28 Апр

СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАСТАЧИВАНИЯ ОСНОВНЫХ ОТВЕРСТИЙ КОРПУСНЫХ ДЕТАЛЕЙ




Номер части:
Оглавление
Содержание
Журнал
Выходные данные


Науки и перечень статей вошедших в журнал:

Для решения задач по разработке высокопроизводительных технологий обработки отверстий шпиндельной оси корпусных деталей станков, которые бы привели к достижению более высокой точности расточенных отверстий и более эффективного использования возможностей техники и труда рабочих необходимо искать новые пути обработки корпусных деталей с целью повышения эффективности производства. Одним из таких путей является совершенствование существующих и создание новых методов обработки в машиностроении.

Все способы повышения эффективности обработки объединяют по трем направлениям:

  • повышение качества технологической системы;
  • управление ходом технологического процесса.

Производственный опыт и общие правила конструирования не всегда обеспечивают получение годных отливок в условиях ужесточения технических требований к литым деталям, что особенно недопустимо в период экономической нестабильности и упадка производства.

Поэтому уже на заготовительных операциях следует уделять внимание на все возможные методы повышения эффективности при изготовлении деталей. В работе [2, с. 315] изучены процессы охлаждения тяжелых отливок в форме, формирования в них временных и остаточных напряжений, а также коробления отливок при обработке и последующем старении детали. В результате на всеобщее обозрение в этих работах был представлен комплекс инженерных методов расчета технологичности конструкции тяжелых и уникальных станочных отливок [2, с. 288], включающий в себя расчеты опасности образования трещин в отливках, оптимального времени выдержки отливок в форме и минимально необходимой длительности процесса старения.

Переходы технологического процесса и режимы резания определяют на этапе проектирования планов обработки поверхностей.

Основной подход к решению поставленной задачи исходит из двух направлений: технологическое обеспечение параметров поверхностного слоя деталей, определяющих их эксплуатационные свойства; непосредственное обеспечение эксплуатационных свойств деталей машин. В этом случае эксплуатация деталей рассматривается как заключительная часть технологического процесса, что позволяет в значительной мере снизить себестоимость изготовления и обеспечить требуемые надежность и долговечность.

Среди созданных новых инструментальных материалов — новые марки традиционных материалов и ряд марок, впервые освоенных в нашей стране композиционных материалов, особое внимание занимают оксидная, оксидно-карбидная, оксидонитридная (картенит), нитридная (силинит) керамика и др. Именно эти материалы в последнее время находят широкое применение при чистовой обработке материалов, в том числе чугуна, что позволяет повысить скорость резания до 2000 м/мин.

Одним из путей повышения точности обработки детали является уменьшение ее деформации от действия внешних сил, под которыми понимают силы резания и закрепления. Для приближенной оценки пластических прогибов стенок корпусной детали используют расчет:

                   ,                                                    (1)

где w о — прогиб пластины при упругопластическом деформировании;

w у — прогиб пластины для соответствующей упругой задачи;  С  — коэффициент работы и энергии при упругом деформировании.

Соединив этот метод с расчетом упругих смещений пространственных конструкций по наиболее точному и универсальному методу конечных элементов [8, с. 326], можно приблизительно рассчитать и пластические деформации корпусных деталей, определить направление прогибов стенок заготовки. Пластические деформации можно приближенно оценивать как функцию от упругих деформаций.

Для управления податливостью технологической системы широко применяют адаптивные системы [1, с. 115]. Однако специфика конструкции и чрезвычайно высокие требования к геометрической точности координатно-расточных станков затрудняет использование в них адаптивных систем управления. Поэтому наиболее эффективным вариантом повышения точности обработки отверстий, является использование технологической оснастки — устройств управления жесткостью (рисунок 1). Неравномерная жесткость подобных устройств в сочетании с жесткостью станка обеспечивает прямолинейный характер оси податливости технологической системы.

Использование устройств управления жесткости на этапе получистового растачивания затруднено, в основном по причине возникновения интенсивных высокочастотных колебаний. Наибольший эффект достигается при применении его при чистовом растачивании (рисунок 2). Отклонение от соосности в этом случае уменьшается почти в два раза по сравнению с традиционным растачиванием.

