CC BY
130
Список использованной литературы:
1. Вожжов А.А. Анализ особенностей расчета сил резания при точении с пилообразными колебаниями резца в радиальном направлении / А.А.Вожжов // Вюник СевНТУ. Сер. Машиноприладобудування та транспорт. — Севастополь. 2013- Вып. 139. - С. 45 - 51.
2. Лизин В.Т. Проектирование тонкостенных конструкций / В.Т. Лизин В.А. Пяткин — М.: Машиностроение, 1985. — 334 с.
3. Пашков Е.В. Технологические основы обработки точением тонкостенных цилиндрических деталей: учеб. пособие / Е.В. Пашков. — Севастополь: Изд-во СевНТУ, 2000. — 425 с.
4. Пашков Е.В. Вибрационное точение тонкостенных цилиндров с применением бигармонических колебаний/ Е.В. Пашков, В.Я. Копп // Вестник СевГТУ. Сер. Автоматизация процессов и управление. -Севастополь. 1996 - Вып. 2. - С. 23 - 24.
© А.А. Вожжов, Н.А. Волошина, С.Н. Федоренко, 2015
УДК 621.941.01
А.А. Вожжов, старший преподаватель, Н.А. Волошина, к.т.н., доцент, С.Н. Федоренко, старший преподаватель ФГБОУВО «Севастопольский государстеввный универсистет»,
г. Севастополь, Российская Федерация
ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПОВЫШЕНИЯ ТОЧНОСТИ ОБРАБОТКИ ТОНКОСТЕННЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ НА ОПЕРАЦИЯХ ЧИСТОВОГО ТОЧЕНИЯ
Аннотация
Проведено экспериментальное исследование возможности повышения точности и качества обработки тонкостенных цилиндрических деталей на операциях чистового точения с пилообразными колебаниями инструмента в радиальном направлении
Ключевые слова Точность обработки, вибрационная обработка, оценка точности
Повышение требований к качеству деталей машин и проблемы создания конкурентоспособной продукции обусловили постоянный рост удельного значения методов прецизионной лезвийной обработки. Особые трудности достижения заданной точности возникают при изготовлении тонкостенных цилиндрических деталей (ТЦД) с малой радиальной жесткостью, приводящей к упругим и пластическим деформациям стенок от действия внешних сил.
Использование традиционных технологий не позволяет зачастую получить желаемую точность обработки и обеспечить требуемую производительность, что приводит к необходимости искать нетрадиционные подходы к устранению возникающих проблем и находить оригинальные решения в отношении выполнения основных и вспомогательных операций.
Одним из таких подходов является вибрационная обработка, основанная на использовании энергии механических гармонических упругих колебаний, в т.ч. ультразвуковых, позволяющая в несколько раз уменьшить величину деформаций от действия сил резания.
Ультразвуковое резание является одним перспективных методов обработки, что обусловлено снижением сил резания, устранением явления наростообразования, снижением высоты микронеровностей обработанной поверхности, снижение до минимума остаточных напряжений на обработанной поверхности [1].
В общем случае на обычные движения резца при финишной токарной обработке предлагается наложить радиальные колебания в диапазоне ультразвуковых частот. При виброперемещении инструмента переменные циклические нагрузки на обрабатываемый материал, обусловлены переменными скоростями и углами резания.
Как известно при резании с наложением колебаний на формообразующий инструмент или заготовку
в радиальном направлении скорость резания Vдейсте является переменной величиной.
Действительные значения скорости в случае использования, например, пилообразных негармонических УЗК в радиальном направлении могут быть определены с помощью выражения:
- V2 + (аш,)2, S,(t) > 0; (1)
У действ — л i-
УV2 + (аш2)2, S,(t) < 0.
где: V- скорость резания, а - циклическая частота колебаний инструмента (а = 2nf), а - амплитуда колебаний.
При этом при отсутствии колебаний а = 0, либо fi, f = 0, значение действительной скорости V дейсте равно окружной скорости V.
