CC BY
8
УДК 621,923 4
А.П.Сергиев, Е.И.Антипенко, О.В.Иванов
ЧИСТОВАЯ ОБРАБОТКА ДЕТАЛЕЙ В МАЯТНИКОВЫХ ВИБРОМАШИНАХ
Для реализации технологии чистового полирования в производственных условиях была проведена модернизация серийной вибромашины ВПМ-100.
Модернизация вибромашины ВПМ-100 проводилась в соответствии с авт.свид. СССР № 1520772 М кл.В 24 В 31/067 по заявке № 39 5 2890. Промышленным испытаниям предшествовала отработка технологии чистового полирования на образцах.
Исследования влияния технологических и конструктивных параметров вибромашины на процесс чистового полирования проводились на
лабораторной вибромашине с емкостью рабочей камеры 20 дм*, высотой контейнера 350 мм и шириной 275 мм. Основные технологические параметры составляли: частота колебаний - 1400 об/мин; амплитуды т = 0,7 мм и
игрт
= 3 мм, абразивный наполнитель ПТ 15, рабочая жидкость -двухпроцентный раствор кальцинированной соды. Полировавшиеся образцы-цилиндры 0 20 мм, длиной 50 мм из стали 45 и меда М1.
Влияние времени обработки на процесс съема металла для мягких материалов <(М1) практически имеет линейный характер на всех режимах, а для стали 45 - первые два часа съем по характеру близок к линейному. Затем процесс формообразования заканчивается и дальнейший съем металла существенно снижается, хотя и носит линейный характер, т.е. кривая имеет перегиб после двух часов обработки. Поэтому при дальнейших исследованиях время обработки устанавливалось равное одному часу, что полностью позволяло оценить влияние того или иного фактора.
Формирование минимального уровня шероховатости поверхности также носило линейный характер и полностью заканчивалось за два часа обработки, а ее процесс стабилизировался. Исследование влияния высоты загрузки рабочей камеры показало, что при уровне подвески 325 мм и загрузке камеры в 50 % съем металла достигает максимума, а затем по мере увеличения плавно снижается. Это объясняется большей подвижностью рабочей среды, что приводит к потере суммарной производительности машины и ухудшает шероховатость поверхности из-за возможного соударения деталей при обработке.
При загрузке камеры 75-80 % съем металла снижается на величину около 20 % от максимального, при загрузке 100 % объем съема металла снижается до 50 %.
При уровне подвески упругих опор относительно дна контейнера, равном 275 мм, снижение съема металла от уровня загрузки составляет соответственно 10 и 15 %. Дальнейшее уменьшение высоты уровня подвески не дало качественных изменений в характеристике зависимости, но существенно снизило общий уровень съема металла. Поэтому дальнейшие исследования проводились при уровне загрузки 80 % объема камеры.
Эксперименты показали, что съем металла имеет выраженный экстремум при расстоянии уровня упругой подвески от дна камеры равному 275 мм. Шероховатость поверхности деталей монотонно снижается с увеличением расстояния от дна камеры до уровня упругой подвески, практически стабилизируясь после 275 мм. Величина шероховатости у стали 45 несколько ниже чем у меди М1, а съем металла наоборот, что объясняется различием ее твердости.
Полученные экспериментальные данные позволили оптимизировать основные параметры технологического процесса, которые были взяты за основу при создании опытной вибромашины.
Исследование режимов обработки корпусных деталей проводилось непосредственно в производственных условиях Красногорского механического
завода на вибромашине ВПМ-100 с объемом рабочей камеры 100 дм3. В процессе испытаний были реализованы 4 схемы компановки вибромашины ВПМ-100. В качестве образцов использовались цилиндрические образцы 0 15x40 мм из стали 45, электродной меди М1, латуни Л62 и алюминиевого сплава АД1. Съем металла определялся взвешиванием на аналитических весах до и после обработки в течение одного часа в абразиве ПТ 15 с периодической промывкой. Результаты исследований приведены в таблице. При достижении маятниковых колебаний съем металла несколько снижается при той же величине горизонтальной составляющей амплитуды колебаний (на оси вибратора), и выравнивается для различных материалов, что характерно для маятниковых режимов.
Таблица. Съем металла при различных схемах обработки
Режим Материал Съем металла, Г/ча1- Условия эксперимента
1 Сталь 45 0,588 Схема компоновки "а"
Медь,М1 0,876 А=4 мм
Латунь, Л 62 0,636 горизонт
Алюм,АЛ 1 0,252 П=1800 об/мин
Сталь 45 0,522 Схема компановки "б"
Медь,М1 0,666 А горизонт -- 4
Латунь, Л 62 0,456
Алюм.АЛ 1 0,336 П=1800 об/мин
3 Сталь 45 0,360 Схема компановки "в"
Медь,М1 0.618 А горизонт = 4 мм
Латунь,Лб2 0,480 п = 1800 об/мин
Алюм.АЛ! 0,408
4 Сталь 45 0,032 Схема компановки "в"
Медь,М1 0,044 А горизонт = 2 мм
Латунь ,Л62 0,031
Алюм.АЛ 1 0,025 п = 1800 об/мин
5 Сталь 45 0,045 Схема компановки "г"
Медь,М1 0,036 А горизонт = 2 мм
Латунь,Л62 0,023
Алюм.АЛ! 0,016 п= 1800 об/мин.
Дальнейшие исследования проводились на малых амплитудах (режим 4 и 5) при маятниковых и крутильных схемах компановки виибромашины. На маятниковых режимах (режим 4) съем металла более однороден, чем на крутильных (режим 5) и в целом выше, чем на крутильных (режим 5) при несколько лучшей шероховатости поверхности, которая оценивалась визуально по образцам - свидетелям.
Режим колебаний 4 по всем параметрам удовлетворяет требованиям, предъявляемым к качеству поверхности деталей, изготовленных из алюминиевого сплава АЛ 2, но детали сравнительно малой массы при большой площади опоры (корпуса фотоаппаратов и кинокамер) не обеспечивают необходимой циркуляции и "всплывают" на поверхность рабочей среды. Провести эксперименты с абразивными гранулами на полимерной основе, для которых разрабатывалась данная технология, не представилось возможности из-за непоставки гранул партнерами. Учитывая это, были проведены испытания на режиме 5 (таблице.), где, благодаря созданию интенсивных крутильных колебаний, удалось обеспечить достаточную циркуляцию деталей и абразивной среды. Режим обработки несколько уступает в качестве поверхности режиму 4, зато полностью исключает "всплывание" корпусных деталей в процессе обработки.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
1. Исследование режимов чистового полирования корпусных деталей на модернизированной вибромашине ВПМ-100 показало принштиальную возможность обработки деталей без забоин и побитостей, но для реализации этой технологии необходимо создание специализированных вибромашин большой емкости со специальной системой разгрузки, т.к. типовой разгрузочный люк у вибромашин типа ВПМ-100 не позволяет производить механизированную разгрузку корпусных деталей.
2. Модернизированная вибромашина ВПМ-100 может быть использована для отделочной обработки компактных деталей с максимальными габаритами 70-80 мм из любых материалов.
3. По результатам исследований подана заявка на предполагаемое изобретение.
