Вплив кінематики процесу різьбоформування на якість гладко-різьбового з'єднання

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorДанилова, Людмила М.
dc.contributor.authorЛапковський, Сергій В.
dc.contributor.authorФролов, Володимир К.
dc.contributor.authorПриходько, Василь П.
dc.date.accessioned2026-02-12T13:18:24Z
dc.date.available2026-02-12T13:18:24Z
dc.date.issued2025
dc.description.abstractЕфективність технологій складальних операцій із застосуванням різьбових деталей визначається продуктивністю, економічністю і якістю одержуваних з'єднань. Використанням в складальних процесах різьбоформуючих кріпильних деталей досягається зниження трудомісткості шляхом усунення операції попереднього різьбонарізання, а отримані з'єднання є більш точними і мають кращі стопорні якості. Різьбоформуючі деталі закручуються в гладкі отвори і утворюють різьбу різанням або деформуванням. Такі з'єднання називають гладко-різьбовими. У виробництві, де небажане утворення стружки, застосовують різьбовидавлюючі гвинти. Різьбові з'єднання працюють в умовах знакозмінних навантажень і для них є важливим фактор циклічної довговічності. Однак при тому, що різьба, утворена пластичним деформуванням, має високу міцність, показники циклічної довговічності такої різьби нижчі ніж у нарізаної різьби. Підвищеня якості гладко-різьбових з’єднань шляхом навантаження оптимальною осьовою силою при різьбоформуванні є темою цієї публікації. Причиною зниження втомних характеристик накатаної різьби є зворотній рух металу, що викликаний порушенням кінематики при формуванні різьбового профілю. Метою даної роботи є встановлення закономірності процесу течії матеріалу в зоні найбільших деформацій під дією осьової і радіальної сил різьбоформування на основі теорії пластичності, а також отримання аналітичної залежності для розрахунку компенсуючої сили різьбоформування на основі розвязання задачі вдавлювання жорсткого клину в жорстко-пластичну область. Єкспериментально підтвердити вплив осьової нескомпенсованої сили на якість гладко-різьбового з'єднання. Деформація в процесі різьбоформування характеризується тим, що рух або деформація, відбувається в одній площині,і це є станом плоскої деформації. Обчислювати контактні напруження і деформуючі зусилля, визначати поля напружень в перетинах металу, що деформується, аналізувати локальні явища для вирішення технологічних задач, дозволяє метод ліній ковзання. Характеристики плоскої пластичної деформації дають можливість вирішувати такі задачі графічним методом. Цей метод визначає картину поля ліній ковзання, а його геометричні параметри встановлюють залежність між максимальним дотичним напруженням і деформуючим зусиллям. На основі положень теорії пластичності установлені закономірності, що описують процеси течії металу в зоні найбільших деформацій під дією осьової і радіальної сил різьбоформування. На основі вирішення задачі теорії пластичності про вдавлювання ідентора в жорстко-пластичну область отримані аналітичні залежності для розрахунку технологічних параметрів різьбоформування. На основі аналізу жорстко-пластичної зони в області найбільших деформацій встановлені закономірності впливу осьової сили різьбоформування на параметри отриманого профілю. Результати роботи дозволять підвищити якість з’єднання з різьбоформуючою кріпильною деталлю за рахунок уведення в процес різьбформування компенсуючого осьового навантаження. Забезпечення правильного гвинтового руху при утворенні різьби запобігає зворотньому руху металу, виникненню поверхневих дефектів і релаксації корисних стискуючих напружень, що підвищує циклічну довговічність різьби. А формування симетричного профілю збільшує міцність з'єднання і покращує його стопорні якості. На основі аналізу закономірності формування поверхневого шару обґрунтовано вибір кута підйому західного витка гвинта.
