Моделирование напряженно-деформированного состояния втулок после обработки реверсивным дорнованием

Объектом исследования является процесс дорнования.
В первом главе представлен анализ проблемы обработки точных глубоких отверстий малого диаметра. Показаны схемы процесса дорнования, виды инструментов, описаны формирующиеся остаточные напряжения и деформация заготовки при дорновании.
Во втором главе приведено описание модели в программном комплексе ANSYS для моделирования процесса дорнования в реверсивном и нереверсивном режимах.
В третьем главе представлены результаты экспериментальных исследований технологических возможностей реверсивного метода дорнования в сравнении с нереверсивным методом.
В заключении изложены выводы о проделанной работе и определено направление дальнейших исследований.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ ………………………………………………………………………… 1
1.1. Общая характеристика работы………………………………………………………….. 1
1.2. Схема процесса дорнования ……………………………………………………………… 3
1.3. Схема инструмент ……………………………………………………………………………. 7
1.4. Область применения ………………………………………………………………………… 9
1.5. Недостатки и преимущества процесса дорнования …………………………. 12
1.6. Остаточные напряжения при дорновании ……………………………………….. 14
1.7. Образование наплывов металла на торцах полых толстостенных
цилиндров ……………………………………………………………………………………………. 15
1.8. Точность наружных и внутренних поверхностей …………………………….. 17
1.9. Цель и Задача …………………………………………………………………………………. 18
2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ ……………………………………………………….. 19
2.1. Описание моделей по ANSYS ………………………………………………………… 19
3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ …………………………………………………….. 35
3.1. Исследовать остаточные напряжения во втулках после обработки
реверсивным и нереверсивным методами дорнования. ………………………….. 35
3.1.1. Эпюры остаточных напряжений( , , ) на входном торце……… 36
3.1.2. Выводы о остаточных напряжений( , , ) на входном торце.. 39
3.1.3. Эпюры остаточных напряжений( , , ) на среди торце …………. 40
3.1.4. Вывод о остаточных напряжений( , , ) на среди торце………… 43
3.1.5. Эпюры остаточных напряжений( , , ) на выходном торце …… 44
3.1.6. Выводы и обсуждение об остаточных напряжений ( , , ) у
выходного торца …………………………………………………………………………………… 47
3.1.7. Неравномерность распределения окружных остаточных
напряжений σθ вдоль оси отверстия ……………………………………………………… 48
3.1.8. Выводы о неравномерности распределения окружных остаточных
напряжений σθ вдоль оси отверстия ……………………………………………………… 48
3.2. Исследовать форму заготовки после дорнования …………………………….. 51
3.2.1. Погрешности формы отверстий после дорнования ……………………….. 53
3.2.2. Погрешности наружного диаметра заготовки после дорнования …… 56
3.2.3. Выводы о погрешностях формы отверстий и наружных поверхностей
после дорнования …………………………………………………………………………………. 58
3.3. Исследовать высота наплыв заготовки после дорнования………………… 59
3.3.1. Наплывы металла на верхнем и нижнем торцах……………………………. 60
3.4. Вывод о величине наплывов металла на торцах втулок после
дорнования …………………………………………………………………………………………… 64
Заключение…………………………………………………………………………………………… 65
4. РАЗДЕЛА «ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ,
РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ» ……………….. 66
4.1.Оценка коммерческого потенциала и перспективности проведения
исследований с позиции ресурсоэффективности и ресурсосбережения . 68
4.1.1. Анализ конкурентных технических решений ……………………………….. 68
4.1.2. SWOT-анализ ………………………………………………………………………………. 69
4.2. Планирование научно-исследовательских работ ……………………………… 74
4.2.1. Структура работ в рамках научного исследования ……………………….. 74
4.2.2. Определение трудоемкости выполнения работ и разработка графика
проведения …………………………………………………………………………………………… 76
4.3. Бюджет научно-технического исследования ……………………………………. 80
4.3.1. Расчет материальных затрат научно-технического исследования …. 80
4.3.2. Расчет амортизации специального оборудования …………………………. 81
4.3.3. Основная заработная плата исполнителей темы …………………………… 83
4.3.4. Дополнительная заработная плата исполнителей темы…………………. 85
4.3.5. Отчисления во внебюджетные фонды (страховые отчисления) …….. 85
4.3.6. Накладные расходы …………………………………………………………………….. 86
4.3.7. Бюджетная стоимость НИР ………………………………………………………….. 86
4.4. Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой,
бюджетной, социальной и экономической эффективности исследования .. 88
4.4.1. Интегральный показатель финансовой эффективности ………………… 88
4.4.2. Интегральный показатель ресурсоэффективности ………………………… 89
4.4.3. Интегральный показатель эффективности вариантов исполнения
разработки ……………………………………………………………………………………………. 90
Выводы по разделу ……………………………………………………………………………….. 91
5. РАЗДЕЛ «СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ» …………………………… 93
Введение ………………………………………………………………………………………………. 94
5.1. Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности
труда …………………………………………………………………………………………………….. 95
5.2. Профессиональная социальная безопасность ………………………………….. 96
5.2.1. Выявленных вредных факторов проектируемой производственной
среды ……………………………………………………………………………………………………. 96
5.2.2. Анализ показателей микроклимата ………………………………………………. 97
5.2.3. Анализ уровня шума ……………………………………………………………………. 98
5.2.4. Анализ освещенности рабочей зоны…………………………………………… 100
5.2.5. Анализ электробезопасности ……………………………………………………… 104
5.3. Экологическая безопасность…………………………………………………………. 106
5.4. Защита в чрезвычайных ситуациях (ЧС) ……………………………………….. 107
5.5. Анализ пожарной безопасности ……………………………………………………. 108
Заключение…………………………………………………………………………………………. 112
Список литературы …………………………………………………………………………….. 114
Список используемых источников ………………………………………………………. 115
6. Hole Cold Expansion Technique…………………………………………………………. 116
6.1. Introduction …………………………………………………………………………………… 116
6.2. Development of hole extrusion technology ……………………………………….. 117
6.2.1. Direct mandrel extrusion………………………………………………………………. 117
6.2.2. Split sleeve cold expansion …………………………………………………………… 118
6.2.3. Ball cold expansion ……………………………………………………………………… 119
6.3. Application field…………………………………………………………………………….. 120
6.4. Factors affecting hole extrusion process ……………………………………………. 121
6.4.1. Extruded size ………………………………………………………………………………. 121
6.4.2. Aperture ratio ……………………………………………………………………………… 122
6.4.3. Hole initial geometry……………………………………………………………………. 123
6.4.4. Extrusion speed …………………………………………………………………………… 124
6.5. Conclusions …………………………………………………………………………………… 126
6.6. References …………………………………………………………………………………….. 127

