Способ сборки запрессовкой деталей типа вал-втулка Советский патент 1990 года по МПК B23P11/02 

Изобретение относится к механосборочному производству, а именно к способам сборки запрессовкой прецизионных соединений типа вал - втулка.

Целью изобретения является повышение прочности соединения.

Поставленная цель достигается путем выбора амплитуд синфазных продольных и крутильных колебаний, величины которых позволяют максимально снизить пластическую деформацию микронеровностей в процессе запрессовки.

На Фиг.1 изображены схема осуществления сборки и устройство, реализующее предлагаемый способ; на фиг.2 - схема зоны контакта деталей при запрессовке в направлении продольных колебаний; на фиг.З - то же, в направлении крутильных колебаний.

Устройство, реализующее способ, содержит последовательно соединенные вертикальную каретку 1 с электроприводом, пьезоэлектрический преобразователь 2, подключенный к генератору 3

колебаний через усилитель 4 с блоком 5 питания, концентратор 6 механических колебаний со спиральными прорезями винтовой Формы. Концентратор воздействует продольно-крутильными колебаниями на втулку 7, напрессовываемую на вал 8.

Поверхности сопрягаемых деталей имеют, например, после механической обработки микрорельеф высотой R f и R2 и средним шагом чередующихся выступов и впадин Sm и S mi соответственно.

Способ осуществляют следующим образом.

На одну из собираемых деталей, например втулку 7, воздействуют, помимо усилия запрессовки, синфазными продольно-крутильными колебаниями. Амплитуду каждого из этих колебаний выбирают равной меньшему из измеренных в направлении этого колебания на поверхности обеих из сопрягаемых деталей среднему шагу микронеровносте При этом на посадочных поверхностях J

(Л

ел

СП СЛ

деталей в соответствующих колебаниям направлениях происходит периодическое относительное перескакивание с высокой скоростью выступов во впадины, причем максимальную скорость выступ колеблющейся детали имеет в момент перескока во впадину неподвижной детали при (H (фиг.2). При высоких скоростях, характерных для частот ко- лебаний выше 20 кГц, пластическая деформация выступов незначительна. Известно, что при высоких скоростях деформации металлов предел текучести может повышаться значительно (до двух и более раз). При высоких скоростях также разрушается окисная пленка на контактирующих поверхностях. В результате повышается контактная площадь сопрягаемых поверхностей и обес- печивается за счет разрушения окисных пленок молекулярное сцепление, что вместе с повышением прочности микрорельефа повышает прочность соединения .

Для собираемых деталей, изготовленных из разнородных материалов, следует прикладывать колебания к той из них, материал которой более пластичен. Амплитуда колебаний должна соответствовать среднему шагу неровностей на поверхности этой детали.

Указанные процессы наиболее ярко проявляются в соединениях с малыми натягами и высоким классом шерохова- тости сопрягаемых поверхностей, а также незначительной волнистостью в продольном и поперечных сечениях, т.е. в прецизионных соединениях при малых значениях амплитуд и высоких .(ультразвуковых) частотах колебаний.

Пример. На запрессовываемую втулку с внутренним диаметром 6 мм и высотой 5 мм воздействуют продоль

. 0 5

5

0

0

но-крутильными колебаниями с частотой 44 кГц и амплитудами A0.S,m)i 20 мкм в продольном направлении и Апр Sjni,. 8 мкм в направлении крутильных колебаний, равными средним наименьшим шагам неровностей. Пьезоэлектрический преобразователь, имеющий резонансную частоту 44 кГц, сопряжен с концентратором механических колебаний 3 (волноводом), в котором сделаны три спиральные канавки, выходящие у кон- ця волновода под углом 30° к торцу. Эти прорези обеспечивают крутильные синфазные колебания концентратора. Величина постоянной силы прижима при скорости запр ессовки 20 мм/с торца волновода к втулке не превышает 50 Н, при натяге в соединении 2-4 мкм, что в 20 раз меньше, чем при продольной запрессовке аналогичных образцов из стали на прессе. Прочность соединения, характеризуемая силой распрес- совки, ловыюена в 1,7 - 2,2 раза. Сб.орку осуществляют на вал длиной 50 мм 2,5 с. Пьезоэлектрический преобразователь возбуждается колебаниями, от генератора Г6-31 через электронный усилитель мощности от блока питания.

Формула изобретения

Способ сборки запрессовкой деталей типа вал - втулка, заключающийся в приложении к одной из деталей одновременно с усилием запрессовки синфазных продольных и крутильных колебаний, отлича. ющийся тем, что, с целью повышения прочности соединения, каждое из указанных колебаний осуществляют с амплитудой, равной меньшему из измеренных на сопрягаемых поверхностях обеих деталей в направлении соответствующего колебания среднему шагу микронеровностей.

Риг.

Изобретение относится к механосборочному производству. Цель изобретения - повышение прочности соединения путем выбора амплитуд колебаний в зависимости от средних шагов микронеровностей на сопрягаемых поверхностях деталей. На одну из деталей воздействуют помимо усилия запрессовки синфазными продольными и крутильными колебаниями. Амплитуду каждого из этих колебаний выбирают равной меньшему из измеренных в направлении соответствующего колебания шагу микронеровностей. 3 ил.

Фиг.2

Фиг.З