Автореферат   Электронная библиотека   Ссылки по теме   Отчёт о поиске   Индивидуальное задание  

Эффективный способ улучшения целого ряда эксплуатационных свойств деталей машин и приборов, таких, например, как повышение сопротивление трению и износу, заключается в оптимизации микрорельефа трущихся поверхностей деталей. Обработка методами поверхностного пластического деформирования, в частности, вибрационным накатыванием позволяет оптимизировать поверхность контакта путем создания маслоемких регулярных микрорельефов, сохраняя при этом достаточную по величине опорную поверхность.

Реализация процесса вибронакатывания возможна с использованием различных конструкций виброголовок к универсальным и специальным станкам. Однако применение известных конструкций виброголовок для обработки протяженных поверхностей малых диаметров представляет значительные сложности. Это связано с малыми величинами размеров деформирующих элементов, амплитуд осцилляционного движения и усилий вибронакатывания, а с другой стороны, предопределяет незначительные затраты мощности на осуществление процесса, поэтому становится неоправданным использование мощных станков и виброголовок.

В условиях крупносерийного и массового производства появляется необходимость повышения производительности процесса вибронакатывания. При этом указанные ранее проблемы, возникающие с использованием известных конструкций виброголовок, увеличиваются или их применение становится вообще невозможным.

Ряд существенных недостатков имеют известные конструкции виброголовок [1] с цилиндрическими направляющими осцилляционного движения. Необходимость использования более мощных двигателей в них продиктована значительными потерями на трение. Направляющие осцилляционного движения имеют большую массу, габариты и недостаточную износостойкость. Наибольшее влияние описанные недостатки оказывают при обработке отверстий деталей малых диаметров и с малыми возвратно-поступательными перемещениями. В СПб ГИТМО (ТУ) разработана конструкция виброголовки, имеющей плоские направляющие осцилляционного движения. В ней указанные недостатки отсутствуют.

Увеличить производительность процесса вибронакатывания можно различными путями. Такая необходимость особенно очевидна, если учесть, что вибронакатывание является, как правило, конечной операцией технологического процесса [1, 2]. Сокращение ее длительности положительно влияет на трудоемкость изготовления изделия в целом. Одним из вариантов повышения производительности может быть параллельное совмещение операций по точению детали и вибронакатыванию. Но для отверстий малых диаметров это неосуществимо, поэтому следует обозначить наиболее общие пути повышения производительности вибронакатывания. В связи с этим возможно и необходимо повысить интенсивность режимов обработки, использовать инструмент с тремя и более деформирующими элементами, механизировать и автоматизировать процесс. Для повышения интенсивности режимов следует увеличить частоту осцилляций, установив в качестве привода электродвигатель с большим числом оборотов. Сохранение того же вида регулярного микрорельефа при увеличении числа осцилляций деформирующих элементов потребует увеличения числа оборотов заготовки. Увеличение количества деформирующих элементов также повышает производительность процесса вибронакатывания и позволяет увеличить в соответствующее число раз (кратное числу деформирующих элементов) продольную подачу при прочих равных условиях. Так, например, использование электродвигателя с большим в два раза числом оборотов потребует увеличить в два раза и обороты заготовки, что приведет к уменьшению времени вибронакатывания заготовки во столько же раз. Если применить инструмент с тремя деформирующими элементами, то при условии троекратного увеличения подачи время вибронакатывания уменьшится еще в три раза.

В состав виброголовки входит инструмент, который содержит деформирующие элементы. Для обработки протяженных отверстий малых диаметров наиболее оптимальным является инструмент, имеющий три деформирующих элемента – шарика. Обеспечить надежную работу одновременно трех шариков необходимо за счет точного изготовления их опорных элементов и элементов, ограничивающих перемещение, с целью расположения шариков в одной плоскости и исключения возможности заклинивания. Кроме указанных специфических требований, предъявляемых к инструменту, необходимо добавить наличие механизма регулирования усилия на деформирующих элементах с возможностью их ввода до и вывода после обработки без усилия. При этом регулировочные элементы механизма должны располагаться со стороны, противоположной той, которая вводится в обрабатываемую деталь. Данные требования особенно существенны при вибронакатывании протяженных отверстий малого диаметра. Такой инструмент создан в СПб ГИТМО (ТУ).

Снятие усилия обработки оказывается необходимым и при вибронакатывании прерывистых поверхностей, например, имеющих смазочные канавки или отверстия, шпоночные пазы, шлицы, ступенчатые поверхности (для исключения западания шарика и предотвращения его ударов). В этих случаях возникает возможность образования заусенцев, которые, отрываясь при работе, вызывают повышенный износ (вплоть до схватывания) трущихся поверхностей. Контроль и последующее удаление их очень трудоемко.

Вибронакатывание в условиях массового производства требует дальнейшей механизации и автоматизации процесса, поскольку применение высокопроизводительной универсальной оснастки нецелесообразно из-за большой трудоемкости операции за счет значительного вспомогательного времени, что не соответствует средней трудоемкости изготовления деталей массового производства. Поэтому следует использовать схемы вибронакатывания, в которых заготовка будет неподвижна, а все рабочие движения будут совершаться виброголовкой

Контроль процесса вибронакатывания, заключающийся в контроле самого технологического процесса обработки детали, может эффективно применяться и в случае отверстий малых диаметров. Этот контроль производят во время настройки виброголовки и повторяют периодически в процессе обработки. Усилие поджатия деформирующих элементов виброголовки к поверхности, подлежащей обработке, является основным параметром технологического процесса и однозначно определяет получение нормированного качества обработанной поверхности. Его и следует контролировать. Такие параметры, как частота вращения детали, число двойных ходов деформирующих элементов, величина подачи, задаются кинематикой технологической оснастки и при обработке практически не изменяются.

Высокопроизводительный процесс реализации регулярных микрорельефов на поверхностях отверстий малого диаметра вибронакатыванием необходим и возможен. Он позволяет улучшить целый ряд эксплуатационных качеств, описанных в [1, 2] и уменьшить трудоемкость обработки деталей вибронакатыванием.

1. Шнейдер Ю.Г. Эксплуатационные свойства деталей с регулярным микрорельефом. 2-е изд. Л.: Машиностроение, 1982. 248 с., ил.

2. Шнейдер Ю.Г. Технология финишной обработки давлением: Справочник. СПб.: Политехника, 1998. 414 с., ил.

Автореферат   Электронная библиотека   Ссылки по теме   Отчёт о поиске   Индивидуальное задание