Способ сборки запрессовкой деталей с коническими сопрягаемыми поверхностями

 

Изобретение относится к механосборочному производству, в частности к способу сборки прессовых соединений деталей с коническими поверхностями. Цель изобретения - повышение качества сборки путем увеличения прочности соединения. В отверстие охватывающей детали вставляется вспомогательный конический элемент. На него устанавливается деталь, которая запрессовывается до выпадания конического элемента. Выпадение его при зазоре Δ = (0,02...0,04) R з.д. между торцами собираемых деталей обеспечивает повышенную прочность соединения (R з.д. - наименьший радиус запрессовываемой охватываемой детали). Указанный зазор получается при наличии на коническом элементе фаски высотой H =(1,0...1,2)Δ. После запрессовки нижний торец охватывающей детали срезают до его расположения в одной плоскости с ближайшим торцом запрессованной детали, удаляя концентратор напряжений. Предложена зависимость для выбора величины максимального радиуса вспомогательного элемента. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1579699 А1 (5f)5 В 23 Р 11/02

ГОСУДАРСТ8ЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4441969/31-27 (22) 17,06.88 (46) 23.07.90. Бюл. М 27 (71) Институт сверхтвердых материалов

AH УССР (72) В.И.Левитас, Я.Б.Немировский, В.И.Петренко, А.Б.Немировский, И.Е.Сташкевич, А.В.Идесман, А.И,Геровский, А.А.Удоев, l0.В.Жеребцов, Н.И.Непопушев и А.И.Галенко (53) 658.515 (088,8) (56) Амбарян P,С. Упрочнение внутреннего кольца АВД. Высокие давления в науке и технике, — Тезисы докл. Х! Международной конф. МАРИВД, Киев, 1987, с. 105, (54)СПОСОБ СБОРКИ ЗАПРЕССОВКОЙ ДЕТАЛЕЙ С КОНИЧЕСКИМИ СОПРЯГАЕМ61МИ ПОВЕРХНОСТЯМИ (57) Изобретение относится к механосборочному производству, в частности к способу сборки прессовых соединений деталей с коническими поверхностями. Цель иэобреИзобретение относится к механосборочному производству, к способам сборки прессовых соединений из деталей с коническими сопрягаемыми поверхностями.

Цель изобретения — повышение качества сборки за счет увеличения несущей способности полученного соединения, Поставленная цель достигается путем повышения прочности соединения за счет сохранения необходимой величины натяга на участке с минимальными диаметрами эапрессовываемой детали и отверстия.

На фиг. 1 дана схема эапрессовки, положение деталей в момент ее начала; на фиг. 2 — то же, запрессовываемая деталь и тения — повышение качества сборки путем увеличения прочности соединения. В отверстие охватывающей детали вставляется вспомогательный конический элемент, На него устанавливается деталь, которая запрессовывается до выпадения конического элемента. Выпадение его при зазоре Л=

=-(0,02 ... 0.04) г,д, между торцами собираемых деталей обеспечивает повышенную прочность соединения (r3.ä. — наименьший радиус запрессовываемой охвэтываемой детали), Указанный зазор получается при наличии на коническом элементе фаски высотой h (1,0 ... 1,2) Л. После запрессовки нижний торец охватывающей детали срезаIQT до его расположения в одной плоскости с ближайшим торцом запрессованной детали, удаляя концентратор напряжений.

Предложена зависимость для выбора вели-. чины максимального радиуса вспомогательного элемента. 2 з.п,ф-лы, 5 ил.

МФ вспомогательный конический элемент выполнены с центральными сквозными отверстиями; на фиг. 3 — то же, в момент окончания запрессовки; на фиг. 4 — узел! на фиг.3; на фиг. 5 — собранное соединение после обработки торцовой поверхности охваты ва ю щей детали.

Способ реализуют следующим образом.

