Технологическое обеспечение и повышение износостойкости винтовых поверхностей ходовых гаек трения скольжения тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.07, кандидат технических наук Цуканов, Иван Юрьевич

• Цуканов, Иван Юрьевич
• кандидат технических наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат технических наук Цуканов, Иван Юрьевич

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

Глава 1. Современное состояние проблемы технологического повышения износостойкости винтовых поверхностей ходовых гаек скольжения

1.1. Классификация винтовых поверхностей ходовых гаек скольжения, их долговечность и области применения

1.2. Контактное взаимодействие, трение и износ винтовых поверхностей трения скольжения

1.3. Существующие методы обработки наружных и внутренних винтовых поверхностей скольжения

Выводы

Глава 2. Методика проведения исследований

2.1. Методика проведения теоретических исследований

2.2. Методика проведения экспериментальных исследований

2.2.1. Подготовка экспериментальных образцов

2.2.2. Измерительное оборудование

2.2.3 Математический аппарат обработки экспериментальных

данных

Глава 3. Теоретические исследования трибологических характеристик винтовых пар трения скольжения

3.1. Контактное взаимодействие винтовых поверхностей в винтовых парах трения скольжения

3.2. Расчетное определение коэффициента и сил трения в винтовой паре скольжения

3.3. Температура трения и температурные деформации винтовой поверхности ходовых гаек

3.4. Определение интенсивности изнашивания витков ходовой гайки в период приработки

3.5. Перераспределение износа витков в период приработки

Полученные результаты и выводы

2

Глава 4. Теоретические исследования по технологическому обеспечению и повышению износостойкости винтовых поверхностей ходовых гаек трения

скольжения

4.1. Повышение износостойкости винтовых поверхностей ходовых гаек за счет технологического обеспечения закономерного изменения среднего диаметра витков

4.2. Технологическое обеспечение и повышение износостойкости винтовых поверхностей ходовых гаек за счет отделочно-упрочняющей обработки поверхностным пластическим деформированием

4.2.1. Сущность обработки и физическая картина процесса

4.2.2. Разработка теории отделочно-упрочняющей обработки внутренних винтовых поверхностей эксцентрично расположенным однороликовым инструментом

4.2.3. Повышение износостойкости винтовых поверхностей ходовых гаек скольжения методом ОУО ППД с закономерным

изменением качества винтовой поверхности

Полученные результаты и выводы

Глава 5. Экспериментальные исследования по технологическому обеспечению параметров качества винтовых поверхностей ходовых гаек скольжения

5.1. Проектирование инструмента для ОУО ППД винтовых поверхностей ходовых гаек скольжения

5.2. Технологическое обеспечение параметров качества внутренних винтовых поверхностей скольжения

Полученные результаты и выводы

Глава 6. Экспериментальные исследования износостойкости винтовых

поверхностей ходовых гаек скольжения

6.1. Модернизация установки для исследований процессов трения и изнашивания в винтовой паре скольжения

6.2. Результаты экспериментальных исследований коэффициента трения и

износа винтовых поверхностей ходовых гаек трения скольжения

Полученные результаты и выводы

Глава 7. Методика технологического обеспечения износостойкости

винтовых поверхностей ходовых гаек трения скольжения

7.1. Методика расчета винтовых поверхностей ходовых гаек скольжения

на износ с учетом функционального типа винтового механизма

7.2. Методика конструкторско-технологического обеспечения износостойкости винтовых поверхностей проектируемых ходовых гаек трения

скольжения

7.3. Расчет экономического эффекта от внедрения разработанных методики технологического обеспечения и методов повышения износостойкости винтовых поверхностей ходовых гаек трения

скольжения

Общие результаты и выводы по диссертационной работе

Список литературы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Технологическое обеспечение и повышение износостойкости винтовых поверхностей ходовых гаек трения скольжения»

Введение

Актуальность работы. Винтовые пары трения скольжения используются для преобразования движения из вращательного в поступательное с высокой точностью при стесненных габаритах и существенной осевой нагрузке. Основными областями техники, где применяются винтовые пары с трением скольжения, являются: авиастроение (механизмы управления закрылками, стабилизаторами и т.д.), производство заготовок (прокатные станы, прессы), техника для проведения испытаний (стенды, подъемники), металлорежущие станки.

Основной недостаток винтовых передач трения скольжения -повышенный износ винтовых поверхностей ходовых гаек, расчетная оценка которого позволяет предупредить различные негативные явления, начиная с брака продукции от потери точности исполнительным органом технологического оборудования до авиакатастрофы и снизить себестоимость обслуживания машин. Разработка новых и модернизация существующих методов обработки внутренних винтовых поверхностей, повышающих износостойкость ходовых гаек позволяет повысить надежность узлов машин с винтовыми парами скольжения.

Работы по исследованию изнашивания винтовых пар начались в 60-е годы 20 века. Основные работы, посвященные этой проблеме - работы Д.Н. Гаркунова, А.П. Грибайло, Ю.Н. Дроздова, И.В. Крагельского, П.А. Курапова, А.И. Турпаева. В этих работах были затронуты вопросы взаимодействия резьбовых поверхностей при трении, механизм их изнашивания, даны рекомендации по проектированию и применению смазочных материалов, а также особенности возникновения явления избирательного переноса в контакте винта и гайки при трении.

В работах И.В. Крагельского и П.А. Курапова сформулированы методы расчета внутренних резьбовых поверхностей на износ, один из которых является теоретическим, а второй теоретико-экспериментальным.

Теоретико-экспериментальный метод П.А. Курапова требует проведения стендовых испытаний и не позволяет оценить влияние технологии изготовления винтовой поверхности на ее износостойкость, хотя экспериментальные исследования других авторов указывают на существенное влияние качества винтовой поверхности на износостойкость ходовой гайки.

В то же время, зависимость для расчета интенсивности изнашивания, предложенная И.В. Крагельским не учитывала температурный фактор, режим трения и неравномерность распределения нагрузки по виткам.

Современные исследования в различных областях технических наук: трибология, механика деформируемого твердого тела, инженерия поверхности позволяют разработать метод теоретической оценки износостойкости винтовых поверхностей ходовых гаек с учетом их функционального назначения и технологии изготовления.

Анализ работ, в которых технологически достигалось повышение износостойкости внутренних винтовых поверхностей показывает, что в этих целях достаточно разработаны только методы раскатывания и комбинированной режуще-деформирующей обработки резьб (работы О.С. Андрейчикова, А.Н. Афонина, A.B. Киричека, В. А. Косарева, В.М. Меньшакова, Э.В. Рыжова, А.Е. Стешкова, B.C. Середы, Г.П. Урлапова), которые экономически целесообразны для узкого диапазона типоразмеров резьб гаек винтовых механизмов скольжения, за исключением силового функционального типа. Кроме того, отсутствует четкая методика выбора методов обеспечения износостойкости винтовых поверхностей ходовых гаек, в зависимости от их размеров и функционального назначения.

Поэтому разработка методов обеспечения и повышения износостойкости винтовых поверхностей ходовых гаек с учетом их функционального назначения и методологии их выбора в комплексе с методом расчетной оценки износостойкости внутренних винтовых поверхностей открывает новые возможности повышения качества и снижения себестоимости этих

ответственных деталей машин при проектировании и изготовлении, что является актуальной задачей современного машиностроения.

Цель работы: технологическое обеспечение и повышение износостойкости винтовых поверхностей ходовых гаек трения скольжения с учетом их функционального назначения. Задачи работы:

1. Получить теоретическую зависимость интенсивности изнашивания винтовой поверхности ходовой гайки трения скольжения от условий работы, геометрии гайки, ее материала и качества поверхности на основе современных представлений о физической картине взаимодействия винтовых поверхностей в различных типах механизмов. Экспериментально проверить полученную зависимость.

2. Модернизировать экспериментальную установку для исследования изнашивания винтовых механизмов трения скольжения в целях обеспечения возможности исследования коэффициента трения и износостойкости винтовых поверхностей ходовых гаек различного функционального назначения.

3. На основе анализа влияния параметров качества поверхностного слоя внутренней винтовой поверхности скольжения на ее износостойкость, разработать универсальный финишный метод обработки, позволяющий обеспечивать износостойкость винтовой поверхности ходовых гаек скольжения на определенную величину с широкими технологическими возможностями. Разработать теоретические зависимости, связывающие режимы обработки и параметры качества винтовых поверхностей. Экспериментально проверить данные зависимости.

4. На основе анализа модели изнашивания внутренней винтовой поверхности скольжения определить дополнительные технологические воздействия, позволяющие усовершенствовать известные методы их обработки в целях повышения износостойкости.

5. Создать обшую методику технологического обеспечения износостойкости винтовых поверхностей ходовых гаек трения скольжения с учетом функционального назначения винтового механизма.

Объект исследования: винтовые поверхности ходовых гаек трения скольжения.

Предмет исследования: процесс изнашивания винтовых поверхностей ходовых гаек скольжения и методы технологического обеспечения и повышения их износостойкости.

Методика исследований: Теоретические исследования в области изнашивания винтовых поверхностей ходовых гаек трения скольжения базируются на усталостной теории изнашивания И.В. Крагельского, положениях механики деформируемого твердого тела, инженерии поверхности, методах дифференциального и интегрального исчисления, численных методах. Теоретические исследования в области технологического обеспечения и повышения износостойкости винтовых поверхностей ходовых гаек скольжения базируются на положениях механики деформируемого твердого тела, теориях отделочно-упрочняющей обработки, инженерии поверхности, научных основах технологии машиностроения, аналитической геометрии, методах дифференциального и интегрального исчисления, численных методах.

При проведении экспериментов были использованы методы планирования.

Анализ результатов экспериментальных исследований выполнен с использованием методов математической статистики и алгоритмов фильтрации сигналов.

Научная новизна по специальности 05.02.07. «Технология и оборудование механической и физико-технической обработки»:

• разработана математическая модель процесса отделочно-упрочняющей обработки ППД внутренней винтовой поверхности на основе полученных теоретических зависимостей, связывающих параметры качества поверхностного слоя и режимы обработки.

• установлено определяющее влияние фактического контактного давления при ОУО ППД на интенсивность изнашивания винтовой поверхности ходовой гайки, что позволило разработать способ выравнивания интенсивностей изнашивания по виткам ходовой гайки за счет закономерного изменения качества винтовой поверхности.

