CC BY
7
ТЕХНОЛОГИЯ МАШИНОСТРОЕНИЯ
УДК 621.9.022.2
ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЗАДАННОГО КАЧЕСТВА ПОВЕРХНОСТИ С ПОМОЩЬЮ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ПОВЫШЕННОЙ ВИБРОУСТОЙЧИВОСТИ
Рассмотрены сравнительные технологические характеристики применения различных оправок для закрепления тонкостенных заготовок на фрезерной операции. Показано, что оправка повышенной виброустойчивости обеспечивает лучшее качество обработанной поверхности.
Ключевые слова: нежесткая заготовка, виброустойчивость, шероховатость поверхности.
Теоретические исследования, проведенные отечественными и зарубежными исследователями позволили определить основные положения, которыми необходимо руководствоваться при создании приспособления для фрезерования тонкостенных цилиндров [1-4]. Эти положения учтены при разработке конструкций приспособления с повышенной виброустойчивостью, предназначенного для внедрения при чистовом фрезеровании фасонных поверхностей цилиндра
М.Н. Богомолов
М
ш
12 11
А
5 /7 18
Рис. 1. Оправка для закрепления тонкостенных заготовок
637
Предложенный способ реализуют тем, что используют разработанную оправку, конструкция которой пояснена чертежами на рис. 1.
На зажимной крышке 2 равномерно расположены резьбовые отверстия 15, в которые ввинчены зажимные винты 1. С помощью резьбового соединения крышка привинчена через центральное отверстие 12 шпилькой 14 и гайкой 13 к переднему торцу 11 центрального стержня 4. Между эластичной втулкой 3 и зажимной крышкой 2 расположена распорная шайба 16, имеющая пазы, размеры которых соответствуют угловым размерам резьбовых отверстий 15 на зажимной крышке 2 и ширину больше стержня винта 1. Эластичная втулка 3 выполнена из упругого материала, а распорная шайба 16 из материала, обеспечивающая деформацию втулки до равномерного контакта с внутренней поверхностью заготовки 5.
Оправка для закрепления тонкостенных заготовок работает следующим образом. Тонкостенную цилиндрическую заготовку 5 устанавливают на центральный стержень 4, снабженный эластичной втулкой 3. На передний торец центрального стержня 11 устанавливают зажимную крышку 2. При этом зажимная крышка 2 своими буртиками центрирует и направляет тонкостенную цилиндрическую заготовку 5. Гайкой 13 и шпилькой 14 прижимают зажимную крышку 2 к переднему торцу 11 центрального стержня 4. Через три зажимных винта 1 и через распорную шайбу 16 сжимают эластичную втулку 3. Затяжка винтов производят динамометрическим ключом с ограничением крутящего момента, например, ключом KING TONY 34223-1A, 1/4", 5-25 Нм.
При этом второй торец эластичной втулки 3 прижат к кольцевой ступени 10 центрального стержня 4 и зафиксирован в круговом направлении аксиальными базирующими штифтами 6 через ответные отверстия на торце эластичной втулки 3. Эластичная втулка 3 под сжатием создает изотропные радиально направленные силы, обеспечивая равномерный контакт с внутренней поверхностью заготовки 5. Втулка может быть выполнена из упругоэластичного материала, например из полиуретана, который обладает высокими механическими свойствами и может использоваться многократно.
Оправка для обработки тонкостенных цилиндрических заготовок своим хвостовиком уставляется в центральное посадочное отверстие 4-ой поворотной оси станка 18 и упирается своим торцом в поворотный фланец 17. Крепление осуществляется с помощью шпильки 9, гайки 8, и шайбы 7 [5, 6].
Управляющая программы для обработки тонкостенного цилиндра на фрезерном станке с ЧПУ была написана с помощью современной CAM системы, нами использовалась MasterCAM 2019 (рис. 2).
Рис. 2. Траектория движения инструмента
Mastercam 2019 разработан для оптимизации производственного процесса от задания на разработку технического процесса до изготовления детали. Эта версия повышает производительность обработки и снижает общие издержки производства благодаря новым функциям автоматизации 2Б-многоосевой фрезерования, усовершенствованию подготовки CAD и моделей, расширенному ЭБ-инструменту, ускоренной отделке, а также усовершенствованиям поворота и фрезерования.
6Э8
Технология машиностроения
С целью сравнительного анализа эффективности оправок по критерию шероховатости поверхности обработанных заготовок проводили измерения при применении действующей на производстве оправки и базирующе - зажимной оправки с повышенной виброустойчивостью. Фрезерование производилось на режимах, указанных выше.