Охватывающая деталь 1, например блок поддерживающих колец, устанавливается на основании 2. В отверстие детали 1 вставляется вспомогательный конический элемент 3, наименьший диаметр которого выполняют меньшим минимального диаметра отверстия, вследствие чего упомяну1579699 ч

1+ К

+ ††(— —— - .,а) еа 1 - к . ) г

1 + Ki (г ) к.э

Е к.э

1+К

+ — -(— — -- -1 ) Е,а1-К О3

+ к3

3 ) )

1-К, М е

r 1 i Э тый элемент 3 выступает своим нижним торцом эа торец детали 1. В отверстии послед ней над вспомогательным коническим элементом 3 располагают запрессовываемую деталь 4 (например, матрицу), которую затем перемещают вдоль продольной оси, осуществляя соединение деталей 1 и 4. В момент окончания сборки вспомогательный конический элемент 3 выпадает из отвер, стия охватывающей детали 1.

В процессе запрессовки конический элемент за счет пластической деформации тонкого поверхностного слоя отверстия детали 1 вытесняется к опорному торцу последней, что приводит к уменьшению натяга и даже к образованию зазора на некотором участке, между запрессовываемой деталью 4 и нижней частью отверстия детали 1. Для того, чтобы этого не произошло, в момент окончания запрессовки (выпадания вспомогательного конического элемента) нижний торец запрессовываемой детали 4 должен не дойти до опорного —:îðöà детали

1 на величину Л = (0,02 — 0,04) r3 д., где гз д.— наименьший радиус запрессовываемой охватываемой детали.

Для осуществления выпадания вспомогательного элемента 3 име IHo в =-тот Момент на его торце большего диаметра выполняют фаску, высота котовой определяется из соотношения h =(1,0 — 1,2)Л„при этом диамето упомянутого торца, образованный этой фаской, не должен превышать наименьшего диаметра отвеостия охватывающей детали 1.

После окончания процесса запрессовки на прилегающей к опорному торцу асти отверстия детали 1 образуется вызванная деформацией кромка высотой Ь (фиг.4). Эта кромка является концентратором напряжений, поэтому после запрессовки опорный торец опорной детали 1 обрабатывают до

его расположения в одной плоскости с ближайшим торцом запрессовываемой охватываемой детали 4, срезая слой металла высотой Лс концентратором напряжений.

Вспомогательный конический элемент

3 может быть выполнен с центральным сквозным отверстием, что облегчает его обработку. Кроме того, подбором величины диаметра этого отверстия можно добиться оптимальной жесткости конического элемента, влияющей на процесс запрессовки.

Совпадение радиусов большего основания конического элемента 3 и меньшего основания запрессовываемой детали под нагрузкой не всегда может быть достигнуто, Это обусловлено различными характеристиками их материалов, конструктивными

55 особенностями (наличием отверстий), а также допусками на изготовление этих элементов. Подбор эапрессовываемой детали и конического элемента по равенству указанных радиусов значительно усложняет способ запрессовки. Поэтому максимальный радиус конического элемента гк.>, выбирают из соотношения (1 — с +(.Х) 3/2 (» r ( 3 3 K. y

+ (w — 1 + Е) ) /2„ где д — диаметральный натяг запрессовываемой детали относительно охватывающей;

Х=(0-0,126) — экспериментально определенный коэ1 фициент, учитывающий максимальное уменьшение давления на коническом элементе, при котором последний устраняет наличие концентрации напряжений в месте контакга острой кромки запрессовываемой детали с поверхностью отверстия охватываемой;

Z=(0 — 0,063) — экспериментально определенный коэффициент, учитывающий максимально допустимые уменьшения давления на запрсссованной детали в результате пластической деформации охватывающей; х, — коэффициент, учитывающий изменение натяга на вспомогательном коническом элементе из-за изменения материала или наличия центрального отверстия в нем.