Научная новизна по специальности 05.02.04 «Трение и износ в машинах»:

• впервые в теоретической зависимости для определения интенсивности изнашивания винтовой поверхности ходовой гайки трения скольжения, полученной на основе усталостной теории изнашивания И.В. Крагельского, комплексно учтены качество внутренней винтовой поверхности, нелинейность силовых и температурных напряжений и деформаций в винтовом сопряжении, обусловленная статической неопределимостью системы, перераспределение нагрузки по виткам гайки в процессе приработки.

• разработано подвижное резьбовое соединение с переменным средним диаметром винтовой поверхности ходовой гайки, обеспечивающее равномерное распределение контактных давлений по виткам при односторонней нагрузке, а также рациональные с точки зрения симметрии износа распределения контактных давлений по виткам при реверсивной нагрузке с различным

соотношением прямой и обратной нагрузок. Получен патент на

изобретение.

Автор защищает:

• математические модели определения распределений контактных давлений с учетом особенностей работы винтовых механизмов, температурных напряжений, сил трения по виткам резьбы ходовой гайки.

• теоретическую зависимость для определения начальной интенсивности изнашивания витков ходовой гайки в период приработки и математическую модель изнашивания витков с учетом перераспределения нагрузок на них.

• методику расчетного определения износостойкости винтовой поверхности ходовой гайки с учетом функционального назначения винтового механизма.

• метод отделочно-упрочняющей обработки внутренней винтовой поверхности пластическим деформированием по схеме с однороликовым нецентральным инструментом с постоянным или закономерным изменением качества поверхности.

• теоретические и экспериментальные зависимости, связывающие параметры качества внутренней винтовой поверхности и режимы отделочно-упрочняющей обработки ППД.

• математическую модель ОУО ППД с закономерным изменением качества винтовой поверхности.

• методику технологического обеспечения износостойкости винтовых поверхностей ходовых гаек трения скольжения с учетом функционального назначения винтового механизма.

Практическая ценность:

• разработана методика расчетного определения износостойкости винтовой поверхности ходовой гайки с учетом функционального назначения винтового механизма.

• модернизирована установка для исследования трения и изнашивания в винтовых механизмах скольжения.

• разработана конструкция инструмента для реализации метода ОУО ППД внутренней винтовой поверхности по схеме с однороликовым несоосным инструментом.

• разработана научно обоснованная методика технологического обеспечения износостойкости винтовых поверхностей ходовых гаек скольжения с учетом их функционального назначения.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на следующих научных конференциях и семинарах: 3-ей Международной научно-технической конференции «Модернизация машиностроительного комплекса России на научных основах технологии машиностроения (ТМ-2011) (г. Брянск, 2011 г); Международной научно-практической конференции «Итоги и перспективы интегрированной системы образования в высшей школе России: образование -наука - инновационная деятельность» (г. Москва, 2011 г.); 4-ой Всероссийской конференции молодых ученых и специалистов «Будущее машиностроения России» (г. Москва, 2011 г.); XXIII Международной Инновационно-ориентированной конференции молодых ученых и студентов МИКМУС-2011 (г. Москва, 2011 г.); IV Международной научно-технической конференции «Наукоёмкие технологии в машиностроении и авиадвигателестроении» (г. Рыбинск, 2012 г.); II Международной научной конференции «Фундаментальные исследования и инновационные технологии в машиностроении» (г. Москва, 2012 г.); Научном семинаре по трению и износу в машинах им. М.М. Хрущова (г. Москва, 2013 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 14 печатных работ, в том числе 4 работы в изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ для публикации материалов диссертационных исследований, получено 2 патента РФ на изобретение и 1 патент РФ на полезную модель.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, семи глав, основных результатов и выводов по работе, списка литературы из 101 наименования. Работа содержит 196 страниц, в том числе 71 рисунок и 8 таблиц.

Глава 1. Современное состояние проблемы технологического повышения износостойкости винтовых поверхностей ходовых гаек скольжения

1.1. Классификация винтовых поверхностей ходовых гаек скольжения,

их долговечность и области применения

К винтовым поверхностям трения скольжения, являющихся объектом исследования данной работы, относятся поверхности деталей ходовых резьбовых соединений, находящиеся в непосредственном контакте и перемещающиеся друг относительно друга с определенной скоростью скольжения.

Область применения винтовых поверхностей трения скольжения в машинах и механизмах достаточно обширна. Однако все винтовые передачи скольжения можно разделить на 3 общие группы: кинематические, силовые и комбинированные (кинематико-силовые).

Исходя из видов винтовых передач скольжения и областей их применения, можно выделить ряд эксплуатационных свойств, определяющих их долговечность. Совокупность эксплуатационных свойств, в свою очередь, определяет применяемый для деталей винтовой пары материал.

Кинематические механизмы предназначены только для передачи движения при незначительных нагрузках. Для них основными показателями качества является точность положения исполнительного органа, которая в свою очередь зависит от точности перемещения винтовых поверхностей. К кинематическим винтовым механизмам относят приводы измерительного, медицинского оборудования, точных роботов и т.д. В кинематических механизмах применяют в основном трапецеидальную и метрическую резьбу. Иногда применяется прямоугольный профиль резьбы, имеющий меньшие потери на трение. Однако вследствие того, что прямоугольный профиль не стандартизован и сложен в изготовлении - он применяется крайне редко.

Область применения того или иного профиля определяется конструкторским (трапецеидальная резьба обеспечивает большую точность перемещения за счет меньшего осевого зазора, а метрическая резьба обеспечивает лучшее направление исполнительного органа за счет меньшего радиального зазора) и технологическим (трудность изготовления метрических резьб растет с увеличением шага, а трапецеидальных - с уменьшением шага) факторами. Основными эксплуатационными свойствами для кинематических винтовых передач будут постоянство коэффициента (момента) трения в резьбе и износостойкость. Винты в кинематических механизмах обычно изготавливаются из углеродистых качественных сталей (Сталь 40, Сталь 45) и инструментальных сталей (У8, У10А). Иногда применяются винты из чугуна. Наиболее применяемые материалы гаек - латуни и неметаллы, такие как капрон, полистирол и полиамид. Распространенность неметаллов связана с большей их износостойкостью при небольших контактных давлениях. Экспериментальные исследования износостойкости ходовых гаек кинематических механизмов [87] показывают, что линейный износ витков гайки из капрона во много раз меньше, чем металлических. Наибольшей стабильностью коэффициента трения, согласно тому же исследованию обладают пары трения сталь-капрон и латунь-чугун.

Силовые механизмы предназначены для передачи значительных усилий на исполнительный орган. Основными показателями их качества являются: грузоподъемность, величина энергопотерь и износостойкость. К силовым механизмам можно отнести: домкраты, винтовые прессы, нажимные механизмы прокатных станов, подъемные механизмы кранов, погрузчиков. Несмотря на тот факт, что КПД винтовых передач скольжения в 1,3 раза меньше чем у шариковинтовых и роликовинтовых пар, в этой группе механизмов они имеют преимущественное применение благодаря оптимальному сочетанию свойств: грузоподъемность - себестоимость и меньшему влиянию изнашивания на качество работы механизма (так как точность перемещения не существенна, то износ влияет только на прочность

витков резьбы). Для силовых механизмов применяют трапецеидальный и упорный профили резьбы [74]. Трапецеидальный профиль применяют при высоких скоростях подъема и двухсторонней нагрузке. Для передачи больших односторонних нагрузок применяют упорный профиль. Благодаря малому углу наклона рабочей стороны упорного профиля резьбы (3°), снижаются потери на трение в резьбе. Эксплуатационными свойствами силовых механизмов являются: прочность резьбы при статическом и динамическом нагружении, а также износостойкость. В качестве материалов винта здесь применяются легированные конструкционные стали с термической обработкой (закалка+средний отпуск), например 35Х, 40Х, 40ХН, 18ХГТ. В качестве материалов гаек применяют более мягкие стали, например Сталь 45 и прочные бронзы, например БрА11Ж6Н6, БрА9Мц2Л. При отсутствии ударных нагрузок на механизм, иногда применяют гайки из чугуна. Бронзы применяются в основном для ответственных механизмов или механизмов с высокими скоростями скольжения (подъемники и. т.д.).

К комбинированным механизмам относятся механизмы, обеспечивающие точное положение высоконагруженного исполнительного органа. К ним можно отнести: металлорежущие станки, силовые роботы, испытательные стенды, механизмы перемещения аэродинамических поверхностей летательных аппаратов, отдельные сервомеханизмы. Вполне очевидно, что показатели качества работы данных механизмов будут включать в себя показатели первой и второй группы. Требования к таким механизмам очень жесткие. Основные показатели качества таких механизмов - высокая износостойкость и обеспечение точности перемещения исполнительного звена. Возникает динамическая задача определения положения исполнительного органа в процессе работы передачи. В этой группе механизмов имеется наиболее жесткая конкуренция между видами винтовых передач. Например, распространенные шариковинтовые пары имеют большой КПД, высокие допустимые скорости и высокую износостойкость. Однако, они обладают сравнительно небольшой грузоподъемностью и средней себестоимостью.

Используются в механизмах легкой и средней грузоподъемности (металлорежущие станки, роботы, сервомеханизмы). Роликовинтовые передачи обладают максимальной грузоподъемностью, высоким КПД и износостойкостью, высокими допустимыми скоростями скольжения, однако они обладают наибольшей себестоимостью и применяются относительно редко (в тяжелом оборудовании). Винтовые передачи скольжения практически вытеснены передачами качения, вследствие их большего КПД, плавности движения и износостойкости. Однако существует ряд механизмов (например: тяжелые станки, системы управления аэродинамическими поверхностями и т.д.), в которых требуется точное перемещение тяжело нагруженного исполнительного органа на невысоких скоростях скольжения. При условии оптимального обеспечения долговечности таких механизмов с учетом динамики перемещения исполнительного органа в течение срока службы винтовой передачи, можно отказаться от использования дорогостоящих роликовинтовых передач и применять винтовые передачи скольжения, тем самым значительно снизив себестоимость машины. Исходя из назначения комбинированных механизмов и условий их работы, нетрудно установить, что их эксплуатационные свойства будут сочетать в себе эксплуатационные свойства как кинематических, так и силовых механизмов. Кроме того, для комбинированных механизмов важным эксплуатационным свойством будет являться контактная жесткость резьбы, так как от нее будет зависеть точность положения исполнительного органа под воздействием переменных нагрузок. В качестве материала винтов комбинированных механизмов применяются закаленные легированные стали - 40Х, 40ХН, ЗОХГСА и стали с использованием химико-термической обработки (цементация, азотирование) -12ХНЗА, 38Х2МЮА, в зависимости от условий работы механизма. При отсутствии ударных, поперечных и реверсивных нагрузок на гайку, целесообразно применять наиболее износостойкие азотируемые и цементованные стали. При преобладании высокодинамического нагружения целесообразно применять закаленные стали без ХТО. В качестве материалов

гаек применяются износостойкие оловянные бронзы: БрОЮФ1, БрОЮСЮ; антифрикционные чугуны, латуни, цинковые сплавы (в основном в зарубежном производстве). Ходовые гайки, работающие в условиях высоких скоростей скольжения, заливают баббитом. Для уменьшения расхода дорогостоящей бронзы, крупные ходовые гайки выполняют биметаллическими (методом центробежного литья со стальной или чугунной основой).