В промышленности обычно применяют три способа уменьшения погрешностей обработки, возникающих в результате пластического деформирования заготовки под действием силы резания: 1) повышение жесткости закрепления заготовки с помощью специальных подводимых опор; 2) уменьшение силы резания путем управления режимом резания; 3) введение дополнительных (выхаживающих) рабочих ходов.

Рисунок 1. Устройство управления жесткостью

1 –плита; 2, 3 – стакан эксцентриковый; 4 – конус; 5 – верхняя плита

Рисунок 2. Способ увеличения жесткости расточной оправки

1 – фланец шпинделя; 2 – выдвижной шпиндель; 3 – гильза

Применение на отделочно-расточных станках (ОРС) расточных оправок со встроенными виброгасителями позволяет значительно увеличить допустимую податливость подсистемы «шпиндель — расточная оправка» (ПШО). Особенно эффективны многомассовые виброгасители [4, с. 29].

С целью повышения производительности отделочно-расточной операции совмещают получистовое и чистовое растачивание, для чего одновременно работающие резцы устанавливают в борштанге под углом один относительно другого так, чтобы получистовой резец опережал чистовой резец на величину 1-2 мм, измеренную вдоль оси борштанги.

Отклонение от соосности уменьшают путем оптимизации размеров расточных оправок по длине [3, с. 20], а также способом увеличения жесткости выдвижной расточной оправки. Анализ литературных источников [5, с. 14; 7, с.24] и производственных данных показал, что в настоящее время применение стандартных приспособлений не обеспечивает обработку шпиндельной оси корпусных деталей с заданными параметрами точности [6, с. 170]. Исследование состояния вопроса позволило отметить, что применение приспособлений с аэростатическими опорами позволит повысить жесткость оправки и в конечном итоге – точность обработки.

Список литературы:

  1. Адаптивное управление станками / Под ред. Б.С. Балакшина. — М.: Машиностроение, 1973. — 688 с.
  2. Андреев Г.Н. Проектирование технологической оснастки машиностроительного производства: Учеб. пособие для машиностроит. спец. вузов. – 3-е изд., стер. — М.: Высш. шк., 2001. — 426 с.
  3. Бромберг Б.М. Повышение степени соосности отверстий в корпусных деталях при чистовом растачивании // Станки и инструмент. 1987. № 10. — С. — 19- 22.
  4. Кобелев В.М., Копелев Ю.Ф., Ламдон Э.А., Ревва В.Ф. Многомассовый виброгаситель для тонкого растачивания консольными борштангами // Станки и инструмент. 1969. № 9. — С. — 29 — 31.
  5. Лутьянов А.В. Приспособлениях с аэростатическими опорами для обработки корпусных деталей // СТИН. 2006. № 3. ─ C. ─ 14– 15.
  6. Лутьянов А.В. Выбор оптимального варианта технологической оснастки. Национальная ассоциация ученых (НАУ) Материалы VII межд. Научно-практической конференции «Отечественная наука в эпоху изменений: постулаты прошлого и теории нового времени»). № 2(7), ч. 3, г. Екатеринбург, 2015 г. — 170 с.
  7. Смирнов В.А., Чеботаревский А.В. Опыт создания и применения шпинделей на аэростатических опорах для наружного шлифования. Проблемы развития газовой смазки, Часть 2. — М.: Наука, 1972.
  8. Шлихтинг Г.О. Теория пограничного слоя. — М.: Наука, 1974. — 712 с.
    СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАСТАЧИВАНИЯ ОСНОВНЫХ ОТВЕРСТИЙ КОРПУСНЫХ ДЕТАЛЕЙ
    Целью настоящей работы стал анализ возможности применения технических средств повышения точности растачивания основных отверстий корпусных деталей. Предложены устройства повышения жесткости техно-логической системы в процессе обработки. Результаты подтверждены опытными разработками и производственными испытаниями.
    Written by: Лутьянов Александр Владимирович, Краско Александр Сергеевич
    Published by: БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА
    Date Published: 12/18/2016
    Edition: euroasia-science_28.04.2016_4(25)
    Available in: Ebook