В качестве средства проведения использовался портативный профилометр для измерения шероховатости в условиях производства «Surftest SJ-210P» 178-930-2D производства фирмы «Mitutoyo» (Япония).
Обработку заготовки проводили сначала на оправке, используемой на производстве, затем заготовку разворачивали на 180° и обрабатывали на базирующе - зажимной оправке с повышенной виброустойчивостью. Шероховатость обработанной поверхности измеряли в трех разных точках: на галтели - 1, которая формируется при первом проходе фрезы; на фасонной поверхности - 2 и на второй галтели - 3, не менее пяти раз (рис. 3).
Рис. 3. Зоны измерения шероховатости
Результаты измерений заносили в таблицу, где рассчитали средний результат по каждой измеряемой поверхности.
Результаты замеров шероховатости поверхностей втулки, _обработанных на различных оправках_
Шероховатость поверхности, Ra, мкм
Номер опыта Действующее приспособление Приспособление с повышенной виброустойчивостью.
Измеряемые поверхности Измеряемые поверхности
1 2 3 1 2 3
1 11,9 6,8 6,8 5,8 4,2 4,2
2 12,4 7,2 7,1 6,9 5,1 5,2
3 7,5 5,4 5,4 4,6 3,1 3,1
4 10,1 7,6 7,5 7,1 5,2 5,2
5 6,9 6,3 6,3 4,2 3,7 3,6
-К-аср 9,76 6,66 6,62 5,72 4,26 4,26
Заключение. Предложенное приспособление, по всем параметрам обеспечивает наименьшее значение шероховатости обрабатываемой поверхности и может быть внедрено в производство для фрезерования детали «Цилиндр».
Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научно-исследовательского проекта «Аспиранты» №20-38-90248-РФФИ.
Список литературы
1. Балакшин Б. С. Основы технологии машиностроения. М.: Машиностроение, 1969. 556 с.
2. Маталин А.А. Точность механической обработки и проектирование технологических процессов. М.: Машиностроение, 1970. 320 с.
3. Суслов А.Г. Технология машиностроения. Учебник для студентов машиностроительных специальностей вузов. М.: Машиностроение, 2007. 430 с.
639
4. Суслов А.Г., Дальский А.М. Научные основы технологии машиностроения. М.: Машиностроение, 2002. 684 с.
5. Ямников А.С., Богомолов М.Н. Центрирующая оправка повышенной виброустойчивости для фрезерования тонкостенных втулок // Черные металлы. 2019. №5. С. 52-57.
6. Yamnikov A.S., Bogomolov M.N. Simulation of Oscillation Frequency Effects on Complex Shape Part Milling // XVI International scientific-technical conference «Dynamics of technical systems» (DTS-2020). ^is collection of conference proceedings contains materials presented in the section №2 «Non-linear Dynamics and Applied Synergetics in technical systems». Р. 10-14.
Богомолов Максим Николаевич, аспирант, hogomolovmnamail. ru, Россия, Тула, Тульского государственного университета
ENSURING THE TARGETED SURFACE QUALITY BY MEANS OF ADDITION OF INCREASED VIBRATION RESISTANCE
M.N. Bogomolov
Comparative technological characteristics of the use of various mandrels for fixing thin-walled workpieces at a milling operation are considered. It is shown that the mandrel of increased vibration resistance provides the hest quality of the processed surface.
Key words: non-rigid workpiece, vibration resistance, surface roughness.
Bogomolov Maxim Nikolaevich, postgraduate, hogomolovmnamail.ru, Russia, Tula, Tula State University
УДК 621.43 + 06
ИССЛЕДОВАНИЕ НАДЁЖНОСТИ ПОРШНЕВЫХ КОЛЕЦ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
И.М. Алексаньян, А.Е. Хачкинаян
Приведен собранный статистический материал по износу поршневых колец двигателей внутреннего сгорания строительных, дорожных машин, эксплуатируемых на строительных объектах Ростовской области. Данный материал обработан по нормальному закону Гаусса и получены данные по износу и срокам службы поршневых колец, которые могут быть использованы на ремонтных заводах и в эксплуатационных хозяйствах страны.
Ключевые слова: двигатель внутреннего сгорания, поршневые кольца, износ, надёжность, срок службы.
В настоящее время особо пристальное внимание уделяется вопросам повышения надёжности и долговечности машин и их основному агрегату - двигателю внутреннего сгорания, так как это даёт возможность повысить производительность и снизить себестоимость работ, что является одним из важных путей насыщения народного хозяйства техникой, широкого внедрения комплексной механизации и автоматизации производственных процессов.