1.2. Контактное взаимодействие, трение и износ винтовых поверхностей

трения скольжения

Для обеспечения долговечности механизмов, содержащих винтовые поверхности трения скольжения, по ряду эксплуатационных свойств (статическая и динамическая прочность, контактная жесткость, износостойкость) необходимо иметь физическую картину контактного взаимодействия винтовых поверхностей и рассчитывать его параметры в зависимости от условий работы механизма, конструкторских и технологических факторов.

Для понимания физической картины контактного взаимодействия геометрически сложных винтовых поверхностей необходимо рассматривать их контакт в две стадии. Сначала необходимо рассматривать параметры номинального контакта, то есть без учета реальной формы поверхностей, обусловленной погрешностями изготовления, а затем переходить к параметрам реального контакта.

Развитие представлений о контактном взаимодействии винтовых поверхностей трения скольжения начиналось с исследования КПД винтовых механизмов, как одного из важнейших параметров при конструировании машин. Учитывая геометрическую сложность винтовой поверхности, первые работы по определению КПД использовали замену винтовой поверхности клиновым аналогом [87].

Дальнейшее исследование КПД винтового механизма шло по пути рассмотрения непосредственно винтовой поверхности, но с равномерным распределением давления по поверхности витка.

Наиболее полное исследование КПД винтового механизма было проведено А. И. Турпаевым [87]. Им была рассмотрена физическая картина контакта винтовых поверхностей в предположении, что давление в каждой точке контакта винта с гайкой зависит от угла подъема резьбы (р в этой же точке. При этом автор получил формулы для определения КПД новой и приработавшейся пары. КПД приработавшейся пары определялся исходя из условия, что распределение давлений на приработавшемся витке соответствует распределению давлений на приработавшейся кольцевой пяте.

КПД приработавшейся винтовой пары определяется по формуле:

Ц\ 2fh-(¡¡ +¡p ' (U)

71 • (d —d2)

Где h - ход резьбы; /', и i2 - интегралы, зависящие от коэффициента трения и

угла подъема резьбы; /' - приведенный коэффициент трения, который

f

определяется по формуле: /' =---;

cos(a / 2)

Во всех исследованиях КПД, физическая картина взаимодействия винтовых поверхностей предполагала равномерное распределение нагрузки по виткам резьбы. Однако, в винтовых механизмах, так же как и в крепежном резьбовом соединении, нагрузка по виткам распределена неравномерно. Экспериментально доказано, что в винтовых парах скольжения после окончания периода приработки нагрузка по виткам гайки распределена равномерно, поэтому исследования контактного взаимодействия винтовых поверхностей проводились без учета неравномерности нагрузки. Для оценки долговечности винтовых поверхностей трения скольжения необходимо рассматривать как период приработки, так и период нормального изнашивания. Поэтому при исследовании контактного взаимодействия винтовых

поверхностей необходимо учитывать как начальную неравномерность нагрузки, так и процесс ее выравнивания в период приработки. Физические картины описания неравномерности нагрузки по виткам у крепежного соединения и винтовой пары трения будут схожими, различным будет только характер напряженно-деформированного состояния как элементов пары (витка и гайки) так и собственно витков.

Впервые задача о распределении нагрузки по виткам резьбового соединения была решена проф. Н.Е. Жуковским [29]. Он получил зависимость между величинами давлений на трех соседних парах контактирующих витков болта и гайки. При решении этой задачи резьба рассматривалась как совокупность кольцевых выступов.

Позднее исследования распределения нагрузки по виткам резьбы были проведены Биргером и Иосилевичем [7], а также Менгом и Стрижак [62]. И.А. Биргером, и Г.Б. Иосилевичем, были получены решения этой задачи в непрерывной форме. Отличие состояло в том, что резьбовое соединение рассматривалось не как совокупность кольцевых выступов, а как соединение с непрерывно идущими витками. Для соединения болт-гайка была получена следующая зависимость для определения интенсивности распределения нагрузки по виткам:

= —— соэЦтг) , (1.2)

где Q -осевая сила; г - координата витка; Н - высота гайки; т -конструктивный коэффициент, зависящий от типоразмера резьбы, формы и размеров гайки, материалов винта и гайки.

В исследовании Биргера и Иосилевича задача определения интенсивности распределения нагрузки по виткам решена только для метрических резьб. Профиль резьбы, прежде всего, будет оказывать влияние на коэффициент податливости витков. Определением коэффициента податливости витков для различных профилей резьбы занимались Н. Л. Клячкин и И. С. Антонов. [39]. Согласно их исследованию треугольная и трапецеидальная

резьба имеет одинаковую податливость витков, а прямоугольная - большую в 1,5 раза.

Учитывая сложность вычисления интенсивности распределения нагрузки по данным зависимостям, Менгом В. В. и Стрижак В. И. [62] были предложены приближенные зависимости для распределения нагрузки по виткам резьбы в крепежных соединениях при различном нагружении. Обобщенная зависимость для случая сжатия винта и гайки (соответствующего напряженно-деформированному состоянию винтовой пары скольжения) выглядит следующим образом:

д(г) = <2^-(А<Г ^-Ве»), (1.3)

Т ■ п у '

Где А, В, -коэффициенты; О, - осевая нагрузка; 2 - координата витка; п

- число заходов резьбы.

Первые экспериментальные исследования механизма перераспределения (выравнивания) нагрузки по виткам ходовой гайки в процессе работы винтовой передачи были проведены Дидусевым Б. А., Чукмачевым С. Ф., Трушиным А. В. [23, 24]. Позднее, на основе этих данных Кураповым П. А. [50] была получена зависимость для определения интенсивности распределения нагрузки по виткам гайки в конкретный момент времени работы передачи:

д, (*,Г) = де{\ - е*) + й—^Ае^ + Ве^ ], (1.4)

Где д,. - погонная нагрузка на витке с учетом времени наработки; ? - время работы сопряжения; у - эмпирический коэффициент;

Основной характеристикой номинального контакта является номинальное контактное давление. Его величину можно определить, зная интенсивность распределения нагрузки по виткам (осевой координате гайки) исходя из той или иной физической картины [7]:

р{г) = с?(*) (1.5)

1Б

где /Б - проекция боковой поверхности витка на плоскость, перпендикулярную оси 2; £ - толщина основания витка.

Однако, фактическое контактное давление трущихся поверхностей намного больше номинального, вследствие различия фактической и номинальной площади контакта. Для определения трибологических характеристик винтовой пары трения необходимо знать параметры фактического контакта винтовых поверхностей. Ключевым параметром контактного взаимодействия является фактическая площадь контакта, которая будет зависеть от реальной формы поверхностей (с учетом погрешностей изготовления).

Исследования фактической площади контакта трущихся поверхностей проводили Джонсон К [22] Демкин Н.Б. [21], Решетов Д.М. [53], Рыжов Э.В [21, 76], Крагельский И.В. [46, 47], Горячева И. Г. [15], Суслов А.Г. [80] и др. ученые.

Современные исследования фактической площади контакта показывают, что она определяется напряженно-деформированным состоянием и качеством соприкасающихся поверхностей. Структура площади контакта может быть представлена следующим образом. [80] Площадки фактического контакта Ап сгруппированы на площадях касания волн, совокупность которых составляет контурную площадь контакта АС1. Площадь соприкосновения тел, в пределах которой заключены фактическая и контурная площади контакта, и расположенная на площади касания макроотклонений поверхностей, называются номинальной площадью контакта Аа. Площадь контакта, образованная номинальными размерами контактирующих поверхностей называется геометрической площадью контакта Аг.

Образование фактической площади контакта непосредственно связано с характером деформирования в зоне трения. Первоначальная площадь контакта образуется при интенсивных пластических деформациях.

Согласно исследованиям А.Г. Суслова [80] при начальном контакте поверхностей под нагрузкой в результате пластической деформации образуется фактическая площадь контакта, которая должна выдерживать прикладываемую нагрузку:

N

цпов

Где N - нормальная нагрузка, прикладываемая к контактирующим поверхностям; Нипов - поверхностная микротвердость детали.

При скольжении, согласно исследованиям [31, 45], фактическая площадь контакта отличается от фактической площади контакта при отсутствии

касательного перемещения на величину: у]\ + /2 , то есть:

4« = 4->/1 + А (1-7)

Когда запас пластических деформаций исчерпывается (характерно для периода нормального изнашивания), площадь контакта будет определяться только упругими деформациями и интенсивностью изнашивания. Однако такое деление процесса образования площади контакта характерно лишь для постоянной осевой нагрузки на гайку. В реальных винтовых механизмах, в частности комбинированного типа, нагрузка переменна во времени, что определяет наличие повторной приработки, а, следовательно, и пластических деформаций.

Кроме фактической площади контакта на трибологические характеристики винтовых поверхностей трения скольжения будет оказывать влияние величина контактных деформаций.

Согласно исследованиям А.Г. Суслова [31, 83] в области контактной жесткости и ее технологического обеспечения, контактные перемещения при скольжении можно найти как:

Л=(^+Лл)(2л/1+ТГ-1) (1-8)

Пластические контактные деформации можно определить по формуле:

с

тах

(1.9)

где Р - нагрузка; Яа - среднее арифметическое отклонение профиля

шероховатости; Жг - средняя высота волн; Нтах - максимальная величина

макроотклонения; Аг - геометрическая площадь контакта; Нмпов

поверхностная микротвердость материала детали.

