Анотація до роботи:

Лясота О.М. Технологічне забезпечення виробництва широкосмугових профільних гвинтових заготовок – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.02.08 - технологія машинобудування. - Тернопільський державний технічний університет імені Івана Пулюя. - Тернопіль, 2008.

Робота присвячена питанням підвищення ефективності формоутворення широкосмугових профільних гвинтових заготовок шляхом розроблення раціональних технологічних процесів і методики автоматизованого проектування оснащення для їх виготовлення. Запропоновано класифікацію гвинтових заготовок. Розроблено математичний опис геометрії РКГП. Розроблено технологічний процес виготовлення широкосмугових профільних гвинтових заготовок з дослідженням енергосилових параметрів. Встановлено аналітичні залежності з визначення параметрів інструментів для формоутворення таких заготовок. Досліджено процес формоутворення широкосмугових профільних гвинтових заготовок.

Отримані результати, які пройшли експериментальну перевірку та промислову апробацію, дали змогу запровадити нові конструкції технологічного устаткування та спорядження, технологічні схеми та методи їх розрахунку, що розширило техніко-експлуатаційні можливості запропонованих ресурсоощадних процесів.

1. У дисертації наведено теоретичне узагальнення та нове вирішення науково-практичної задачі, що виявляється в розробленні науково-практичних рекомендацій для проектування технологічних процесів виготовлення ШПГЗ на основі ресурсоощадних технологій за рахунок удосконалення математичних і створення комп’ютерних моделей гвинтових заготовок, моделювання й дослідження зв’язків між технологічними процесами та конструктивно-технологічними характеристиками цих заготовок, розроблення й реалізації багатоваріантної структури технологічних процесів виготовлення ШПГЗ різної складності та широкої номенклатури та типорозмірів, що дозволяє розширити технологічні можливості процесу виготовлення ШПГЗ і, в результаті, забезпечує зменшення матеріальних вкладень у виробництво, спрощення адаптації виробництва до можливостей комп’ютерних технологій, розширення номенклатури й діапазону геометричних параметрів ШПГЗ, а також зменшення матеріаломісткості та працемісткості технологічних процесів виготовлення ШПГЗ.

2. Вперше розроблено та реалізовано багатоваріантну структуру технологічних процесів виготовлення навивних та гофрованих гвинтових заготовок різної складності, широкої номенклатури та типорозмірів, які характеризуються мінімальним внутрішнім радіусом витка r[0;500]; відношенням висоти витка до його товщини (питомою висотою) від 5 од., кутом нахилу гвинтової лінії в межах 4 - 85, коефіцієнтом кроку витка 0,1 - 0,75 од., коефіцієнтом технологічної складності виготовлення 0,1 - 0,65, коефіцієнтом використання матеріалу 75 - 95 %. Рівень технологічності за матеріаломісткісткістю та відносна стійкість профілю ГЗ, порівняно з штампозварними заготовками, складає відповідно 0,25 - 1,0 і 1,0 - 3,8.

3. Вперше математично змодельовано опис нових типів широкосмугових профільних гвинтових заготовок з рівновісним контуром та виведено аналітичні залежності для визначення геометричних параметрів ШПГЗ на основі урахування конструктивно-технологічних факторів їх формоутворення, виражених у функціональних параметрах кривих розкрою, кінематики формоутворення витків і калібрування на крок. Це дало можливість здійснювати керування конструктивними параметрами ШПГЗ, розробити методику їх проектування, а також визначити раціональними режими формоутворення таких заготовок.

4. Вперше на основі запропонованої математичної та створеної комп’ютерної моделі ШПГЗ змодельовано зв’язки між розглянутими технологічними процесами та конструктивно-технологічними характеристиками заготовок, завдяки чому проведено порівняльний аналіз технологічних маршрутів, оцінку стану та перспектив їх вдосконалення, конкретизовано межі їх раціонального використання, що забезпечило можливість адекватного вибору раціональних технічних рішень і дозволило зменшити витрати виробництва в 1,1-1,8 рази.

5. Виведено уточнені залежності для розрахунку енергосилових параметрів виготовлення ШПГЗ, у яких враховано широкий ряд конструктивних параметрів інструменту та особливості його налагодження, на основі чого сформульовано комплекс заходів, що дозволили знизити момент навивання стрічкових заготовок на 8 - 12 %. З метою стабілізації параметрів навивних заготовок обґрунтовано необхідність забезпечення зусилля попереднього радіального підтиску величиною не менше 500Н. За результатами експериментальних досліджень зусиль калібрування на крок проміжних спіралеподібних заготовок доведено перспективність використання ШПГЗ для виготовлення пружних елементів з нелінійними характеристиками (максимальне розходження між результатами теоретичних викладок і експериментів не перевищує 21 %).

6. Розроблено метод кодування різнопрофільних гвинтових заготовок, що дозволило усунути фактор суб’єктивності та розширити дослідницькі можливості проектантів під час вдосконалення та пошуку нових технічних рішень, а також синтезувати перспективні технологічні маршрути та конструкції технологічного спорядження для їх реалізації. Технічна новизна технологічного спорядження захищена 4 деклараційними патентами України на винаходи.

