LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Технологія металів. Машинобуд. → Підвищення якості фінішної обробки отворів з переривчастою поверхнею

розточування отворів з переривчастою поверхнею.

Практичне значення одержаних результатів. Запропоновано спосіб підвищення якості обробки отворів з переривчастою поверхнею конструкторсько-технологічними методами. Розроблений та експериментально досліджений спеціальний розточувальний інструмент, призначений для роботи в умовах переривчастого різання.

Запропонована методика розрахунку дозволяє на стадії проектування визначити конструктивні параметри розточувального інструмента та призначити параметри режимів обробки, виходячи з умов підвищення якості обробки.

Практичне застосування розробленої технології тонкого розточування із застосуванням розточувального інструмента спеціальної конструкції дозволило знизити зношення різального інструмента, та підвищити якість обробки.

Отримані в роботі теоретичні й експериментальні результати використані при проектуванні технологічних процесів механічної обробки деталей з переривчастими отворами.

Особистий внесок здобувача. Розроблена динамічна модель ударної взаємодії ріжучого інструмента та оброблюваної поверхні в умовах переривчастого різання спільно зі співавторами публікацій.

У теоретичних дослідженнях автором особисто проведено розрахунок конструктивних параметрів розточувальної борштанги за умови зниження амплітуди коливань та підвищення якості обробки поверхонь. Встановлено вплив параметрів режимів обробки на вихідні параметри якості оброблюваної поверхні.

Проведення експериментальних досліджень та обробки результатів здобувачем здійснено самостійно.

Постановка задач досліджень, аналіз і трактування отриманих результатів виконано спільно з науковим керівником.

Апробація результатів дисертації. Основні положення й окремі результати роботи були представлені на наукових семінарах кафедри технології машинобудування (ОНПУ, 2004, 2005, 2006); Тези доповідей 39-ої наукової конференції молодих дослідників ОПУ – магістрантів. "Сучасні інформаційні технології та телекомунікаційні мережі". – Одеса: ОНПУ, 2004; Труды 11-й Международной научно-технической конференции "Физические и компьютерные технологии". - ХНПК "ФЭД". 2005.

Публікації. Основні положення виконаних досліджень опубліковані в 8 друкованих працях.

Структура та обсяг роботи. Дисертація складається із вступу, чотирьох розділів, висновків, списку використаних джерел та додатків. Основний зміст дисертації викладений на 144 сторінках печатного тексту, містить 64 рисунки і 17 таблиць.


ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ


У вступі обґрунтовано актуальність теми, викладена суть використаного системного підходу, подані коротка характеристика та основні результати роботи.

У першому розділі розглянуто стан питання, сформульовані мета й завдання дослідження. У роботах Кудинова В.А., Зорева Н.Н., Вейца В.Л., Андрєєва Г.С., Лінчевського П.А., Оргіяна О.А., Джугуряна Т.Г. та інших дослідників встановлено, що значний вплив на формування параметрів якості обробки в умовах переривчастого різання чинить періодично повторювана ударна взаємодія оброблюваної поверхні та різального інструмента. При переривчастому різанні спостерігається чергування середніх значень пружних переміщень вершини різця, що змінюються при врізанні й виході, а також підвищений рівень коливань. Це свідчить про те, що зовнішні впливи на процес різання стають визначальними, хоча зовнішні силові впливи на пружну систему залишаються такими ж, як при обробці суцільної поверхні.

Вібрації інструмента при тонкому розточуванні впливають на точність геометричної форми і якість оброблювальної поверхні. Практика використання існуючих методів усунення вібрацій інструмента показала, що наведені способи не дозволяють забезпечити вимоги до якості обробки.

У другому розділі буладосліджена динаміка процесу розточування отворів, з переривчастою поверхнею Схема розточування отвору з розривом (рис. 1) може бути представлена одномасовою коливальною системою, коливання якої описуються неоднорідним диференціальним рівнянням з постійними коефіцієнтами.

Рух лінійної системи описується диференціальним рівнянням

(1)

де m – наведена маса; - наведений коефіцієнт демпфування; k – наведена жорсткість системи; P(t) – збурююча сила.

Специфікою розв'язуваного завдання є те, що сила, що збурює, є не гармонійної, а кусочно-постійною функцією, графічно яку можна представити як періодичну дію імпульсів прямокутної форми (рис. 2).

Таку форму періодичної сили, що збурює, представимо у вигляді тригонометричного ряду Фур'є

(2)

де i – номер гармоніки; - час різання; - період сили що збурює.

Рис. 1. Схема

розточування

Рис. 2. Графік дії періодичної сили, що обурює


Використовуючи метод варіації довільних постійних, рішення рівняння (1), будемо шукати у вигляді (3), що відповідає рішенню однорідного рівняння

(3)

Слід зазначити, що коефіцієнти и , у цьому випадку є змінними. Таким чином, завдання визначення функції заміняється завданням знаходження двох функцій и .

Провівши ряд перетворень, одержуємо математичну модель коливань системи, що перебуває під дією імпульсів сили різання, що слідують із розривом між собою.

(4)

де и - постійні величини; - демпфування системи; - власна частота; - частота сили, що збурює.

; ; (5)

У ході теоретичних досліджень була виявлена залежність рівня коливань розточувального інструмента від умов врізання розточувального різця в оброблювану поверхню (рис. 3).

Як показано на графіках, при проходженні різцем розриву отвору, початок якого перебуває в точка 1, форма коливань борштанги відповідає вільним загасаючим коливанням. У момент врізання ріжучого клина різця в оброблювану заготівлю, положення якого відповідає точка 2, виникає складова зусилля різання, що є джерелом виникнення коливань інструмента.

Розташування точки 2 щодо нульового рівня в момент врізання в заготівлю ріжучого клина, як показано на графіках, істотно впливає на рівень коливань борштанги. При цьому найменший рівень вібрацій спостерігається при наближенні положення точки 2 до значення відповідного до статичного отжиму розточувальної борштанги.

а) сприятливе

б) не сприятливе

Рис. 3. Вплив проходження різцем розриву отвору на рівень

згинальних коливань борштанги

Умова, при якому амплітуда згинальних коливань борштанги буде мінімальної, при розточуванні отворів з одним розривом має вигляд

(6)

де — період власних коливань борштанги; — час проходження різцем розриву оброблюваного отвору; i — будь-яке ціле число (i=1,2,3,4...).

У випадку якщо відношення не є цілим числом, тоді рівень згинальних коливань борштанги збільшується.

На основі аналізу отриманих графіків виведена формула, що дозволяє визначити значення частоти обертання шпинделя, при яких коливання будуть мінімальні. Таким чином, значення чисел оборотів шпинделя, при яких амплітуда згинальних коливань борштанги в умовах розточування отворів з одним розривом буде мінімальної, визначається по формулі

(7)

де — частота власних коливань