Упругие контактные деформации можно определить по формуле:

где Е - модуль упругости 1-го рода, Па; ¡л - коэффициент Пуассона; Бт -средний шаг микронеровностей профиля; ут - величина пластических деформаций, определяемая по зависимости (1.9).

Зависимости для определения фактической площади контакта и контактных деформаций показывают, что на параметры контактного взаимодействия влияют как геометрические, так и физико-механические параметры поверхностного слоя, а геометрическая площадь контакта определяется реальными размерами поверхностей, то есть с учетом точности их изготовления. Таким образом, прослеживается механизм технологического управления трибологическими характеристиками через параметры контактного взаимодействия, которые в свою очередь зависят от точности и качества винтовых поверхностей трения скольжения.

Точность резьбы определяется тремя составляющими [65]: точностью диаметральных размеров, точностью шага, и точностью угла профиля. Для профилей резьбы, применяемых в винтовых передачах (трапецеидальный, метрический) точность резьбы определяется по соответствующему ГОСТ. При этом точность регламентируется на средний и наружный (внутренний) диаметр резьбы винта (гайки). Всего существует 10 степеней точности диаметральных размеров, но в общем машиностроении используется 4-9 степени точности. Самый жесткий допуск имеет средний диаметр, так как он определяет

Яа

(1.10)

контактное взаимодействие профилей, а, следовательно, и эксплуатационные характеристики винтовой пары. Согласно ГОСТ на резьбу точность шага и угла профиля не регламентирована, и допустимая погрешность шага и угла профиля резьбы входит в допуск по среднему диаметру. Кроме ГОСТ точность резьбы деталей винтовых передач регламентируется нормалью станкостроения [66]. Согласно этой нормали в зависимости от назначения и предъявляемых в эксплуатации требований устанавливают 5 классов точности ходовых винтов. Нормаль регламентирует: наибольшую накопленную ошибку шага винтов, отклонение на овальность среднего диаметра винта, отклонения наружного (внутреннего) диаметра винта (гайки), измеренного в разных сечениях, биение наружного диаметра винта, отклонение половины угла профиля резьбы винтов, параметр шероховатости Яа боковых поверхностей резьбы винта и гайки.

К геометрическим параметрам качества поверхности относят параметры макроотклонения, волнистости, шероховатости и субшероховатости поверхности. К физико-химическим можно отнести поверхностную микротвердость, остаточные напряжения, параметры структуры материала, параметры фазового состава материала, параметры химического состава, параметры экзоэлектронной эмиссии. В России стандартизованы только параметры шероховатости (по ГОСТ 2789 — 73 установлено шесть параметров шероховатости поверхности: Яа, Яг, Яшах, Бт, Э и 1р) [33]. Но на рабочих чертежах деталей в основном проставляется только высотный параметр (Яа, Яг, Яшах). Параметры волнистости не стандартизованы. Параметры макроотклонения входят в понятия точность формы деталей, и для винтовых передач включают в себя биение и овальность наружного диаметра ходового винта. Макроотклонение боковой поверхности резьбы не регламентировано и связано с отклонением половины угла профиля резьбы.

При известных параметрах контактного взаимодействия и условиях трения определить трибологические характеристики можно, зная физическую картину процесса изнашивания винтовых механизмов и сопоставляя ее с наиболее подходящей теорией изнашивания.

Основные понятия, термины и определения в области изнашивания регламентированы ГОСТ 23.002-78. Величину износа определяют в единицах длины, объема, массы, а износ за единицу времени - как скорость изнашивания, м/ч. Широко распространена другая характеристика изнашивания - линейная интенсивность изнашивания (безразмерная величина):

1И = Ак/Ь, (1.11)

где ЛЬ - величина износа, м, а Ь - путь трения, м.

В современной трибологии выделяют следующие виды изнашивания [28,

13]:

1. Усталостное изнашивание (при работе узлов трения отсутствуют аномальные повреждения, трение протекает в нормальных условиях, имеется смазка, износ происходит вследствие усталостных процессов в поверхностном слое);

2. Абразивное изнашивание (при работе узлов трения присутствуют абразивные частицы, вызывающие хаотическое микрорезание или деформирование поверхностных слоев)

3. Коррозионно-механическое изнашивание. К такой разновидности изнашивания относят окислительный износ, фреттинг-коррозию и водородный износ. Окислительный износ связан с активацией окислительных процессов поверхностных слоев трущихся поверхностей при наличии кислорода в смазке и окружающей среде. Фреттинг-коррозия - наиболее агрессивная форма окислительного износа, обычно наблюдается в номинально неподвижных соединениях, подверженных вибрации. Водородное изнашивание связано с диффузией водорода, образовавшегося при разложении воды или смазки, в поверхностный слой трущихся деталей. При этом металлические связи заменяются слабыми водородными, а материал охрупчивается.

Известна еще одна весьма своеобразная разновидность изнашивания, при которой напротив наблюдается аномально низкий износ деталей. Этот вид износа называют избирательным переносом. Избирательный перенос был

открыт И.В. Крагельским и Д.Н. Гаркуновым [14, 45] при исследовании пар трения скольжения «сталь-медные сплавы», смазываемых глицерином. Данное явление заключается в следующем: в паре трения сталь - медь, сталь - бронза или сталь - латунь из твердого раствора благодаря разрушению межатомных связей выделяется медь. Выделившаяся чистая медь переносится на поверхность стали в виде слоя толщиной около тысячной доли миллиметра. Образовавшийся тончайший слой не уносится из зоны контакта, а переходит с одной поверхности трения на другую, что придает узлам трения высокую износостойкость.

Для описания процесса изнашивания деталей выделяют теории, которые базируются на различных физических подходах к процессам трения и изнашивания. Основными из этих походов по мнению Д.Г. Громаковского [16] являются:

1. Феноменологический подход. Основан на установлении эмпирических и полуэмпирических зависимостей скорости изнашивания от общеизвестных механических характеристик: твердости, временного сопротивления разрыву, предела усталости, и т.д. Данным подходом занимались: М.М. Хрущев, A.C. Проников [73] и др. ученые.

2. Концептуальный подход. В основу подхода положены модели, построенные на основе физических соображений с учетом теории размерностей и следующих предположений: износ пропорционален пути трения; износ пропорционален работе силы трения; износ определяется физическими параметрами процесса и механическими свойствами материалов. Концептуальный подход представлен в работах Арчарда, Д.Г.Эванса, Д.К.Ланкастера, В.Д. Кузнецова. Наиболее весомый вклад в развитие концептуального подхода внес И.В. Крагельский, разработав молекулярно-механическую теорию трения [86]. Чаще всего концептуальными моделями описывают усталостное изнашивание, так как при усталостном изнашивании наиболее четко прослеживается связь

между трибологичеекими параметрами и физико-механическими свойствами материалов.

3. Энергетический подход и его разновидности. Термодинамический подход предполагал использование уравнений энергетического баланса для описания процессов трения и изнашивания. Кинетический подход -дальнейшее развитие энергетического подхода, основная идея которого заключается в том, что в основе механизмов накопления повреждений и усталостного разрушения поверхностного слоя лежат термоактивируемые кинетические процессы. Зависимость между скоростью изнашивания материала и внешними факторами, согласно данному подходу, устанавливается через его активационные параметры: энергию активации и структурно-чувствительный коэффициент. Дальнейшее развитие энергетического подхода привело к созданию синергетического подхода, основанного на представлениях, что деформируемый материал поверхностного слоя может рассматриваться как функциональная система, которая в условиях непрерывного притока энергии извне начинает проявлять признаки живой материи. Энергетический поход находит отражение в работах Д.Г. Громаковского, Т.Ф. Куинна, H.A. Буше [10], B.C. Ивановой, И.Ж. Бунина и др.

Так как работа винтовых поверхностей трения скольжения в основном протекает в закрытых от попадания абразивных частиц корпусах и в отсутствие агрессивной среды, то превалирующим видом изнашивания будет усталостное изнашивание. Наиболее разработанной и подтвержденной экспериментально теорией в области усталостного изнашивания является теория И.В. Крагельского, неразрывно связанная с молекулярно-механической теорией трения. Данная теория наиболее полно учитывает точность и качество трущихся поверхностей, что позволяет отслеживать и разрабатывать механизмы технологического обеспечения износостойкости через связь методов обработки резьбы и достигаемой ими точностью и качеством винтовых поверхностей.

В соответствии с молекулярно-механической теорией И.В. Крагельского [86], трение имеет двойственную природу. Силу трения представляют как сумму молекулярной (адгезионной) и механической (деформационной) составляющих:

р = (1.12)

Удельную силу трения можно также представить совокупностью

молекулярной и деформационной составляющих:

Молекулярная составляющая обусловлена сопротивлением разрыву молекулярных связей, которые возникают между контактирующими телами. Механизм этого процесса аналогичен механизму разрушения кристаллической решетки при сдвиге. Работы Б.В. Дерягина, И.В. Крагельского, Н.М. Михина и др. [45] показали, что зависимость адгезионной составляющей удельной силы трения от фактического контактного давления выражается в виде двучленного закона:

тд=т0+/3.рг (1.14)

где г0 и Р - молекулярные константы трения.

Механическая составляющая сил трения вызвана сопротивлением упругому и пластическому оттеснению выступов контактирующих тел, внедрившихся при движении в контрповерхности.

Молекулярную составляющую коэффициента трения можно определить исходя из соображений, что удельная молекулярная сила трения равна произведению фактического контактного давления на молекулярную составляющую коэффициента трения:

+ (1-15)

Рг

Деформационную составляющую коэффициента трения можно определить по закону Гранвуане-Горячкина [45]:

Л = X:\ff' (1Л6)

V Рт

где рт - средний радиус выступов профиля шероховатости; Кх - коэффициент. По рекомендациям И.В. Крагельского [45] при начальном пластическом контакте Кх = 0,55.

Согласно усталостной теории изнашивания существует 2 типа контакта: насыщенный и ненасыщенный. При ненасыщенном контакте увеличение фактической площади касания идет за счет увеличения количества соприкасающихся неровностей. При насыщенном контакте увеличение фактической площади касания может происходить только за счет увеличения площади касания отдельных микронеровностей. Так как для винтовых поверхностей трения скольжения характерна малая металлоемкость профиля (низкое значение параметра Ш), то в качестве типа контакта при трении необходимо принимать ненасыщенный контакт. Для условий ненасыщенного контакта величину удельного линейного изнашивания можно определить по зависимости:

где к - величина сближения в контакте; рт- средний радиус выступов профиля шероховатости; N - число взаимодействий, приводящих к разрушению материала поверхностного слоя.

