Определение усилий, необходимых для выполнения сборочных операций, страница 3

Чтобы правильно выбрать пресс при выполнении продольно-прессового соединения, необходимо рассчитать усилие запрессовки

Рзап = f p d L, где f - коэффициент трения при запрессовке; р - нормальное давление на поверхности контакта, Мпа; d, L - параметры соединения, мм.

Нормальное давление на поверхности контакта определяют по формуле:

где  С₁ и С₂ - коэффициенты, зависящие от параметров сопрягаемых деталей

С₁ = ( d² + d²_отв ) / ( d² - d²_отв  ) - m₁,

C₂ = ( D² + d² ) / ( D² - d² )  - m₂, где d, d_отв и D - параметры сопрягаемых деталей (см. рис.81); m₁, m₂ - коэффициенты Пуассона; Е₁, Е₂ - модули упругости материалов сопрягаемых деталей (см. табл.10). Если охватываемая деталь выполнена в виде сплошного вала, d_отв = 0, если охватывающая деталь имеет форму плиты, то d/D = 0.

,                                  Таблица 10

Значения модулей упругости и коэффициентов Пуассона

для некоторых машиностроительных материалов

Коэффициент трения зависит от материала деталей, шероховатости сопрягаемых поверхностей, удельного давления, а также наличия и вида смазки. Рекомендуемые значения коэффициента трения для ряда материалов: сталь 0,01...0,22, чугун 0,06...0,14, магниево-алюминиевые сплавы 0,02...0,08, латунь 0,05...0,11, пластмассы 0,4...0,5.

Усилие пресса выбирают по усилию запрессовки:

Рпр = (1,5...2) Рзап.

Прочность соединения характеризуется силой выпрессовки, которая на 10...15% больше силы запрессовки.

Прочность продольно-прессового соединения в значительной мере определяется скоростью его выполнения. Наибольшая прочность достигается при скоростях V < 3 мм/с. Не менее важным фактором, определяющим значение и стабильность силы запрессовки, является угол перекоса a сопрягаемых поверхностей, который не должен превышать 30¢. Для этого необходимо при запрессовке создать оптимальные углы на торцах сопрягаемых поверхностей. Угол j не должен превышать 5...10°, а угол g - 20...30°. При значении j = 5...10° сила запрессовки уменьшается при росте прочности соединения вследствие изменения характера упругопластических деформаций. Для лучшего центрирования поверхностей необходимо делать заходные пояски (2...3 мм) или расточки по посадке с зазором.

При сборке продольно-прессовых соединений происходит изменение размеров собираемых деталей, что необходимо учитывать, если указанные размеры ограничены допусками. Наружный диаметр D охватывающей детали увеличивается на величину d₁=2pd²D10³/E₁(D²-d²); внутренний диаметр d_отв охватываемой детали уменьшается на d₂=2pd²d_отв10³/E₂(d²-d²_отв).

Усилия при закреплении соединений

путем местного пластического деформирования

В отличие от соединений, где детали подвергаются пластическому деформированию полностью или в значительной мере, широко распространены соединения, в которых такому деформированию подвергаются лишь небольшие участки соединяемых деталей. Местная пластическая деформация образуется с помощью усилия, развиваемого прессом. В качестве инструмента применяются пуансоны различной формы, шарики, ролики, специальные оправки (раскатки). Технологическое усилие в каждом конкретном случае зависит от конструктивных особенностей соединения.

Осадка конца трубы с целью образования бурта, утопленного в конической части отверстия, выполняется в два приема. Первый - нажим плоским пуансоном, в результате чего выступающий конец трубы становится бочкообразным. Второй - нажим коническим пуансоном, придающим концу трубы законченную форму.

Усилие осадки в этом случае определяется из выражения

где k_ос - коэффициент (для медных трубок 4,5, для стальных 5,5); d₁ и d₀ - соответственно наружный и внутренний диаметр трубки , мм; D₁ - диаметр развальцованного торца трубки, мм; s_s - предел текучести материала трубки, кгс/мм².