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)

часткові результати розрахунків для варіанта "в" для 1/4 частини поршня.

Вибір схеми базування і закріплення дозволяє зменшити статичні похибки при відтворенні складного профілю поршнів.

В другому розділі також оцінена похибка копіювання, пов'язана з формою перерізу щупа.

Показано, що при копіюванні одним плоским щупом максимальна похибка при відтворенні профілю поперечного перерізу у вигляді еліпса пропорційна

Dw " a d02.

де а - мала піввісь еліпса, b - велика піввісь еліпса і

Ширина плями контакту, що забезпечує хороше відтворення заданого профілю, не повинна перевищувати 2-3 мм.

Проаналізовано вплив похибок виготовлення копіра на точність копіювання на прикладі утворення подовжнього профілю.

Наведено методику геометричного розрахунку копіювальної системи верстата. Об'ємні копіри найчастіше виконують масштабними, причому відхилення їх профілю від окружності в 3-4 рази перевищують відхилення відповідного профілю на поршні. Це дозволяє підвищити точність виготовлення копіра, а також підвищити точність копіювання. З іншої сторони збільшення масштабу копіювання призводить до росту інерційних сил і можливості відриву щупа від копіра. Тому у верстатах використовують масштаб 2:1. На прикладі геометричного розрахунку копіювальної системи вертикального компонування ВК1446 показано, що зі зміною розмірів відхилень від окружності на поршні "y" і відповідними змінами розмірів відхилень на копірі "х" передаточне число дещо змінюється. Наводиться графік значень передаточних відношень для конкретної копіювальної системи.

З досвіду налагодження верстатів і обробки поршнів запропонований ряд рекомендацій по конструктивних і технологічних особливостях верстатів і схем наладок.

У третьому розділі вивчений вплив динамічних збурень на формування похибок при відтворюванні форми поршнів, а також розроблені розрахункові моделі нестаціонарних технологічних систем копірної обробки.

Формування похибок обробки зовнішньої поверхні поршня вивчено за допомогою гармонічного аналізу таблично заданих функцій, що описують залежності радіусів поперечних перерізів копіра і поршня від кута j повороту цих радіусів щодо осі поверхонь поршня і копіра. Кожна з таких функцій Rk(j) (для копіра) і Rп(j) ( для поршня) визначена своїми значеннями в 36-ти точках. Дійсно, практично на всіх кресленнях поршнів ДВЗ форма поперечного перерізу задається значеннями радіусів у 36-ти точках із кроком зміни кута j, що дорівнює 100 . Позначив


уявимо ці функції у вигляді рядів Фур'є:


де n - число гармонік, j - номер гармоніки. Відомо, що періодична функція має дискретний спектр, тобто в її розкладанні беруть участь гармоніки, що мають тільки певні частоти. У нашому випадку, це гармоніки з частотами

. З теорії рядів Фур'є одержуємо вираження для коефіцієнтів розкладань

За цими коефіцієнтами знаходимо амплітуди гармонік розкладання профілю поперечного перерізу копіра і поршня

Знаючи коефіцієнти aj і bj, легко знайти і початкову фазу гармонік

Фазові викривлення гармонік, обумовлені величиною

також можуть призводити до похибки форми обробленої поверхні. Закономірні зміни відношення Aпj/Akj при заданій частоті обертання шпинделя, що несе поршень і копір, із зміною номера j гармоніки визначаються амплітудно-частотною характеристикою пружної системи. Якщо пружна система є дуже жорсткою і має високу першу власну частоту, то можна вважати, що при всіх j , відношення Aпj/Akj "1. Отже, відмінності цього відношення від одиниці в реальних умовах виникають через особливості амплітудно-частотної характеристики пружної системи. Система машинної обробки даних вимірів поршнів подана у вигляді таблиць, де показані амплітуди гармонік поршня і копіра, фазові викривлення гармонік, відношення амплітуд і оцінки, що показують, для яких гармонік відношення амплітуд поршня і копіра досягає екстремуму. Графічне уявлення результатів показане на рис.4. Перша гармоніка залежить від положення центра перерізу при вимірах і тому вона не визначає форму перерізу. Наступні інтенсивні гармоніки мають парні номери, тому що і задані копіром, і одержувані на поршні профілі перерізів симетричні відносно двох координатних осей. На рис.4 очевидне розходження частотних спектрів при вимірах поршня на верстаті й у контрольному пристрої. Зменшення цього розходження свідчить про малий вплив умов закріплення на деформованість поршнів. Приймаючи визначальними гармоніки, амплітуди яких перевищують 1 мкм, дійдемо висновку про те, що гармоніки з парними номерами, починаючи з другої по шістнадцяту є визначальними при формуванні профілю поршнів.

Порівняння результатів гармонічного аналізу дозволяють зробити такі висновки:

  • Амплітуда другої гармоніки, як характеристика овальності, є найбільшою. Тому відношення амплітуди другої гармоніки до максимальної амплітуди наступних гармонік визначає значущість овальності серед складових показників, що формують профіль поперечного перерізу поршня. У таблиці 1 наведена значущість овальності для деяких верстатів.

  • Викривлення гармонік профілю копіра, обумовлене амплітудно-частотною характеристикою верстата, оцінено за найбільшими значеннями абсолютних і відносних розходжень амплітуд відповідних гармонік для копіра і поршня. Видно, що динамічні похибки можуть досягати величини 5-6 мкм.

    Аналіз коливань копіювальних станків при холостому ході і при різанні показує, що відносні коливання різця і поршня, який обробляється, визначаючі величину динамічної похибки, в основному, залежать (на 90-95%) від кінематичного збудження, що виникає при обкатці щупом некруглої поверхні копіра, і від параметричних збуджень через переривчастий характер процесу різання.

    Таблиця 1

    Порівняння результатів гармонічного аналізу

    Модель верстата

    Визначаючий вплив овальності

    Вплив динамічної характеристики
    на похибки форми



    An -Akmax, мкм

    An/Ak -1max

    ОС7804

    5,3

    4-5

    0,3

    ОС8153

    5,7

    3,6

    0,22

    ОСА2022

    4,5

    3,15

    0,15

    ВК1446

    4,7

    3,3

    0,2

    ВК965

    5,15

    3,8

    0,4


    Розрахункова модель динамічної системи копіювального верстата складається з 2-х пружних підсистем, замкнених на процес різання: КП-шпиндель, несучий копір і поршень; РЩ – скалка, яка несе різець і щуп копірного пристрою (рис. 5).

    Внаслідок пружних згинних коливань в підсистемі КП і крутильних коливань в підсистем РЩ виникає відмінність між заданим профілем копіра, переміщеннями щупа і


  •