Зная величину удельного линейного изнашивания можно определить значение линейной интегральной интенсивности изнашивания по основной зависимости усталостной теории изнашивания:

На основе молекулярно-механической теории трения и усталостной теории изнашивания, И.В. Крагельским была получена зависимость для расчета винтовых поверхностей трения скольжения на износ:

(1.17)

(1.18)

0,43-Г (1-У2)()оссоб (а/ 2) Е-О'в-{4-С12х)

0,53р • ■ / 2) • Е08 • А1

(\ . ,2 \0 8 /12 Л2ч0 2

(1 - // ) ■ {Ы2 - йх )

04

(1.19)

где (Зое - осевая нагрузка; X - параметр контактно-фрикционной усталости; <тв - предел прочности материала при растяжении; ^-коэффициент

Пуассона; ё2 - средний диаметр резьбы; <11 - внутренний диаметр резьбы; а-

учитывающий шероховатость трущихся поверхностей; Е- модуль упругости Юнга; к' - коэффициент, равный для пластичных материалов трем, для хрупких - пяти.

Данная зависимость используется для расчета интенсивности изнашивания резьбы ходовых гаек, и может быть применена только к механизмам с низкой скоростью перемещения и низкой точностью, так как она не учитывает скорость скольжения и неравномерность распределения нагрузки по виткам резьбы. Можно отметить, что зависимость (1.19) включает в себя комплексный параметр шероховатости, поэтому она используется для приближенного рассмотрения вопроса технологического обеспечения износостойкости в указанном типе механизмов. Технологическое обеспечение износостойкости подвижных резьб на базе зависимости (1.19) рассматривалось в работе Прокофьева А.Н. [72].

Позднее Кураповым П.А. был предложен другой метод расчета винтовых поверхностей трения скольжения на износ, ориентированный на все типы винтовых механизмов [50]. Метод основан на феноменологическом подходе к исследованию процесса изнашивания и в качестве основной зависимости использует экспериментальную степенную зависимость линейного износа от давления:

Где / - интенсивность изнашивания; Н - линейный износ; 1ск - путь трения скольжения; р - номинальное давление в контакте; К2,т - числовые параметры износостойкости, определяемые экспериментально-аналитическим путем по методикам [46, 47, 64].

угол профиля; А-безразмерный

комплекс

Крагельского-Комбалова,

(1.20)

Получив выражение для определения номинального контактного давления, исходя из зависимости (1.4), которая учитывала механизм перераспределения нагрузки по виткам, и, выразив путь трения через наработку и скорость скольжения, а затем, проинтегрировав зависимость по времени, автор получил формулу для расчета накопленного износа витков гайки в произвольный момент времени с учетом реверсивности хода:

яст

+

(2тг-гн

яст

н

Лт ,2

<1

х|(1 + Ме~г')тЖ

+

(2 я-гн+Аш)-г_

х |(1 + Ме~г')тЖ

(1.21)

где цс - средняя нагрузка на виток; - шаг резьбы; гн - средний радиус резьбы; / - коэффициент трения; 3 - числовой коэффициент для данного

сопряжения; Т - фактор геометрии сопряжения; М - силовой фактор; vcк -

I

скорость скольжения при прямом ходе; уск - скорость скольжения при реверсе. Научная новизна данного метода заключалась в применении механизма перераспределения нагрузки для расчета износа витков гайки в период приработки, а также учет реверсивности механизма. В своем исследовании процесса изнашивания винтовых поверхностей трения скольжения, автор показал, что при реверсивном режиме работы наиболее интенсивно изнашивается первый виток, последний виток изнашивается чуть менее интенсивно вследствие меньшей нагрузки при обратном ходе. Интенсивность изнашивания средних витков меняется незначительно и повышается после перераспределения нагрузки вследствие износа первых и последних витков. После окончания периода приработки все витки гайки изнашиваются с постоянной интенсивностью, и величина накопленного износа представляет собой линейную зависимость от времени. Также автор исследовал неравномерность износа по радиусу резьбы, в ходе которого расчетным путем установил, что начиная с некоторого времени работы, участок боковой поверхности резьбы, близкий к впадине изнашивается более интенсивно, что

может свидетельствовать о дополнительной концентрации контактных напряжений у впадины резьбы вследствие уменьшения толщины витка от износа.

К недостаткам метода, предложенного П.А. Кураповым можно отнести:

1. Использование феноменологического подхода и эмпирических коэффициентов делает метод трудоемким и не универсальным для использования на практике.

2. Не учитывается влияние точности и качества поверхности резьбы, а также скорости скольжения на интенсивность изнашивания витков, что снижает точность расчета и не позволяет исследовать технологическое обеспечение износостойкости винтовых поверхностей трения.

3. В качестве искомой величины определен износ конкретного витка гайки, но на практике важна величина износа ходовой гайки (люфт передачи).

В зарубежных источниках более распространены эмпирические методы расчета, что связано с их ориентацией на конкретного производителя винтовых передач. Компания ТНК (Япония)[94] использует эмпирический метод расчета, основанный на применении номограмм для подбора типоразмеров передачи в соответствии с условиями ее работы. Метод реализуется в несколько стадий. Сначала выбирается материал ходовой гайки исходя из условия износостойкости на определенном пути трения. Затем определяется номинальное контактное давление исходя из допустимой нагрузки и скорости скольжения. Выбирается температурный коэффициент в зависимости от допустимой температуры нагрева. Завершающим этапом расчета является определение коэффициента запаса по нагрузке и сравнение его с допускаемым значением. Компания ЯОТСЖ (США) [97] использует мультипликативную эмпирическую модель, в которой в качестве варьируемых факторов используются и технологические (параметр точности резьбы, шероховатость резьбы, микротвердость боковой поверхности резьбы).

Рассмотрев имеющиеся подходы к определению величины износа винтовых поверхностей трения скольжения, можно отметить, что для исследования

технологического обеспечения их износостойкости в современных винтовых механизмах необходимо создать универсальный теоретический метод расчета, позволяющий устранить указанные недостатки имеющихся методов.

1.3. Существующие методы обработки наружных и внутренних винтовых

поверхностей скольжения

В практике отечественного и зарубежного машиностроения для обработки винтовых поверхностей скольжения применяют лезвийные и абразивные методы обработки, методы пластического и поверхностного пластического деформирования, а также комбинированные методы.

Анализ работ по разработке методов получения наружных и внутренних винтовых поверхностей скольжения показывает, что внутренним поверхностям скольжения уделено намного меньше внимания, особенно в области финишных методов обработки, обеспечивающих их износостойкость.

Приведем списки методов получения наружных и внутренних винтовых поверхностей скольжения и работы, направленные на их совершенствование с более подробным рассмотрением методов получения внутренних винтовых поверхностей скольжения. Рассмотрение методов получения наружных винтовых поверхностей скольжения необходимо для поиска технологических воздействий, которые возможно перенести на методы обработки внутренних винтовых поверхностей, в целях обеспечения и повышения их износостойкости.

Для обработки наружных винтовых поверхностей скольжения применяют:

1. Точение. Обработка на токарных станках является наиболее распространенным в отечественном производстве видом обработки ходовых винтов. Применение станков с ЧПУ и современного резьбонарезного инструмента позволяет получать 5-7 степень точности получаемой резьбы [90].

В настоящее время существуют три основных метода врезания при точении ходовых резьб на токарных станках с ЧПУ. Радиальное врезание самый точный, но самый непроизводительный метод. При его осуществлении

требуется большое количество проходов, так как при нем процесс резания является несвободным, возникают большие усилия, вибрации, и поэтому глубина резания - минимальна, а качество поверхности - высокое. Данный метод рекомендуется для обработки винтов из коррозионно-стойких сталей, и винтов с небольшим шагом резьбы (< 6). Основной метод врезания при точении ходовой резьбы - одностороннее боковое врезание. Этот метод производителен и позволяет работать с большими глубинами резания. Но зачастую для получения более высокой точности необходим зачистной проход по первому (радиальному) методу. Однако, исходя из физики процесса резания, такой метод приведет к последующему неравномерному износу левой и правой сторон профиля резьбы, вследствие различия сил и температур, действующих в зонах контакта резца и обрабатываемого профиля резьбы. Поэтому для ходовых резьб (особенно внутренних) с шагом >6 мм наиболее целесообразен метод двухстороннего бокового врезания, кроме того, обеспечивающий минимальные нагрузки и износ режущих кромок резца при обработке. Недостатком данного метода врезания является сложность управляющей программы для станка с ЧПУ. Кроме того, существуют методы точения резьбы набором резцов [8] и гребенками (многозубыми пластинами). Первый метод применяется для резьб с очень крупным шагом, а второй - в крупносерийном производстве. При обработке ходовых резьб применяются пластины только с полным профилем, так как пластины с неполным профилем не обеспечивают требуемой точности резьбы. Тенденции развития современного инструмента для точения резьбы [5, 79, 99] идут в области различия геометрии пластин по виду обрабатываемого материала, применения твердосплавных и специальных антивибрационных державок, систем крепления повышенной жесткости.

Метод коррекции получаемых в процессе контактного взаимодействия зазоров между витками с учетом накопленных погрешностей шага винта и гайки, для повышения точности кинематических винтовых механизмов был предложен О.Б. Изнаировым [30].

В результате теоретических исследований автор получил массив значений относительного бокового зазора между 1-й парой витков при известной дисперсии суммарной погрешности шагов винта и гайки при различных числах витков гайки (табл. 1). Для компенсации технологических погрешностей, вызывающих разброс зазоров в парах витков винта и гайки автором предложено использование корректирующего устройства для токарного станка, управляющего дополнительным поворотом ходового винта станка в зависимости от угла поворота заготовки-винта при нарезании резьбы. Для компенсации предложено 3 вида корректирующих функций: линейная, гармоническая и псевдослучайная.

