|
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
80
15.04.05.2018.582.00 ПЗ
Выводы по разделу три
На основе программного комплекса ANSYS смоделирован процесс
формообразования отверстий с отбортовками. Показано, что образование верхней
и нижней отбортовки происходит за счёт течения металла в зависимости от
толщины заготовки. При толщине заготовки 0,8 мм; 1.0 мм и 1,2 мм верхняя
отбортовка не образуется.
1 Установлено, что смоделированные формы отбортовок отверстий
тонколистовых заготовок толщиной 1,5 мм и 2,0 мм качественно совпадают с
экспериментальными.
2 При внедрении пуансона в заготовку толщиной 0,8 мм до разрыва
нижней поверхности заготовки механизм формообразования отбортовки
отверстия такой же, как и при внедрении пуансона в заготовку толщиной 2,0 мм.
Однако, после разрыва нижней поверхности, вследствие изгиба заготовки под
действием осевой силы, весь деформируемый металл отверстия перемещается
вниз с образованием только нижней отбортовки отверстия.
3 Расчёты форм полей деформаций, напряжений и температур, отражают
качественную картину образования отбортовок отверстия, вследствие
пластического деформирования металла заготовки.
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
81
15.04.05.2018.582.00 ПЗ
4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ
ТОЧНОСТНЫХ
И
ПРОЧНОСТНЫХ
ХАРАКТЕРИСТИК ПОЛУЧЕННЫХ ОТВЕРСТИЙ С ОТБОРТОВКАМИ
В данной главе произведен расчет прочности резьбового соединения на
срез, который был проверен экспериментально, определены параметры
шероховатости и точность размеров отверстий для применения данного способа
на практике.
4.1 Расчет прочности резьбового соединения на срез
Основными параметрами, определяющими эффективность изготовления
резьбовых соединений в тонколистовых заготовках вращающимся пуансоном,
являются геометрические размеры отбортовок отверстий, длина свинчивания и
прочность резьбового соединения на срез [29, 32]. В главе рассматриваются
взаимосвязи геометрических параметров отверстий с отбортовками с длиной
свинчивания и прочностью резьбовых соединений на срез.
Полученные данные о форме (см. главу 2) и геометрических размерах
отверстий с отбортовками (см. табл. 2.8) позволяют определить длину
свинчивания L
св
.
При определении длины свинчивания в отверстии,
образованным вращающимся пуансоном, необходимо учитывать, что она
эффективна на 75% от общей высоты нижней отбортовки ( h
эф
=0,75 h
1
) из-за
рваных краев, образованных вследствие деформации заготовки при прохождении
цилиндрической части инструмента через эту область (рисунок 4.1).
Рисунок 4.1 – Эффективная длина свинчивания
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
82
15.04.05.2018.582.00 ПЗ
Разрушение резьбовых соединений (при статических и переменных
нагрузках) происходит, как правило, из-за среза витков резьбы, а так же из-за
разрушения болтов и шпилек по сечению. При недостаточной длине свинчивания
происходит разрушение витков резьбы в результате среза. Витки срезаются
обычно по наружному диаметру резьбы болта или внутреннему диаметру гайки
(рисунок 4.2). Сила, вызывающая срез витков резьбы гайки определяется по
формуле 4.1 [1]:
F
ср
= π·d · L
св
·К
г
· К
м
· τ
в.г
, (4.1)
где d – внутренний диаметр резьбы гайки, мм;
К
г
– коэффициент полноты резьбы, характеризующий длину контакта
(перекрытие) витков резьбы болта и гайки. Для метрической резьбы К
г
= 0,8 [6];
К
м
– коэффициент учитывающий неравномерность деформирования витков по
высоте гайки при наличии пластической деформации, К
м
= 0,75 [6];
τ
в.г
– предел прочности на срез, МПа. Сталь 3сп τ
в.г
= 260 МПа [6].
Рисунок 4.2 – Схема разрушения витка резьбы в результате среза:
1 – болт; 2 – гайка; 3 – линия разрушения резьбы [6]
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
83
15.04.05.2018.582.00 ПЗ
В таблице 4.1 представлены результаты расчета длины свинчивания и
теоретической нагрузки, при которой будет происходить срез резьбового
соединения, для отверстий, образованных в заготовках различной толщины при
различном значении подачи.
Таблица 4.1 – Сводная таблица результатов расчета предельной нагрузки и длины
свинчивания резьбового соединения
Толщина листа, мм
Подача, мм/об
h
в
, мм
h
н
, мм
L
св
, мм
F
ср
, Н
0,8
0,10
0,0000
1,7538
2,5538
1532,25
0,8
0,14
0,1507
1,5900
2,5407
1524,43
1,0
0,10
0,3268
1,3219
2,6486
1589,18
1,0
0,14
0,3338
1,7088
3,0425
1825,50
1,0
0,20
0,0100
1,8544
2,8644
1718,63
1,2
0,10
0,4856
2,5850
4,2706
2562,38
1,2
0,14
0,0000
1,6494
2,8494
1709,63
1,2
0,20
0,2231
1,4725
2,8956
1737,38
1,2
0,28
0,1131
1,3863
2,6994
1619,63
1,5
0,10
0,5550
2,2475
4,3025
2581,50
1,5
0,20
0,6644
1,9681
4,1325
2479,50
1,5
0,28
0,2788
1,8894
3,6681
2200,88
1,5
0,40
0,0000
1,6125
3,1125
1867,50
2,0
0,10
1,1338
2,4650
5,5988
3359,25
2,0
0,20
0,9913
2,0342
5,0254
3015,25
2,0
0,40
0,9188
2,2775
5,1963
3117,75
2,0
0,56
0,6531
1,6169
4,2700
2562,00
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
84
15.04.05.2018.582.00 ПЗ
По результатам расчета, приведенным в таблице 4.1, построен график
зависимости силы, вызывающей срез витков от подачи при различных значениях
толщины f заготовки (рисунок 4.3).
Из таблицы и построенных графических зависимостей можно сделать
вывод, что с увеличением подачи снижается предельная нагрузка, при которой
резьбовое соединение сохраняет работоспособность.
Рисунок 4.3 – График зависимости предельной нагрузки ( F
ср
), Н от подачи
( S), мм/об при различных толщинах f заготовок
4.2 Проверка фактической прочности резьбового соединения на срез
Для проверки прочности полученной резьбы на срез применялась
электромеханическая универсальная испытательная машина INSTRON 5882
(рисунок 4.4). Эти машины предназначены для проведения испытаний на
растяжение, сжатие, изгиб, сдвиг и расслоение образцов из металлов, пластмасс,
резины, текстиля, древесины, пленки, бумаги и различных композиционных
материалов. Технические характеристики машины Instron 5882 приведены в
таблице 4.2.
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
0,1
0,14
0,2
0,28
0,4
0,56
Do'stlaringiz bilan baham: |