Разворот вектора скорости Vдейсте приводит к изменению кинематических углов резания (передний, задний угол)
Изменения углов у и а может оказывать существенное влияние на характер стружкообразования и формирование поверхностного слоя детали.
В рассматриваемом случае исследования производились для случая с минимальными значениями амплитуды колебаний (отношение скорости резания к скорости колебательного движения больше 100), величины Лу и Ла незначительны, как при резании без колебаний.
Экспериментальный стенд был создан на базе токарного станка модели Citizen Cincom M32-V (рисунок 1) отличающихся своей точностью и уровнем вибраций, при обработке.
Точение и растачивание образцов с цилиндрическими поверхностями производилось в соответствии с традиционной технологией по программе ЧПУ.
Рисунок 1 -Фрашенгшгогошениядаали набазе станка Citizen M32-V и измерения на базе КИМ Dea Micro-Hite 3D Испытания проводились при обработке деталей из сгалей марок 45;
диапазон исследуемых режимов резания определялся по существующим рекомендациям [2]. При точении в качестве СОТС использовали растворы, рекомендованные для обработки соответствующей категории материалов [2], финишная обработка тонкостенной части детали производилась без применения СОТС.
В качестве средства измерения использовалась координатно-измерительную машину (КИМ) Dea Micro-Hite 3D (рисунок 1). Заданная точность измерительных приборов, определяемая величиной
47
инструментальной погрешности, равна (70.. .80)% допускаемой погрешности.
При оценке точности изготовленных образцов использовался статистический метод [3].
Измерению подлежали три параметра детали (рисунок 2):
1) размер наружной цилиндрической поверхности 023^8;
2) отклонение от цилиндричности EFZ указанной в п.1 поверхности;
3) среднее арифметическое отклонение профиля ^а) этой же поверхности.
В первом случае допуск на измеряемый параметр равен Td=0,033 мм. Предел допускаемой погрешности измерения по ГОСТ 8.051-81 составляет 5=0,008 мм.
При измерении указанного отклонения формы допуск не должен превышать 12% допуска на линейный размер при заданном уровне относительной геометрической точности С. По ГОСТ 24643-81 TFZ=0,004 мм, тогда предел допускаемой погрешности примем равным на 50 % меньше величины допуска, 5=0,002 мм.
Диаметр измеряется в плоскости, перпендикулярной оси и отстоящей на расстоянии приблизительно равном 5 мм от левого торца детали, при этом сама деталь базируется на предметном столе, стоя на правом торце (ось располагается вертикально). Измерения каждой из деталей производятся 2 раза в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, ощупываются 4 точки, определяются значения двух действительных
размеров и их среднее значение, принимаемое за результат измерения Х. . Объем выборки составляет N=50 единиц для каждого из рассматриваемых способов.
Рисунок 2 - Обрабатываемая деталь
Оценка указанных параметров осуществлялась следующим образом.
1. Рассчитывалось количество разрядов по формуле
К = = 750 « 7.
2. Значения величин действительных размеров распределялись по разрядам, подсчитывалось число попаданий в каждый разряд и определялись статистические частоты р (Ах. ) и плотности частот
(Ах. ) эмпирических данных
р'(А*,) = А^; /-(АН) = -А% ■ <2>
N АхД
где - число случаев в 7-м разряде; Axi - величина разряда; N - общее число
наблюдаемых случаев.
3. Оценивались числовые характеристики указанных случайных величин, в частности, их математические ожидания и дисперсии, т.е.
- 1 N 1 N _
х = ±ух7; D =— У (х. -х)2, (3)
N У 7 х N -1У 7 '
где - 7-е значение результата измерения.
Результаты обработки статистических данных приведены графически представлены на рисунках 3, 4,5.
