Главная страница

Автореферат магистерской работы

Идея работы

Введение

Как показал анализ [1], точность отверстий, обработанных развёртками, на многих машиностроительных заводах не удовлетворяет предъявляемым к ним требованиям. При обработке развёртками отверстий высокой точности наиболее часто приходится сталкиваться с такими погрешностями:

1) некруглость (огранка) отверстий;
2) большая шероховатость обработанной поверхности;
3) разбивание или усадеа отаерстий.

Наличие указанных погрешностей обработки значительно увеличивает процент бракованных деталей. Учитывая, что развёртывание в большинстве случаев является финишной операцией, стоимость брака значительно возрастает. Предварительный анализ показал, что несмотря на большое количество факторов случайного характера, определяющих точность отверстий и шероховатость обработанной поверхности, значительное влияние всё же оказывают такие систематические факторы, как режимы резания, конструктивные элементы и геометрические параметры развёрток.

Анализ [2] показал, что причиной образования огранки являются вынужденные колебания в системе СПИД. В частности, величина огранки отверстия связана с амплитудой вынужденных колебаний развёртки. Исследования [3] показали, что процесс резания может демпфировать вынужденные колебания или усиливать. Под устойчивостью процесса развёртывания будем подразумевать степень его влияния на амплитуду вынужденных колебаний развёртки.

Наличие огранки отверстий оказавает большое влияние на эксплуатационные свойства узла и машины в целом. Контакт сопряжённых поверхностей деталей машин происходит по вершинам микронеровностей наиболее выступающих мест контактирующих поверхностей. Отношение фактической поверхности контакта к номинальной при чистовом развёртывании составляет 0,3-0,5 и только при тщательной доводке это отношение может быть равно 0,9-0,97. Такой характер контакта приводит к интенсивному износу, а также увеличивает зазоры между сопряжёнными поверхностями. Исследования, проведённые Карагельским И.В. [4], показали, что волнистость (огранка) поверхностей подшипника и вала изменяет форму контакта между ними, в результате чего работоспособность такого подшипникового узла резко снижается. Рабочие зазоры высокоточных элементов гидроаппаратуры должны составлять 0,003-0,015 мм, так как только в этом случае обеспечивается надёжная её работа. Поэтому вуличина некруглости деталей золотниковой пары (цилиндра и плунжера) должна находиться в пределах 0,001-0,01 мм. При обработке цилиндрических отверстий гидроаппаратуры развёртывание является предварительной операцией и должно обеспечивать шероховатость поверхности не выше Ra=0.63 мкм. Величина некруглости при этом должна быть также минимальной, так как большие её значения требуют дополнительных затрат на окончательную доводку отверстия.

Обзор информации по данной теме

Для исследования устойчивости процесса развёртывания в зависимости от схемы распределения зубъев и геометрических параметров режущей части зубъев развёртки в работе [2] используется динамическая теория Кудинова В.А. [3].
Исходным положением этой теории является то, что механическая система СПИД расматривается как замкнутая динамическая система. Замкнутость её определяется взаимодействием упругой системы СПИД с рабочими процессами (резание, трение и т.д.). В таком виде схема динамической системы станка напоминает систему автоматического регулирования, отличаясь от неё тем, что связи не создаются искусственно, а являются следствием особенностей взаимодействия упругой системы и рабочих процессов. Направленность связей замкнутой многоконтурной системы позволяет размыкать их между элементами. Разорвав две связи из замкнутой динамической системы станка, в работе [2] выделяют два звена: упругое колебательное звено - развёртка и процесс резания, которые представляют собой замкнутый контур последовательно соединённых звеньев (рис. 1).

Достаточно полно можно судить о влиянии процесса развёртывания на амплитуду вынужденных колебаний, передаваемых развёртке, только в том случае, если анализировать систему в замкнутом состоянии.
Анализ процесса развёртывания [2] показал, что преобладающее влияние на точность обработки отверстий оказывают внешние воздействия на упругое звено, которые практически невозможно устранить в производственных условиях, например, биение шпинделя станка и т.п., в то время как воздействия на процесс резания, например, биение зубъев развёртки, легко могут быть устранены заточкой [5]. Поэтому целесообразно определить влияние конструктивных элементов и геометрических параметров развёртки на точность обработки отверстий при внешнем воздействии на упругое звено.
Для установления влияния процесса развёртывания на амплитуду вынужденных колебаний развёртки необходимо исследовать устойчивость системы "упругое звено - процесс резания" при установившихся вынужденных колебаниях инструмента. Для определения устойчивости данной системы удобно использовать частотные методы анализа. Их сущность заключается в следующем: если на вход разомкнутой системы подавать гармонические колебания с постоянной амплитудой и частотой:

с такой же частотой, но с другой амплитудой и сдвинутые по фазе относительно входных колебаний [3,6,7]. Входной координатой в данном случае могут быть колебания шпинделя станка, передаваемые развёртке. Выходной координатой будет точность полученного отверстия.В работе [2] рассмотрены силы, действующие на развёртку, но не учтена тангенциальная составляющая силы резания.
При неравномерном распределении зубъев развёртки величина огранки отверстий определяется как динамическими процессами на зубъях развёртки, так и кинематикой её движения. Тогда величина огранки отверстий с учётом кинематики её образования и динамических процессов на главной режущей кромке, вызванных внешними воздействиями на упругое звено, можно представить:

Цель работы

Перечень ссылок