LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

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

площину, зміщену одну до одній на величину подачі.

Таким чином, в умовах обробки різцями з циліндричною формою передньої поверхні формула для розрахунку висоти нерівностей коли нерівності виникають за рахунок криволінійної частини ріжучої кромки та обома прямими ділянками ріжучої кромки приймає вигляд:

(12)

Аналіз формул показує, що при кутах нахилу різця в борштанги порядку 15 - 20 градусів, радіус кривизни профілю проекції різців на основну площину буде приблизно дорівнювати 3 - 4 Rц. У зв'язку із цим навіть при малих радіусах циліндричної ділянки передньої поверхні може бути забезпечена досить низька висота нерівностей на обробленій поверхні.

У третьому розділі представлена програма та методика експериментальних досліджень. Наведена принципова схема експериментальної установки для вимірювання згинальних коливань.

Для проведення досліджень було спроектовано та виготовлено розточувальну борштангу з пружними елементами, що дозволяє обробляти отвори з переривчастими поверхнями, загальний вид якої представлено на рис. 10.

а) загальний вид борштанги

б) розріз борштанги

Рис. 10. Розточувальна борштанга з пружними елементами

Розміщення різця виконане під кутом 45˚ до осі борштанги, що забезпечує безперешкодне розміщення пружних елементів у площині перпендикулярної до осі борштанги 1, розташованої на деякій відстані від вершини різця 2. Настройка на розмір та кріплення різця здійснюється за допомогою гвинтів 5 та 6. Для прийнятої схеми обробки й варіанта структури операції в борштанзі кріпиться два пружних елементи 3, розташованих у площині перпендикулярної осі борштанги. Настройка пружних елементів на розмір здійснюється одночасно, за допомогою одного гвинта 4.

Конструкція пружного елемента представлена на рис.11. Поверхні пружного елемента, що використовуються для його установки й кріплення в борштанзі, виконані аналогічно поверхням корпусної частини розточувального різця.

Пружний елемент являє собою порожній циліндричний корпус 1, в отворі якого змонтована кулька 2, що приводить до зіткнення з оброблюваним отвором. Жорсткість пружного елемента забезпечується за рахунок регулюючого гвинта 3 і пружини 4 передавальне зусилля на кульку через прокладку 5. З метою запобігання вильоту кульки з корпуса, отвір демпфера завальцьований.

Рис. 11. Конструкція пружного елемента

Вимірювання згинальних коливань борштанги із пружними елементами проводився на установці, зібраній на базі алмазно-розточувального верстата моделі 2705В, за допомогою індуктивних датчиків (рис.12).

Уповільнені коливання подовженого кінця розточувальної борштанги приводилося до перетину, що проходить через вершину різця. З метою зменшення погрішності виміру й збільшення чутливості системи використалася диференціальна схема включення індуктивних датчиків. Зазор між борштангою й сердечниками індуктивних датчиків дорівнює 0,6-0,7 мм.

Рис. 12. Схема експериментальної установки

Такий зазор забезпечував роботу датчиків на лінійній ділянці їхньої характеристики. Перед початком і після закінчення кожної серії експериментів здійснювалася статична тарировка. Тарировка дозволяла одержати залежність між вихідною напругою після демодулятора й величиною переміщення борштанги щодо датчиків.

Тарировка виконувалася після виставляння зазорів і балансування схеми за активною і реактивною складовими. Оскільки частота живлення підсилювача становила 10 кГц, тобто була більш ніж в 10 разів більше частоти вимірюваного процесу, то виявилося можливим без перерахувань користуватися результатами статичної тарировки.

У всіх експериментах глибина різання дорівнювала 0,1 мм, подача 0,12 мм/об. Перераховані вище параметри різця в процесі досліджень не змінювалися.

Кут розташування пружних елементів β щодо різця вибирався на основі запропонованої методики розрахунку конструктивних параметрів борштанг із пружними елементами, описаної у другому розділі дисертації.

У процесі досліджень застосовувалася методика активного експерименту з одночасним варіюванням величин всіх факторів. Вплив досліджуваних факторів на вихідні параметри процесу визначалися при розточуванні зразків (діаметр розточки 48 мм, довжина 70 мм) борштангою діаметром 38 мм и довжиною 140 мм. Жорсткість борштанги в перетині різця становила 1,077 Н/м.

За числом досліджуваних факторів була прийнята матриця планування експерименту типу , яка становила 2 блоки по 4 досліди в кожному.

Досліджувані фактори змінювалися в наступних межах: кут розташування пружних елементів β - 35 ... 45 град.; жорсткість пружних елементів - 200 ... 400 Н/м; числа обертів шпинделя n - 800 ... 1000 .

При дослідженні обробки переривчастих отворів різцями з циліндричною передньою поверхнею використовувалась методика планування багатофакторного експерименту. За числом досліджуваних факторів з урахуванням трудомісткості проведення експериментів, а також беручи до уваги необхідність забезпечення достатньої точності математичної моделі процесу, була прийнята матриця планування експерименту типу , що складається з 2-х блоків по 4 досліди в кожному.

Відповідно до методики планування експерименту як досліджуваних факторів були встановлені: швидкість різання V; подача S; глибина різання t; радіус циліндричної ділянки передньої поверхні різця Rц; задній кут ; кут нахилу головної плоскої ділянки передньої поверхні ; кут нахилу допоміжної плоскої ділянки передньої поверхні різця .

Як параметри оптимізації були обрані:

Шорсткість обробленої поверхні; точність форми розточених отворів у поздовжньому перетині (конусність); відносне зношування різців.

Крім того, у процесі досліджень вимірялася: шорсткість обробленої поверхні на профілометрі моделі 201 завод "Калібр" і точність форми розточених поверхонь (конусність) на горизонтальному оптиметрі.

У четвертому розділі проведено експериментальні дослідження тонкого розточування отворів з переривчастою поверхнею.

Вимірювання амплітуди згинальних коливань інструмента здійснювалося за описаною вище методикою при числах оборотів шпинделя 800, 900 й 1000 , глибині різання 0,1 мм і подачі 0,16 мм/об. Жорсткість пружних елементів борштанги становила й Н/м, кут розташування пружних елементів β щодо різця дорівнювали 35 й 45 градусам відповідно.

Експериментальне дослідження взаємного впливу конструктивних параметрів розточувальної борштанги на шорсткість і точність форми обробленої поверхні здійснювалося відповідно до викладеної вище методики.

Аналіз і зіставлення результатів показали, що при тонкому розточуванні борштангами із пружними елементами амплітуда згинальних коливань зменшується в порівнянні з борштангами без пружних елементів, що підтверджує зроблені раніше теоретичні висновки.

У результаті підстановки в наведені рівняння кодованих значень факторів після перетворень були отримані математичні моделі процесу розточування, що дозволяють розраховувати величину шорсткості обробленої поверхні, відносне зношування різців і конусності розточених отворів залежно від прийнятих значень факторів.

Аналіз коефіцієнтів лінійних