Иэ условия равенства давлений на .запрессовываемой детали и коническом элементе, необходимом для нормального протекания процесса запрессовки, используя формулы Ламе для определения коэффициента Х, получается следующее выражение: где Ек.э.; Ез.д., Ео.д. — модули упругости материалов соответственно вспомогательного конического элемента, запрессовываемой и охватывающей деталей; ь,<,эх,д,ио.д. — коэффициенты Пуассона материалов соответственно вспомогательного конического элемента, запрессовываемой и охватывающей деталей; где готв,гота — радиусы отверстий соответственно в коническом элементе и запрессовываемой детали; го.д. — радиус наружной поверхности охватываемой детали, 15-,обоо

Пример. В коническое отверстие блока поддерживающих колец, изготовленного из стали 35ХГСА, запрессовывалась матрица из сплава ВК6 с радиусом меньшего основания r>,ä .= 20 мм. При сборке использовался конический элемент 3 из твердого сплава ВК15.

Л= 0,03 гз,д.= 0Я мм; h = 1,15 Ь=- 0,69 мм;

3 /2 = 0,21 мм; (6 - =1,033..

Собранные предлагаемым способом блок-матрицы имеют стойкость на 34-36,ь выше, чем собранные по известному способу.

Формула изобретения

1. Способ сборки запрессовкой деталей с коническими сопрягаемыми поверхностями, преимущественно матрицы с внутренним кольцом аппаратов высокого давления, заключающийся в установке в отверстие охватывающей детали вспомогательного элемента, минимальный диаметр которого выбирают меньшим минимального диаметра отверстия, сопряжении со вспомогательным элементом охватываемой детали и осевом ее перемещении до выхода вспомогательного конического элемента из отверстия,отличающийся тем,что,с целью повышения качества сборки за счет увеличения несущей способности полученного соединения, используют охватывающую деталь, имеющую высоту, превышающую высоту охватываемой детали на величину Л, определяемую из следующего соотношения:

Л= (0,02 ... 0,04) гмин, где r H — минимальный радиус боковой поверхности охватывэемой детали, вспомогательный конический элемент выполняют с фаской на торце большего диаметра, высоту h которой выбирают из следующего соотношения:

h = (1,0 ... 1,2) Л, а минимальный диаметр не превышает минимальный диаметр отверстия охватывающей детали, и после выхода вспомогательного конического элемента торец охватывающей детали с наименьшим диаметром отверстия обрабатывают до его расположения в одной плоскости с ближайшим торцом запрессованной охватываемой детали.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что вспомогательный конический эле5 мент выполняют с центральным сквозным отверстием, 3. Способ по и 1, о тл и ч а ю шийся тем., что максимальный радиус гк.в, вспомогательного конического элемента выбирают

10 из соотношения @ /2 rq э 6

«с г>, + (cC — 1 + Z) 3 /2, где r>.ä.— наименьший радиус запрессовы15 ваемой охватываемой детали; о — диаметральный натяг запрессовываемой детали относительно охватывающей;

Х =- 0 ... 0,126 и Z = 0 ... 0,063 — экспери20 ментально определенные коэффициенты;

М. — коэффициент, учитывающий изменение натяга на вспомогательном коническом элементе из-за изменения материала или наличия центрального отверстия в нем;

30 где Ек,в., Ев.д., Ep,ä, модули упругости магериалов соответственно вспомогательного конического элемента, запрессовываемой и охватывающей деталей; ц<.>,u.-.для.д — коэффициенты Пуассона материалов соответственно вспомогательного конического элемента, запрессовываемой и охватывающей деталей;

40 го3 « р где готв и Г отв радиусы отверстий соответственно в коническом элементе и запрессовывасмой детали; г;, — радиус наружной поверхности охватывающей детали.

1579699

Фиг 2

Составитель Д,Лямин

Техред M.Моогентал Корректор A.Îáðó÷àð

Редактор Л.Зайцева

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1980 Тираж 602 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5