7. Удосконалено методику розрахунку технологічного спорядження на основі урахування конструктивно-технологічних показників формоутворення ШПГЗ дозволила конкретизувати значення необхідних параметрів у бік зменшення габаритних розмірів, а також матеріаломісткості конструкцій до 26 %. Визначено, що для технології дискретного навивання інструментом з перпендикулярними осями інструменту та оправи для спряження 40Н7/f7 ролика з віссю та зусилля згинання стрічки =1400 Н, величини загального діаметра , довжини L ролика та діаметра торцевого спряження ролика з опорою відповідно дорівнюють 120 мм, 51,5 мм, 72,6 мм. Для інструментів з паралельним розміщенням осей інструменту та оправи із не більше 800 Н, зусиллями радіального 350 Н та осьового 150 Н підтисків – =196 мм, L = 43,2 мм.

8. Створено алгоритмічно-програмне забезпечення в системі T-FLEX CAD 3D для автоматизованого проектування технологічних процесів виготовлення ШПГЗ, яке передбачає вибір та синтез схем формоутворення та технологічних маршрутів, проектування заготовок, розрахунок режимів їх формоутворення та проектування технологічного спорядження для їх виробництва, що дозволило скоротити терміни проектування близько на 16 %, а працемісткість проектних робіт – на 25 %. Завдяки використанню розрахунково-аналітичних методів здешевлено вартість виготовлення ШПГЗ на 15%. Технічна новизна розробок для виготовлення ШПГЗ захищена чотирма деклараційними патентами України. Результати досліджень впроваджено на ВАТ “Ковельсільмаш” з річним економічним ефектом 11400 грн. та в навчальний процес.

Публікації автора:

1. Пилипець М.І., Васильків В.В., Лясота О.М. До питання теоретичного дослідження енергосилових параметрів процесів формоутворення навивних заготовок // Вісник Харківського державного технічного університету сільського господарства Мінагрополітики України. – Харків: Вид. відділ ХДТУСГ, 2003. – Вип. 20. – С. 370 - 375. Частка здобувача полягає в аналітичному врахуванні фрикційного впливу підтискних елементів конструкцій технологічного спорядження на загальний баланс енергетичних витрат.

2. Васильків В.В., Радик Д.Л., Лясота О.М. Основи проектування гвинтових заготовок конічної форми з початкових плоских листових заготовок // Вісник Тернопільського державного технічного університету. – Тернопіль: ТДТУ імені Івана Пулюя, 2004. – Т. 9. - С. 66 – 72. Здобувачем запропонована схема калібрування заготовок на крок.

3. Васильків В.В., Лясота О.М. Методика автоматизованого проектування гвинтових заготовок деталей машин з початкових плоских криволінійних листових заготовок // Вісник Харківського державного технічного університету сільського господарства. – Харків: Вид. відділ ХДТУСГ, 2004. – Вип. 23. – С. 80 - 83. Здобувачем запропоновано графічний метод проектування заготовок на основі базових тверджень теорії нарисної геометрії.

4. Радик Д.Л., Васильків В.В.,. Драган А.П, Лясота О.М. До питання аналізу технологічних процесів виробництва різнопрофільних гвинтових заготовок деталей машин // Наукові нотатки. – Луцьк: Ред.-вид. відділ ЛДТУ, 2005. – Вип. 16. – С. 210 - 219. Здобувачем запропоновано характерні ознаки операцій формоутворення заготовок за спеціальними технологіями.

5. Васильків В.В., Радик Д.Л., Лясота О.М. РК-гвинтові профілі та їх особливості // Вісник Харківського державного технічного університету сільського господарства Мінагрополітики України. – Харків: Вид. відділ ХДТУСГ, 2005. – Вип. 42. – С. 149 - 154. Здобувачем запропоновано класифікацію гвинтових профілів з рівновісним контуром і опис їх параметрів.

6. Васильків В.В., Радик Д.Л., Лясота О.М., Кричківський В.Й. Методика кодування гвинтових профілів // Вісник Харківського державного технічного університету сільського господарства Мінагрополітики України. – Харків: Вид. відділ ХДТУСГ, 2005. – Вип. 39. – С. 73 - 79. Здобувачем запропоновано класифікацію гвинтових профілю за особливостями форми розгортки криволінійного перерізу витка, що є еквідістантним до осі заготовки.

7. Радик Д.Л., Васильків В.В., Лясота О.М. До питання розрахунку конструктивних параметрів інструментів для формоутворення гвинтових профілів // Науковий вісник НАУ. – К.: Вид. НАУ, 2005. - № 92. Ч. 2. - C. 270 - 278. Здобувачем запропоновано схеми розміщення формоутворюючих інструментів відносно заготовки.

