LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Технологія металів. Машинобуд. → Прогнозування і забезпечення точності остаточної лезової обробки складнопрофільних і інших поверхонь обертання (на прикладі комплексної обробки поршнів)

різання для коригування режимів, що рекомендуються, варто проводити спеціальні дослідження.

Одним з основних факторів, знижуючих точність прецизійної обробки є виникаючі при різанні коливання. Проаналізовано основні особливості динамічних явищ, що супроводжують процес тонкого розточування (обточування) поверхонь (В.Ф.Ревва, В.І.Попов, Ю.Ф.Копелев, П.А.Лінчевський, В.М.Кобелєв, В.Е.Пуш, В.О.Кудінов, В.В.Камінська, Д.М.Решетов, В.М.Подураєв, А.П.Пупін і ін.). Розглянуто основні методи зниження рівня коливань, засновані на підвищенні запасу стійкості динамічної системи і зменшенні рівня зовнішніх збурень. Якість обробки поверхні також багато в чому визначається динамічними процесами (А.О.Маталін, П.А.Лінчевський, В.К.Ломакін, Ю.М.Кузнєцов, В.К.Житомирський, О.Є.Проволоцький, Л.Г.Пановко, О.В.Якімов, Б.Є.Болотов, О.Є.Радіонов і ін.), а також режимами різання і геометрією інструмента (О.П.Соколовський, С.Касто, С.І.Волков, Т.М.Лоладзе).

Аналіз науково-технічної літератури, а також досвід налагодження технологічних систем дозволяє зробити такі висновки:

  • Комплексна обробка поршнів ДВЗ являє собою складну технічну проблему. Трудність рішення цієї проблеми визначається такими основними факторами:

    а) складністю і різноманіттям форм подовжнього і поперечного перерізів;

    б) високою заданою точністю відтворення цих форм;

    в) малою й анізотропною жорсткістю поршнів;

    г) поганою оброблюваністю матеріалів (висококремнієві алюмінієві сплави) і наявністю додаткових вставок із важкооброблюваних матеріалів;

    д) необхідністю співвісної обробки двох отворів під поршневий палець (іноді з переривчастою поверхнею) на великій довжині.

    2. Для обробки складнопрофільних зовнішніх поверхонь поршнів найбільше поширення одержав метод прямого механічного копіювання, що характеризується відносно високою точністю і швидкодією системи. Найчастіше використовують масштабні об'ємні копіри, чим забезпечується мінімальна кількість кінематичних пар і, внаслідок цього, підвищення точності обробки. Верстати з об'ємними копірами випускають фірми "Ексцелло" (США), "Ла Сааль" (США), "Рено" (Франція), "Мале" (ФРН). Ряд верстатів був спроектований СКБАРВ і зібраний на Одеському верстатобудівному виробничому об'єднанні, на Вільнюському заводі "Комунарас", на Московському заводі автоматичних ліній і ін. заводах.

  • Для співвісної прецизійної обробки отворів під поршневий палець найчастіше застосовують тонке розточування. За точністю розмірів, форми і розташування отворів, а також за продуктивністю, ця операція перевершує інші чистові методи. Водночас, процес тонкого розточування й обточування в нестандартних умовах (переривчастість оброблюваної поверхні, велика довжина розточування, ступінчастість отворів обточування з ударом і перемінною товщиною зрізу, жорсткі вимоги до взаємного розташування осі розточування й осі базових поверхонь і ін.) є найменш вивченим у порівнянні з іншими операціями.

    В другому розділі експериментально вивчений вплив конструктивних особливостей копіювальних верстатів, а також особливостей технології на точність обробки зовнішніх складнопрофільних поверхонь поршнів. У експериментах було проведене обточування поршнів у різних умовах установки, закріплення і регулювання. На рис.1а приведені результати обточування в стандартних умовах верстата ВК 988 (силовий розтиск кулачків і підтискування до бази через отвір під поршневий палець спеціальними важелями). Зіставлені похибки профілю поперечного перерізу від заданого при вимірах на верстаті й у контрольному пристрої. Аналіз отриманих даних показує, що при обробці в стандартних умовах спостерігаються значні відхилення форми поперечних перерізів, що виходять за межі поля допуску і у контрольному пристрої, і на верстаті. Характер відхилень форми показує, що деформації відбуваються як від силового розтиску центруючих кулачків, так і від затискання важелями за отвори під поршневий палець. Викиди за межі поля допуску збільшуються зі збільшенням овальності перерізу і групуються у районі малої осі перерізу, (місце найбільших відхилень форми перерізу від окружності). Такий характер викидів указує на наявність динамічних похибок системи копіювання, пов'язаних із підвищеною масою частин, що коливаються, а також наявністю пружних деформацій елементів верстата.

    Зміна умов закріплення та поліпшення динамічних властивостей пружної системи дозволило зменшити похибки і по всіх виміряних перерізах ввійти в поле допуску (рис.1б).

    Комплексна обробка зовнішньої поверхні поршня, включаючи обточування, прорізку і калібрування канавок, підрізку днища, зняття фасок (а в деяких випадках і розточування отворів під поршневий палець) у середньому виконується протягом 3-8 хв., а сили різання змінюються від 0,02кН до 1,5кН. Отже, поршень знаходиться в різних навантажених станах, що залежать від виду операції, протягом короткого проміжку часу. Тому були проведені експерименти по вивченню впливу зміни послідовності операцій на точність обробки. Вивчали деформованість партій поршнів після обточування зовнішньої поверхні, потім - відхилення від круглості після прорізки канавок, підрізки денця й обточування. Встановлено, що великі значення деформацій і більший їх розкид (до 5 мкм) відповідають найменш жорстким перерізам поршня і, навпаки, менший розкид відхилень від круглості і менші величини деформацій відповідають жорстким перерізам поблизу денця. Вплив зміни послідовності операцій на точність у більшій мірі проявляється в перерізах, де є істотна анізотропія радіальної жорсткості. Експериментальні дослідження дозволили встановити, що при комплексній прецизійній обробці поршнів з однієї установки раціональними є такі технологічні рішення: попереднє обточування поршнів із глибиною різання до 0,2 мм, прорізка канавок і підрізка денця зі збільшенням зусилля закріплення для забезпечення нерухомості поршня, остаточне обточування зовнішньої поверхні з глибиною різання до 0,1 мм із зменшенням зусиль затискача.

    Досліджені умови обробки канавок. При їх обробці виникають великі зусилля різання, наприклад, при калібруванні сторін і денця однієї канавки зусилля досягає величини 1,5 кН, що призводить до збільшення необхідної величини зусилля закріплення. У зв'язку з великими зусиллями закріплення виникає необхідність розробки спеціальних патронів, що забезпечують мінімальне деформування поршнів. Вивчення цього питання засноване на дослідженні напружено-деформованого стану поршня ДВЗ при закріпленні й обробці. Розрахунок напруг і деформацій у металоконструкції поршня виконаний за допомогою методу скінчених елементів. Розглянуто дві групи розрахункових випадків обробки поршня. Перша група розрахункових випадків відповідає впливу на поршень тільки зусиль закріплення (рис.2). Друга група розрахункових випадків відповідає впливу на поршень зусиль різання і зусиль закріплення.

    З погляду дотримання вихідної геометричної форми кращими є варіанти "в" і "г", що мають радіальні деформації одного напрямку, а також їх найменші значення. На рис.3 наведені


  •