Рисунок 3 - Распределение размеров деталей в партии, изготовленной способом 1
Рисунок 4 - Распределение размеров деталей в партии, изготовленной способом 2
Рисунок 5 - Распределение размеров деталей в партии, изготовленной способом 3
При измерении отклонения от цилиндричности деталь базируется аналогичным образом и применяется метод измерения в поперечных сечениях, при этом ощупывается 24 точки реального профиля по всей окружности поперечного сечения цилиндра. По координатам измеренных в нескольких сечениях точек строится прилегающий цилиндр и с помощью ЭВМ определяется отклонение от цилиндричности.
Для контроля шероховатости использовался мобильный прибор HOMMEL TESTER T500. Измерениям подвергалась выборка из трех деталей для каждого из способов обработки, что обусловлено наличием контактной деформации при ощупывании профиля данным прибором.
Ниже представлена сводная таблица 1, содержащая результаты измерений всех параметров и их обработку.
Таблица 1
Результаты измерений
Линейный размер Отклонение формы Шероховатость
min, мм max, мм X , мм D , мм2 X EFZ , мм Ra, мкм
1 способ 23,569 23,599 23,5843 0,000037 0,003 0,63
2 способ 23,574 23,598 23,5844 0,000028 0,0025 0,5
3 способ 23,573 23,596 23,5841 0,000026 0,0025 0,5
Сравнение результатов рассмотренных процессов (1 способ - точение без вибрации; 2 способ - f = 16 кГц, а = 1 мкм; 3 способ -f = 20 кГц, а = 1 мкм показывают, что дисперсия по линейному размеру уменьшается в 1,35 раза, по шероховатости поверхности в 1,26 раза. В сравнении с заводской технологией в среднем производительность операций на завершающем этапе изготовления деталей повышается примерно на 20%.
ВЫВОД: Применение ультразвуковых вибраций инструмента в радиальном направлении за счет качественного влияния на процесс стружкообразования и обрабатываемость материалов, снижения коэффициентов трения в зоне контакта при резании оказывает положительное влияние на точность при изготовлении. Проведенные производственные испытания показывают, что применение разработанных методов интенсивной обработки, позволяют обеспечить повышение точности изготовления с одновременным увеличением производительности процесса.
Перспективой дальнейших исследований является определение возможности снижения величины радиальной деформации обрабатываемой детали, определение зависимости величины радиальной деформации обрабатываемой детали от различных параметров резания. Список использованной литературы:
1. Пашков Е.В. Вибрационное точение тонкостенных цилиндров с применением бигармонических колебаний/ Е.В. Пашков, В.Я. Копп // Вестник Сев! ТУ. Сер. Автоматизация процессов и управление. - Севастополь. 1996 -Вып. 2. - С. 23 - 24.
2. Пер А.Г. Алмазная и тонкая обработка в приборостроении. - М «Оборонгиз», 1963. - 187с.
3. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т. 1/ Под ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова.— 4-е изд., перераб. и доп.— М.: Машиностроение, 1986. 656 с, ил.
© А.А. Вожжов, Н.А. Волошина, С.Н. Федоренко, 2015
УДК 691.327:666.97
А.Ф.Галеев, студент КГАСУ e-mail: ayzat-galeev@rambler.ru Н.М.Морозов, канд. техн. наук, доцент КГАСУ e-mail: nikola_535@mail.ru С.В.Степанов, канд. техн. наук, ст. преп. КГАСУ
e-mail: seregins@yandex.ru г.Казань, РФ
ИССЛЕДОВАНИЕ ВОДОРЕДУЦИРУЮЩЕГО ЭФФЕКТА СУПЕРПЛАСТИФИКАТОРОВ В ЦЕМЕНТНЫХ СИСТЕМАХ С НАПОЛНИТЕЛЕМ
Аннотация
Рассмотрено влияния вида и дозировки суперпластификатора на водопотребность цементных систем. Дана оценка влияния вида и дозировки наполнителей на водоредуцирующий эффект суперпластификаторов. Установлены эффективные сочетания суперпластификаторов и наполнителей.