В разделе производственная безопасность был дан анализ безопасности,

рассмотрены вредные и опасные факторы, которые могут возникать на рабочем

месте. Аудитория, в которой проводилась работа соответствует нормам

безопасности. Для обеспечения безопасности при производстве проводятся

мероприятия:

– постоянный контроль за состоянием воздушной среды

производственных;

– регулярные медицинские осмотры;

– соблюдение требований безопасности труда к освещенности помещения,

отоплению, вентиляции (система вытяжной вентиляции), кондиционированию

воздуха;

– доступ к системе водоснабжения, сан.узлу;

– регламентированные перерывы в работе на обед и на отдых;

– оборудованное помещение для отдыха работников, оснащенное

необходимой мебелью (стулья, кресла, столы);

-доступ к питьевой воде.

В подразделе экологическая безопасность рассмотрен характер

воздействия проектируемого решения на окружающую среду, указаны опасные

и вредные производственные факторы, а также методы борьбы с ними. Для
устранения бытовых отходов раздельные контейнеры, предложен способ

утилизации люминесцентных ламп.

В подразделе безопасность в чрезвычайных ситуациях приведены

возможные ЧС на рабочем месте, предусмотрены мероприятия по устойчивости

работы.

1. ГОСТ 12.4.154-85 “ССБТ. Устройства, экранирующие для защиты от