dc.description.abstractotherThe effectiveness of assembly operations technologies using threaded parts is determined by the productivity, economy and quality of the resulting connections. The use of thread-forming fasteners in assembly processes reduces labor intensity by eliminating the preliminary thread-cutting operation, and the resulting connections are more accurate and have locking qualities. Thread-forming parts are screwed into smooth holes and form a thread by cutting or deformation. Such connections are called smooth-threaded. In production where the formation of chips is undesirable, thread-extruding screws are used. Threaded connections operate under conditions of alternating loads and for them cyclic durability is an important factor. However, despite the fact that the thread formed by plastic deformation has high strength, the cyclic durability of such a thread is lower than that of a cut thread. Improving the quality of smooth-threaded joints by loading with optimal axial force during thread forming is the topic of this publication. The reason for the decrease in the fatigue characteristics of rolled threads is the reverse movement of the metal, which is caused by a violation of kinematics during the formation of the thread profile. The purpose of this work is to establish, based on the theory of plasticity, the regularities of the material flow process in the zone of the greatest deformations under the action of axial and radial thread forming forces. By solving the problem of introducing a rigid wedge into the rigid-plastic region, to establish an analytical dependence for calculating the compensating force of thread forming. To experimentally confirm the influence of axial uncompensated force on the quality of smooth-threaded joints. Deformation in the process of thread forming is characterized by the fact that movement or deformation occurs everywhere in one plane. This is a state of plane deformation. The method of slip lines allows to calculate contact stresses and deforming forces, to determine stress fields in sections of the deformed metal, to analyze local phenomena in solving technological problems. The characteristics of plane plastic deformation make it possible to solve by the graphical method. This method determines the picture of the field of slip lines, its geometric parameters, which establish the relationship between the maximum tangential stress and the deforming force. Based on the provisions of the theory of plasticity, regularities were established that describe the processes of metal flow in the zone of the greatest deformations under the action of axial and radial thread-forming forces. Based on the solution of the problem of the theory of plasticity on the introduction of the identifier into the rigid-plastic region, analytical dependencies were obtained for calculating the technological parameters of thread-forming. Based on the analysis of the rigid-plastic zone in the region of the greatest deformations, regularities of the influence of the axial thread-forming force on the parameters of the resulting profile were established. The results of the work will allow to improve the quality of the connection with the thread-forming fastener by introducing a compensating axial load into the thread-forming process. Ensuring the correct screw movement during thread formation prevents the reverse movement of the metal, the occurrence of surface defects and relaxation of useful compressive stresses, which increases the cyclic durability of the thread. And the formation of a symmetrical profile increases the strength of the connection and improves its locking qualities. Analyzing the regularities of the formation of the surface layer, the choice of the angle of rise of the western turn is justified.
dc.format.pagerangeP. 166-175
dc.identifier.citationВплив кінематики процесу різьбоформування на якість гладко-різьбового з'єднання / Л. М. Данилова, С. В. Лапковський, В. П. Приходько, В. К. Фролов // Mechanics and Advanced Technologies. – 2025. – Vol. 9, No. 2(105). – P. 166-175. – Bibliogr.: 10 ref.
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/2521-1943.2025.9.2(105).316759
dc.identifier.orcid0000-0002-4442-3959
dc.identifier.orcid0000-0002-9870-9231
dc.identifier.orcid0000-0002-3697-286X
dc.identifier.orcid0000-0003-1852-3777
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/78786
dc.language.isouk
dc.publisherIgor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute
dc.publisher.placeKyiv
dc.relation.ispartofMechanics and Advanced Technologies, Vol. 9, No. 2(105)
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.subjectскладальна операція
dc.subjectрізьбоформування
dc.subjectпластичне деформування
dc.subjectassembly operation
dc.subjectthread-forming
dc.subjectplastic deformation
dc.subject.udc621.757:621
dc.titleВплив кінематики процесу різьбоформування на якість гладко-різьбового з'єднання
dc.title.alternativeThe influence of the kinematics of the thread forming process on the quality of the threaded connection
dc.typeArticle

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
166-175.pdf
Розмір:
1.34 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
8.98 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Mechanics and Advanced Technologies, Vol. 9, No. 2 (105)