1. Относительная величина бокового зазора ^ / ст между ьй парой витков

k/i 1 2 3 4 5 6 7 8 9

4 0.599 1.018 1.408 1.957

5 0.536 0.894 1.196 1.541 2.056

6 0.489 0.807 1.061 1.326 1.647 2.140

7 0.453 0.741 0.964 1.184 1.427 1.732 2.211

8 0.424 0.689 0.889 1.080 1.279 1.508 1.802 2.271

9 0.399 0.647 0.830 1.000 1.170 1.354 1.573 1.860 2.323

2. Шлифование резьбы обычно используется как финишный метод обработки после точения, и используется для повышения точности резьбы и качества ее поверхности. Шлифованием достигается 2-3 степень точности и малые значения высотных параметров шероховатости. Кроме использования в качестве финишного метода шлифование можно применять как основной метод обработки резьбы (глубинное шлифование) [85]. Ввиду связи качества получаемой резьбы с тепловыми процессами при шлифовании, технологическое обеспечение параметров качества через достижение оптимальной температуры при шлифовании отражено в работах A.B. Якимова, В.П. Ларшина, Ю.П. Русавского [69]. Основной вывод работы заключался в том, что при фиксированном количестве ниток зависимость погрешности шага резьбы от отношения мощности шлифования к окружной скорости вращения винта-заготовки (C/v) представляет собой линейную функцию, что позволяет

производить технологическое управление и стабилизировать погрешность шага.

3. Обработка свободным абразивом. Кроме абразивной обработки шлифовальными кругами в последнее время появились способы обработки резьбы ходовых винтов с помощью свободного абразива. Например, в работе А.И. Долотина [26] описывается способ финишной обработки резьбы ходовых винтов уплотненным давлением сжатого воздуха на эластичные стенки шлифовальным материалом. Сущность метода состоит в следующем: заготовка-винт помещается в камеру с эластичными стенками, внутрь которой загружают шлифовальный материал. Обрабатываемой детали сообщают вращение вокруг собственной оси, а шлифовальный материал, находящийся в секциях камеры, уплотняют внешним давлением сжатого воздуха, на эластичные стенки. При этом осуществляют циркуляцию СОЖ через камеру. Переменное давление на стенки камеры, создает различную жесткость массы шлифовального материала, позволяя производить черновую и чистовую обработку без смены зернистости шлифовального материала, тем самым повышается производительность обработки. Исследования автора показывают, что при таком виде обработки высотные параметры шероховатости снижаются в 15 раз (с 2,5 мкм, до 0,16 мкм), микротвердость незначительно увеличивается (степень упрочнения составляет 9-13%), и образуются сжимающие остаточные напряжения на небольшой глубине (20-25мкм). К достоинствам способа относится высокое качество обработанной поверхности резьбы.

4. Поперечно-винтовая прокатка [71] - наиболее производительный способ получения резьбы на ходовых винтах. Данный способ применяется в крупносерийном и массовом производстве и распространен за рубежом. При получении резьбы прокаткой, волокна не перерезаются, и происходит наклеп поверхности. Основным недостатком явялется низкая точность получаемой резьбы.

5. Накатывание аксиальными и радиальными головками, роликами. Накатывание резьбы ходовых винтов с помощью головок исследовалось A.B.

Киричеком [37] и А.Н. Афониным [3, 4]. При накатывании аксиальными и радиальными головками обеспечивается высокая степень наклепа; при этом точность получаемой резьбы выше, чем при поперечно-винтовой прокатке, а производительность - ниже. Дальнейшим развитием методов обработки тяжелонагруженных винтовых поверхностей пластическим деформированием является статико-импульсная обработка резьб (СИО), предложенная A.B. Киричеком, А.Г. Лазуткиным и Д.Л. Соловьевым. Ее применение к получению профилей наружной резьбы описано в работах [8, 36]. При СИО пластическая деформация металла осуществляется благодаря пролонгированию импульсного воздействия, сообщаемого посредством ударной системы боек-волновод статически нагруженному инструменту. Достоинствами метода, по сравнению с обычной обработкой деформированием является повышенная на 20-25% энергия деформирующего воздействия и большая глубина равномерно упрочненного слоя (свыше 10 мм) при сохранении высокой точности накатывания, что актуально для крупных резьб винтовых пар скольжения. В работе А.Н. Афонина [8] исследовалось влияние СИО резьбы на ее эксплуатационные свойства, в ходе которого было установлено, что СИО обеспечивает в 1,3 раза большую износостойкость и в 1,2 раза большую усталостную прочность, чем традиционное накатывание.

6. Вихревая обработка - способ, применяющийся в крупносерийном производстве для получения резьб с крупным шагом на материалах повышенной твердости [85, 90, 17]. При вихревой обработке возможно два способа нарезания — головками с внутренним касанием и головками с наружным касанием. Головки внешнего касания применяются в основном для нарезания многозаходных резьб; при этом используются зубофрезерные станки. При вихревой обработке возможно достижение 6-й степени точности резьбы и параметра шероховатости Ra = 10...2,5. Поэтому для изготовления ходовых винтов требуется последующая операция шлифования. Одним из основных ограничений при получении ходовых винтов вихревой обработкой явялется ограничение по длине винта (1 < 100 мм).

7. Электрохимическое шлифование [85] - очень редкий метод обработки, который применяется при изготовлении особо ответственных ходовых винтов, из металлов и сплавов с твердостью выше 60 HRC. К преимуществам электрохимического шлифования можно отнести отсутствие прижогов, микротрещин и значительных растягивающих остаточных напряжений вследствие относительно низких температур при обработке.

8. Электромеханическая обработка (ЭМО) - это процесс накатывания с наложением электрического тока большой силы и низкого напряжения. Повышенное сопротивление в месте контакта рабочего элемента обрабатывающего инструмента и заготовки создает локальный нагрев и облегчается деформирование металла поверхностного слоя. ЭМО позволяет значительно повысить микротвердость резьбовой поверхности за счет комбинации поверхностной закалки с упрочнением. Электромеханической обработкой подвижной резьбы занимались Дарковский Ю.В., Прокофьев А.Н., Мамонов A.B. и др. исследователи. Например, в работе [19] описывается модернизация установки для ЭМО, созданной на базе токарно-винторезного станка, для обработки резьбы ходовых винтов. Модернизация заключалась в создании головки, закрепляемой в резцедержателе станка и включающей в себя ось с закрепленным бронзовым роликом, который осуществляет обработку резьбы. В ходе исследования влияния режимов при ЭМО на параметры качества получаемой резьбовой поверхности, проводившегося автором на описанной выше установке, были получены зависимости для определения параметра шероховатости Ra, поверхностной микротвердости HßQ и глубины

упрочнения h^. В работах Мамонова A.B., Петрушенко В.А. [60, 61] для

осуществления процесса ЭМО модернизировался резьбонакатной станок с многороликовой головкой. Автор исследовал фактическую площадь контакта роликов с заготовкой.

9. Обработка поверхностным пластическим деформированием. Метод не получил широкого распространения, так как он, в основном, может быть применен для обработки незакаленных винтов. При этом существует

достаточно большое количество конструкций инструментов для ОУО ППД наружной резьбы [9]. В основном - это инструмент для обработки крупных трапецеидальных и упорных резьб (с шагом более 6 мм). Обработка может происходить по методу копирования профиля, либо по методу огибания (для трапецеидальной резьбы). Метод огибания обеспечивает большее контактное давление при меньшей силе деформирования, а также уменьшение трения между контактирующими поверхностями. Также существует способ динамического обкатывания роликом, применяющийся для повышения усталостной прочности впадины резьбы ходовых винтов.

Для обработки внутренних винтовых поверхностей скольжения применяют:

1. Точение. Самый распространенный в отечественном производстве метод получения резьбы в ходовых гайках диаметром свыше 30 мм. Вследствие низкой жесткости обработки, получаемой из-за необходимости применения консольного инструмента с большим вылетом, точность и качество поверхности резьбы получается относительно невысоким (6-я степень точности, 7?а = 3,2..1,6мкм). Однако современный инструмент с твердосплавными пластинами, имеющий антивибрационные твердосплавные державки с использованием односторонне и двусторонне боковой схемы резания позволяет повысить точность (4-5) и качество поверхности (Яа = 1,6...0,8 мкм).

2. Фрезерование. В последнее время для обработки резьбы в небольших и средних ходовых гайках (с шагом < 7 мм) вместо точения резьбы применяют фрезерование концевыми фрезами по методу винтовой интерполяции. Данный метод может успешно конкурировать с точением и позволяет получать резьбу 6-й степени точности с параметром шероховатости 7?а = 5..1,25мкм., как на токарных, так и на фрезерных обрабатывающих центрах с большой производительностью. Повышению точности формирования внутренней резьбы фрезерованием за счет повышения жесткости и виброустойчивости конструкций инструмента, а также за счет аналитического расчета суммарной

погрешности обработки посвящены работы Косарева Д.В. [44], Сайкина С.А. [77], Малькова [59].

3. Нарезание метчиком (или комплектом метчиков) применяется в основном для ходовых гаек малых диаметров и шагов резьбы (Э < 30 мм; Р < 4 мм). При нарезании резьбы крупного шага для снижения сил резания применяют комплект из нескольких метчиков, однако такой метод обработки применяется редко вследствие высокой стоимости инструмента. При использовании комплекта метчиков можно добиться высокой точности резьбы в зависимости от числа и конструкции метчиков (до 2 степени). Параметр шероховатости Яа может достигать значений 3,2..1,25. Благодаря наличию калибрующих зубьев при нарезании комплектом метчиков достигаются лучшие значения физико-механических параметров качества поверхностного слоя, чем при обработке точением или фрезерованием. Суммарную погрешность обработки при нарезании резьбы метчиками для повышения ее точности, исследовал А.Н. Прокофьев [72]. Автором было установлено, что на точность внутренней резьбы наиболее влияют погрешность настройки инструмента и суммарная погрешность станка.

4. Протягивание. В крупносерийном и массовом производстве для изготовления ходовых гаек с длиной, в несколько раз превышающей диаметр резьбы применяют метчики-протяжки, напоминающие спиральные метчики, но выполненные с прямой конусностью по среднему диаметру по всей длине резьбы. Протягивание производится на специальных протяжных или токарных станках [52]. При этом точность резьбы средняя (6-7), а производительность высокая - в 20 раз больше, чем при нарезании резьбы крупного шага резцом, и в 5 раз, чем при применении комплекта метчиков. Данный вид инструмента больше распространен в зарубежном производстве [94, 97].