8. Радик Д.Л., Васильків В.В., Лясота О.М. До питання актуальності дослідження технологічних процесів формоутворення гвинтових заготовок // Вісник Львівського державного аграрного університету. Серія: Агроінженерні дослідження. – Львів: Вид. центр ЛАДУ, 2005. - № 9. – С. 278-283. Здобувачем визначено область застосування гвинтових заготовок.

9. Пилипець М.І., Васильків В.В., Радик Д.Л., Лясота О.М. Класифікація профілів гвинтових заготовок за геометричними формами // Вісник Інженерної академії України. – К: Видавництво МВС України, 2007. – Вип. 1. – С. 88 - 99. Здобувачем запропоновано особливості підсилення міцності витків, форми взаємного розташування елементів гвинтових профілів. Гофрованість профілів витка, напрямки поширення гофрів і їх форми.

10. Лясота О.М. Технологічні процеси виготовлення складно профільних гвинтових заготовок // Матер. Міжнар. наук.-техн. конф. студ., асп. та молодих вчених “Прогрессивные направления развития машино-приборостроительных отраслей и транспорта”. - Том 1. – Севастополь: СевНТУ, 2004. – С. 49 – 50.

11. Васильків В.В., Лясота О.М. Технологічне устаткування для випробувань та досліджень технологічних процесів виготовлення гвинтових заготовок // Матер. 8-ої наук. конф. ТДТУ імені Івана Пулюя. - Тернопіль: ТДТУ імені Івана Пулюя, 2004. – С. 30. Частка здобувача полягає в розробленні спорядження для навивання широкосмугових профільних гвинтових заготовок та проведено експерименти.

12. Гевко І.Б., Лясота О.М. Інструменти для вимірювання конструктивних параметрів шнеків // Матер. 6-ої наук. конф. ТДТУ імені Івана Пулюя. - Тернопіль: ТДТУ імені Івана Пулюя. 2004. – С. 23. Здобувачем запропоновано схему базування деталі при вимірюванні зовнішнього діаметра шнека.

13. Лясота О.М. Вплив параметрів навивання заготовок на мікроструктуру поверхневого шару // Матер. 9-ї наук. конф. ТДТУ імені Івана Пулюя. - Тернопіль: ТДТУ імені Івана Пулюя. - 2005. - С. 146.

14. Лясота О., Радик Д., Васильків В. Способи розкрою листового прокату для виготовлення кулачкових гвинтових заготовок.// Матер. 9-ї наук. конф. ТДТУ імені Івана Пулюя. - Тернопіль: ТДТУ імені Івана Пулюя, 2005. - С. 45. Здобувачем запропоновано способи вирізування контуру плоскої профільної стрічкової заготовки.

15. Лясота О.М. Алгоритм розрахунку розкрою листового прокату для виготовлення складно профільних гвинтових заготовок // Матер. 10-ї наук. конф. ТДТУ імені Івана Пулюя. - Тернопіль: ТДТУ імені Івана Пулюя, 2006. - С. 50.

16. Лясота О.М. Параметризація принципових кінематичних схем формоутворення гвинтових заготовок спеціальних профілів // Матер. 8-ого міжнародного симпозіуму українських інженерів механіків у Львові: тези доп. – Львів: КІНПАТІ ЛТД, 2007 C.103-104.

17. Васильків В.В., Лясота О.М. Нові технологічні процеси виготовлення широкострічкових спіралей шнеків // Матер. 7-ої Всеукраїнської молодіжної науково-технічної конференції “Машинобудування України очима молодих: прогресивні ідеї – наука-виробництво”.- Одеса: НОПУ, 2007 – С. 47-48. Частка здобувача полягає в розроблені штампа для вирізування початкових профільних листових заготовок.

18. Деклараційний патент на винахід №51442А Україна, МКB G01В3/20 Штангеншнекомір / Гевко І.Б., Гупка Б.В., Драган А.П., Лясота О.М.– №2002042595; Заявл. 02.04.02; Опубл.15.11.02; Бюл. № 11. – 8 с.

19. Деклараційний патент на винахід 52272А Україна, МКВ В21D11/06 Контрольний пристрій для заміру конструктивних параметрів шнека / Пилипець М.І, Лясота О.М., Драган А.П., Лещук Р.Я., Гудь В.З .– №2002042593; Заявл. 2.04.2002; Опубл.16.12.2002; Бюл. №.12 - 5с.

20. Деклараційний патент на винахід 51099 А Україна, МКВ В21D11/06 Спосіб формоутворення профільних гвинтових заготовок та верстат для його реалізації / Васильків В.В., Гупка Б.В., Пилипець М.І., Лясота О.М., Гевко І.Б. .– №2002119241; Заявл. 29.12.2001; Опубл. 15.11.2002; Бюл. № 11– 8 с.

21. Деклараційний патент на винахід №43167А, Україна, МКВ F16H33/14. Імпульсна динамічна муфта / Шевчук І.М., Гевко І.Б., Лясота О.М., Комар Р.В. – №2001031848; Заявл. 20.03.2001; Опубл. 15.11.2001; Бюл. № 10.-3 с.