU) /Ф.Н. Канареев, А.О. Харченко Метчик с внутренним отводом стружки //Б.Н. — 1981. №2.

64. Методика экспериментальных исследований по определению исходных данных для разработки общемашиностроительных нормативов режимов резания по основным видам обработки. — М.: НИИМАШ, 1982. 160с.

65. Солоник И. С. Математическая статистика в технологии машиностроения. М.: Машиностроение, 1972. - 216с.

66. Пустальник Е. И. Статистические методы анализа и обработки наблюдений. — М.: Наука, 1968. — 288с.

67. Смирнов Н. В. Краткий курс математической статистики для технических приложений. — М.: Физматгиз, 1986. 511с.

68. Иванов А. 3. Статистические методы в инженерных исследованиях. — М.: Высшая школа, 1983. 216с.

69. Древаль А. Е. Усилия резания при резьбонарезании метчиком //Известия вузов. Машиностроение 1970. - №9. - С.174 - 178.

70. Горшков А. Г., Трошин В. Н., Шалашилин В. И. Сопротивление материалов. -М.: Физматлит, 2002. 544с.

71. Рождественский Л. А. Определение крутящего момента при нарезании резьбы метчиком //Резание металлов. -М.: Машгиз, 1951. С.223.

72. Кряжев Ю.А., Даниленко Б.Д., Инструментальные материалы: Учеб. пос. -Барнаул, 1998. -70 с.

73. Губкин С.И. Теория обработки металлов давлением. М.: Машиностроение, 1947. - 532 с.

74. ГОСТ 3449 84. Метчики технические требование. - М.: Издательство стандартов, 1998.- 11с.

75. Львовский Е. Н. Статистические методы построения эмпирических формул: Учебник. М.: Высшая школа, 1982. - 224с.

76. Древаль А. Е. Зеленцова Н. Ф., Колобаев Л. И. Математическая обработка результатов эксперимента с применением ЭВМ: Учебное пособие. Москва, 1986. -35с.

77. Древаль А. Е. Расчет и конструирование метчиков. Учебное пособие. -Москва, 1979. -31с.