5. Раскатывание резьбы и комбинированная обработка резанием-деформированием являются наиболее перспективными методами обработки резьбы в ходовых гайках силовых винтовых механизмов. Обработка метчиком-раскатником применима для ходовых гаек малого и среднего диаметра (до 30

мм) с шагом до 2 мм в стали, и с шагом до 4 мм в цветных сплавах. При больших шагах резьбы необходима комбинированная обработка. В случае комбинированной обработки резьба предварительно нарезается метчиком, а затем профилируется раскатником. Значительный вклад в развитие раскатывания резьб внесли работы Э.В. Рыжова, О.С. Андрейчикова, А.Е. Стешкова [75], В.М. Меныиакова, Г.П. Урлапова, B.C. Середы [63], А.Н. Прокофьева [72], Раскатывание резьбы метчиками-раскатниками может обеспечивать высокую степень точности резьбы (до 2), параметр шероховатости Ra находится в пределах 2,5-1,25мкм. Но наиболее существенное преимущество применения раскатников заключается в повышении физико-механических параметров качества поверхностного слоя, наиболее важных для винтовых поверхностей трения скольжения. Согласно исследованиям [64], поверхностная микротвердость возрастает в 1,5-2 раза по сравнению с нарезанной резьбой, а по данным [75] она возрастает на 30-40% в зависимости от метода раскатывания (с закрытым или открытым контуром). В работе [64] также исследуется влияние раскатывания на эксплуатационные свойства резьбы. Авторами установлено повышение статической прочности на 20-30%, а усталостной — в 1,5 раза, что объясняется повышенной микротвердостью и положительным эффектом сжимающих остаточных напряжений, образующихся при раскатывании. Для обработки резьб большого диаметра и шага используются специальные роликовые раскатки различных конструкций [64], однако точность обработки при этом не велика. Экспериментальное исследование влияния методов обработки резьбы ходовой гайки на ее износостойкость проводилось А.Е. Стешковым, А.Н. Прокофьевым и В.П. Лексиковым [54]. В ходе исследования установлено, что раскатанная резьба после 100 часов работы винтового механизма обеспечивает наиболее равномерный износ всех витков резьбы, что может объясняться высокой точностью полученной резьбы, а износ первого витка снижен в 3 раза по сравнению с нарезанной резьбой, что объясняется высокими значениями физико-механических параметров поверхностного слоя. Недостатками режуще-

деформирующей обработки ходовых гаек явялется, прежде всего, высокая стоимость технологической оснастки, и невозможность получить резьбу высокой степени точности, в том числе вследствие малой жесткости консольного инструмента при значительных силах деформирования. Учитывая сказанное, режуще-деформирующая обработка экономически целесообразна только для высоконагруженных силовых механизмов, где требуется одновременное повышение износостойкости винтовой поверхности и усталостной прочности впадин витков или для кинематических механизмов с диаметром резьбы <30 мм, где стоимость метчиков-раскатников сравнительно невелика. К таким механизмам можно отнести прессы, подъемники, испытательные стенды.

6. Отделочная обработка. Учитывая, что внутренние резьбы ходовых гаек практически не обрабатывают шлифованием, вследствие низкой жесткости инструмента, большой вероятности появления прижогов и ограничений по диаметру инструмента, а качество поверхности резьбы после нарезания лезвийными методами чаще всего не соответствует требованиям, предъявляемым к поверхностям трения, проводят отделочную обработку резьбы ходовых гаек, чаще всего притирку [87]. При этом используется чугунный винт-притир. Притирка витков ходовых гаек без сомнения повышает их износостойкость, однако установить количественное изменение параметров качества поверхностного слоя при притирке проблематично, кроме того, данный метод является затратным и трудоемким при производстве винтовых передач широкой номенклатуры. Возможность повышения износостойкости применением финишной антифрикционной безабразивной обработкой отмечена в работе [13], однако работы по практическому применению ФАБО для винтовых поверхностей ходовых гаек отсутствуют.

Выводы

1. Имеющиеся теоретические модели процесса изнашивания винтовых поверхностей ходовых гаек скольжения недостаточно полны, так как они не учитывают разделение процесса на период приработки и период

нормального изнашивания, функциональный тип винтового механизма и соответствующие ему условия работы; отсутствует теоретический учет перераспределения нагрузки по виткам при эксплуатации.

2. Расчетные зависимости для определения трибологических характеристик не соответствуют современным представлениям о влиянии технологии изготовления резьбы на процесс изнашивания, так как они не в полной мере учитывают параметры качества ее поверхности, особенно физико-механические.

3. Среди методов получения внутренней резьбы для повышения износостойкости винтовой поверхности ходовых гаек скольжения относительно разработана и используется только режуще-деформирующая обработка, экономически целесообразная не для всех функциональных типов винтовых механизмов. Отсутствует методология выбора методов обработки для повышения износостойкости винтовых поверхностей ходовых гаек скольжения.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Цуканов, Иван Юрьевич, 2013 год

Список литературы

1. Аверченков В.И., Федоров В.П., Хейфец M.JL Основы математического моделирования технических систем: учебное пособие. М.: Изд-во «Флинта», 2011.272 с.

2. Александров В.А., Петрова Л.Г., Лохова Т.П., Шестопалова Л.П. Разработка комплекса методов исследования структуры и свойств упрочненных материалов и поверхностных слоев//Упрочняющие технологии и покрытия. 2007. № 4(28). С 44-56.

3. Афонин А.Н. Повышение эффективности накатывания резьб. Автореф. на соиск. учен. степ. д-р. техн. наук, Орел 2010, 31 с.

4. Афонин А.Н., Киричек A.B. Схемы деформирования при накатывании резьб // Известия ОрелГТУ. Серия «Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии». 2009. № 6/278(577). С. 39-42.

5. Баранчиков В.И. [и др.] Прогрессивные режущие инструменты и режимы резания металлов: Справочник; под. общ. ред. В.И. Баранчикова. М.: Машиностроение, 1990. 400с.

6. Беляев В.Г. Конструирование механизмов винт-гайка // Станки и инструмент. 1978. с. 16-19.

7. Биргер И.А., Иосилевич Г.Б. Резьбовые и фланцевые соединения. - М.: Машиностроение, 1990. - 364 с.

8. Бобров В.Ф. Многопроходное нарезание крепежных резьб резцом. М.: Машиностроение, 1982. 104 с.

9. Браславский В.М. Технология обкатки крупных деталей роликами. М.: Машиностроение, 1975. 160 с.

10. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике для

инженеров и учащихся втузов. 13 изд., испр. М.: Наука, Гл. ред. физ.-мат. лит.,

1986. 544 с.

10. Буше H.A. Трение, износ и усталость в машинах. М.: Транспорт, 1987. 223 с.

11. Волошин Н.П., Попов В.Я., Тартаковский И.Б. Капитальный ремонт быстроходных дизелей. М.: Машиностроение, 1971. 480 с.

12. Гаркунов Д.Н. Триботехника. М.: Машиностроение, 1989. 327 с.

13. Гаркунов Д.Н. Триботехника: пособие для конструктора. М.: Машиностроение, 1999. 336 с.

14. Гаркунов Д.Н., Триботехника. Износ и безызносность. М.: Изд-во МСХА. 2001.616 с.

15. Горячева И.Г. Механика фрикционного взаимодействия. - М.: «Наука», 2001.478с.

16. Трибология. Физические основы, механика и технические приложения: Учебник для вузов/И.И. Беркович, Д.Г. Громаковский; Под ред. Д.Г. Громаковского. Самара.: Самар. гос. техн. ун-т., 2000. 268 с.

17. Грудов A.A., Комаров П.Н. Высокопроизводительный резьбообразующий инструмент. М.:НИИмаш, 1980. 64 с.

18. Гуров Р.В. Проектирование технологии отделочно-упрочняющей обработки поверхностным пластическим деформированием деталей машин с учетом их функционального назначения. Автореф. на соиск. учен. степ. д-р. техн. наук, Брянск 2012, 32 с.

19. Дарковский Ю.В., Прокофьев А.Н., Руденков Г.Г. Электромеханическая обработка ходовых винтов // Качество машин: Сб. тр. междун. науч.-техн. конф. Брянск, БГТУ, 2001. С.225-227.

20. Дель Г.Д. Определение напряжений в пластической области по распределению твердости. М.: Машиностроение, 1979. 144 с.

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

22. Джонсон К. Механика контактного взаимодействия: пер. с англ. - М.: Мир, 1989. 510 с.

23. Дидусев Б. А., Чукмачев С. Ф., Трушин А. В. Распределение нагрузки по виткам гайки грузового и ходового винта с учетом износа резьбы // Машиноведение. 1966. № 6, с. 102-107.

24. Дидусев Б.А. Некоторые вопросы работы винтовых передач с трением скольжения.: Диссертация на соиск. учен. степ. канд. техн. наук.-Днепропетровск, 1966, 148 с.

25. Дингельдей Ф. Сборник упражнений и практических задач по интегральному исчислению. М.: Государственное технико-теоретическое изд-во., 1932. 389 с.

26. Долотин А.И. Технологическое обеспечение качества винтовых поверхностей деталей уплотненным шлифовальным материалом. Автореф. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук, Пенза 2010, 23 с.

27. Дрозд М.С., Матлин М.М., Сидякин Ю.И. Инженерные расчеты упругопластической контактной деформации. М.: Машиностроение, 1986. 224 с.

28. Дроздов Ю.Н., Когаев В.П. Прочность и износостойкость деталей машин: Учеб. пособие для машиностр. спец. вузов. М.: Высш. шк., 1991. 319 с.

29. Жуковский Н. Е. Распределение давлений между витками. Полное собр. соч. М.: ОНТИ, 1937. т.8. с.97.

30. Изнаиров О.Б. Разработка эффективных методов компенсации технологических погрешностей обработки винтовых поверхностей винта и гайки с целью обеспечения рациональных геометрических параметров винтовых передач. Автореф. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук, Саратов, 2007, 25 с.

31. Инженерия поверхности деталей / Колл. авт.; под. ред. А.Г. Суслова. М.: Машиностроение. 2008. 320 с.

32. Камке Э. Справочник по обыкновенным дифференциальным уравнениям. : пер. с нем. 6-е изд., стереотип . СПб.: Лань, 2003 . 576 с.

33. Качество машин. Справочник. В 2 т. Т1/А. Г. Суслов, Э. Д. Браун, Н. А. Виткевич и др. М: Машиностроение, 1995. 256с.

34. Качество машин. Справочник. В 2 т. Т2/А. Г. Суслов, Ю. Г. Гуляев, А. М. Дальский и др. М: Машиностроение, 1995. 430с.

35. Киричек A.B., Афонин А.Н. Исследование напряженно деформированного состояния резьбонакатного инструмента и заготовки методом конечных элементов // СТИН. 2007, №7. С. 21-25.

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

37. Киричек A.B., Кульков И.Б. Исследование динамики образования ходовых резьб винтовых передач пластическим деформированием. // Теория реальных передач зацеплением; Материалы VI Междунар. симпоз. - Курган КГУ, 1997 4.1. С127-131

38. Кирьянов Д.В. MathCAD 13. Самоучитель. СПб.: Бхв-Петербург, 2006, 528 с.

39. Клячкин H.JI. К решению задачи о распределении давления по виткам резьбы. Вестник машиностроения, 1964 № 5, с. 38-40.

40. Когаев В.П., Махутов H.A., Гусенков А.П. Расчеты деталей машин и конструкций на прочность и долговечность: справочник. М.: Машиностроение, 1985. 224 с.

41. Комбалов B.C. Влияние шероховатости твердых тел на трение и износ. М.: Наука. 1974.-102с.

42. Конструкционные материалы: справочник/ Б.Н. Арзамасов, В.А. Брострем, H.A. Буше и др.; Под общ. ред. Б.Н. Арзамасова. М.: Машиностроение, 1990. 688 с.

43. Коробко И.Г., Спирин А.П. Влияние угла профиля на момент трения и напряжения в паре винт-гайка // Труды Горьковского политехнического института. 1971, вып.27. с. 38-41.

44. Косарев Д.В. Повышение точности формообразования внутренних резьб фрезами с твердосплавными пластинами при планетарном движении инструмента. Автореф. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук, Москва, 2010, 22 с.

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

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

47. Крагельский И.В., Проников А.С, Рыжов Э.В, и др. Расчетные методы оценки трения и износа. Приокское книжное издательство, Брянское отделение, Брянск, 1975. 233с.

48. Кроха В.А. Кривые упрочнения металлов при холодной деформации. М.: Машиностроение, 1968. 131 с.

49. Кужаров A.C., Оншцук Н.Ю. Металлоплакирующие смазочные материалы// Сб. Долговечность трущихся деталей машин. Вып. 3. 1988 С. 96-143.

50. Курапов П.А. Повышение триботехнических показателей подвижных сопряжений с использованием явления избирательного переноса. Диссертация на соиск. учен. степ. канд. техн. наук. Москва, 1983. 273 с.

51. Курапов П.А., Логинов А.Р. Стенд для испытаний на износ передачи винт-гайка, В кн.: Расчетно-экспериментальные методы оценки трения ИИ износа. М.: Наука, 1980

52. Лапинский М.Ю. Нарезание резьбы метчиками-протяжками. Руководящие материалы. М.: Минстанкопром, ВНИИ, 1967.

53. Левина З.М., Решетов Д.М. Контактная жесткость машин. М.: Машиностроение, 1971. 264 с.

54. Лексиков В.П., Прокофьев А.Н. Износ винтов резьбовых соединений в зависимости от метода обработки // Вестник Брянского государственного технического университета. 2006. №2. С.83-84.

55. Макаров P.A., Ренский Л.Б. и др. Тензометрия в машиностроении. М.: Машиностроение, 1975. - 288 с.

56. Максак В.И., Черепанов Д.Н., Цхай Э.Б. Распределение нагрузки в винтовом соединении с учетом шероховатости поверхности витков // Вестник ТГАСУ. 2012. № 1. С 94-99.

57. Махкамов К.Х. Расчет износостойкости машин. Учебное пособие. Ташкент.: ТашГТУ, 2002. 144 с.

58. Маленко П.И. Температурные поля и эксплуатационные свойства пар трения скольжения со смазочным материалом/ П.И. Маленко, В.К. Зеленко, Д.М. Левин; под ред. Ю.Н. Дроздова. М.: Машиностроение 2011. 239 с.

59. Мальков О.В, Литвиненко A.B. Выбор наружного диаметра резьбовой части сверлорезьбофрезы // Вестник МГТУ. Машиностроение. 1997. №3. С. 78-84.

60. Мамонов A.B., Петрушенко В.А. Электромеханическая обработка резьбовых поверхностей // Автомобильная промышленность, 2005. №8. С. 30-31.

61. Мамонов A.B. Совершенствование технологии изготовления трапецеидальной резьбы винтов грузоподъемных механизмов на основе ЭМО. Автореф. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук, Пенза 2006, 27 с.

62. Менг В. В., Стрижак В. И. Влияние схемы нагружения на распределение нагрузки по виткам резьбы // Известия Вузов машиностроения. №10. с. 37-40.

63. Меньшаков В.М., Урлапов Т.П., Середа B.C. Бесстружечные метчики. М.: Машиностроение. 1976. 167 с.

64. Методика расчетной оценки износостойкости поверхностей трения деталей машин. И.В. Крагельский, Г.М. Харач, A.B. Блюмен, М.В. Семенова, А.О. Шейвехман, Д.Г. Эфрос. М.: Издательство стандартов, 1979. 100 с.

65. Никифоров А. Д. Точность и технология изготовления метрических резьб: учеб. пособие. М.: Высш. шк., 1963. 180 с.

66. Нормали станкостроения. М.: Центральное бюро технической информации, 1958, 319 с.

67. Павлов В.Г., Кочергин В.И., Попов П.М., Ляшко Ф.Е. Анализ проектно-технологических процедур и стендового оборудования для проведения ресурсных испытаний механических приводов самолета // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2010 т. 12. №4(2). С 419-432.

68. Пат. 2373017 РФ, МПК В21НЗ/08, B23G7/02. Инструмент для накатки внутренней резьбы/ Гречишников В. А., Косарев В. А., Смирнова А. А., Косарев Д. В.

69. Повышение точности шага резьбы ходовых винтов при многониточном резьбошлифовании / A.B. Якимов, В.П. Ларшин, В.Ф. Соколов и др. // Вестн. машиностроения. 1989. № 8.

70. Подскребко М.Д. Сопротивление материалов. Основы теории упругости, пластичности, ползучести и механики разрушения: учеб. пособие. Минск.: Выш. шк., 2009. 670с.

71. Поперечно-винтовая прокатка изделий с винтовой поверхностью. Васильченков М.В., Волков М.М., М: Машиностроение, 1968. 142с.

72. Прокофьев А.Н. Технологическое обеспечение и повышение качества резьбовых соединений. Автореф. на соиск. учен. степ. д-р. техн. наук, Брянск 2008, 33 с.

73. Проников A.C. Надежность машин. М.: Машиностроение, 1978. 591 с.

74. Резьбы. Сборник стандартов. М.: Изд. Стандартов, 1985. 359с.

75. Рыжов Э.В. и др. Раскатывание резьб. М.: Машиностроение, 1974 г., 122 с.

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

77. Сайкин С.А. Повышение эффективности фрезерования внутренней резьбы в деталях из труднообрабатываемых материалов. Автореф. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук, Рыбинск, 2009. 16 с.

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

79. Справочник технолога - машиностроителя. В 2-х т./ Под ред. А. М. Дальского, А. Г. Косиловой, Р. К. Мещерякова, А. Г. Суслова. 5-е издание, перераб. и доп. М.Машиностроение-1, 2001. ТІ - 912с, Т2 - 943 с.

80. Суслов А.Г. Качество поверхностного слоя деталей машин, М.: Машиностроение. 2000.-318с.

81. Суслов А.Г. Методология разработки новых наукоёмких технологических методов обработки рабочих поверхностей деталей машин // Наукоёмкие технологии в машиностроении. 2011. № 1. С 4-7.

82. Суслов А.Г., Дальский A.M. Научные основы технологии машиностроения. М.: Машиностроение, 2002. 684 с.

83. Суслов А.Г. Обеспечение конкурентоспособности и качества изделий машиностроения // Наукоёмкие технологии в машиностроении. 2013. № 4. С 3-6.

84. Технологическое обеспечение эксплуатационных свойств деталей машин/ Э.В. Рыжов, А.Г. Суслов, В.П. Федоров, М.: Машиностроение, 1979. 176с.

85. Технология машиностроения. Методы обработки резьб: учеб. Пособие -М: Форум, 2007. 104 с.

86. Трение, изнашивание, смазка: Справочник. Кн. 1. Под ред. И. В. Крагельского, В. В. Алисина. М.: Машиностроение, 1978, с.45-81.

87. Турпаев А.И. Винтовые механизмы и передачи М.: Машиностроение. 1982. 223с.

88. Цуканов И.Ю. Моделирование упрочняющей обработки резьб ходовых гаек пластическим деформированием по предварительно нарезаемым канавкам // Наукоёмкие технологии в машиностроении. 2012. № 11. С 34-38.

89. Шульц В.В. Форма естественного износа деталей машин и инструмента. Д.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1990. - 208 с.

90. Якухин В.Г., Ставров В.А. Изготовление резьбы. Справочник. М.: Машиностроение, 1989.192с.

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

92. 3D FEM Simulation of Thread Rolling: 2nd Report, Effect of Working Conditions on Thread Rolling / S. Maruyama, K. Yamaguchi, N. Takakura, T. Ilzuka // Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers, 2006, №72(720). Pp. 310-315.

93. Domblesky J P., Feng F. Two-dimensional and three-dimensional finite

element models of external thread rolling // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers Part B-Journal of Engineering Manufacture, v 216 n 4 2002.-p 507-517.

94. THK general catalog/ technical descriptions of the products. Lead screw nut, 2007. 1000p.

95. Tribology in machine design, T.A. Stolarski, Butterworth-Heinemann, 1990, 298p.

96. Vahid-Araghi O., Golnaraghi F. Friction-Induced Vibration in Lead Screw Drives. Springer Science + Business Media, 2011. 214 p.

97. Электронный ресурс.: www.roton.com

98. Электронный ресурс.: www.electroprivod.ru

99. Электронный ресурс.: www.sandvik.coromant.com

100. Электронный ресурс.: www.antrieb.ru

101. Электронный ресурс.: www.bahr.ru