CC BY
34
МЕХАНИКА, МАШИНОСТРОЕНИЕ
УДК 621 9.048.3 С. А. ШИЛЯЕВ
В. А. ГЛАЗЫРИН В. И. КОСТЯЕВ
Ижевский государственный технический университет
ПРОГРЕССИВНЫЕ МЕТОДЫ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ НЕЖЕСТКИХ ДЛИННОМЕРНЫХ ДЕТАЛЕЙ
В данной работе рассматриваются прогрессивные методы абразивной обработки длинномерных деталей малой жесткости, представляющих собой различного вида валики длиной более 500 мм при отношении длины к диаметру до 40:1.
Развитие техники на современном этапе неразрывно связано с единством конструкторско-техно-логических решений. Обеспечение качества закладывается на этапе разработки технологических процессов, предусматривающих влияние металлургических, технологических и эксплуатационных факторов на прочностные свойства материалов.
Работоспособность и стабильность эксплуатационных характеристик большинства механизмов лимитируется ресурсом работы отдельных деталей. Во многих современных машинах и специальных устройствах широкое применение находят детали малой жесткости, представляющие собой различного вида валики длиной более 500 мм при отношении длины к Диаметру до 40:1. Повышение требований кточности,
геометрической форме и качеству поверхности данных деталей приводит к увеличению количества отделочных операций. Достижение необходимых параметров при условии получения шероховатости поверхности 7-9 класса, в настоящее время вызывает определенные трудности, обусловленные значительными упругими деформациями обрабатываемой заготовки в процессе обработки. Такие детали, обладая малой жесткостью, вследствие возникновения в них внутренних напряжений самопроизвольно искривляются.
Таким образом, возникает необходимость разработки и освоения новых прогрессивных методов окончательной обработки при обработке деталей малой жесткости. Одним из прогрессивных видов
Рис. 1. Устройство ротационного ленточного шлифования абразивной лентой: 1 - ведомый ролик, 2 - натяжной ролик, 3 - ведущий ролик, 4 - абразивная лента, 5 - обрабатываемая заготовка, 6 - планшайба.
Рис. 2. Схема двустороннего ленточного шлифования абразивной лентой: 1 - натяжной ролик, 2 - абразивная лента, 3 - обрабатываемая заготовка, 4 - ведущий ролик.
обработки являе тся охватывающее шлифование абразивной лентой, характеризующееся более благоприятными условиями резания в зоне обработки за счет эластичности и упругости инструмента, снижения сил резания, меньшей теплонапряженности процесса обработки, а также отсутствием балансировки и правки инструмента по сравнению с обработкой лезвийным инструментом и абразивными кругами.
Особенностью охватывающего ленточного шлифования абразивной лентой является увеличенная площадь контакта, при этом зона контакта инструмента и заготовки ограничена шириной ленты и углом охвата лентой обрабатываемой поверхности.
Увеличенная площадь контакта способствует увеличению количества активных зерен на единице рабочей поверхности ленты, что является важнейшей характеристикой абразивного инструмента и позволяет правильно представлять размер среза, осуществляемого одним зерном, а отсюда — возможность определения, приходящейся на одно зерно нагрузки. Таким образом, стойкость инструмента при охватывающем ленточном шлифовании существенно возрастает.
Обработку при охватывающем ленточном шлифовании можно рассматривать как процесс с постоянным усилием прижима ленты к обрабатываемой поверхности. Увеличение усилия натяжения ленты, при постоянных наладочных параметрах устройства, вызывает увеличение удельного усилия прижима ленты к детали, что, в свою очередь, ведет к увеличению силы резания.
На производительность процесса обработки и качество получаемой поверхности заготовки при охватывающем ленточном шлифовании влияют как физико-механические свойства абразивной ленты, так и технологические параметры процесса шлифова-
ния, в частности сила натяжения абразивной ленты, как один из определяющих факторов в создании определенной силы резания в процессе шлифования.
Охватывающая обработка абразивной лентой может быть реализована с помощью следующих схем: двустороннего шлифования и ротационного ленточного шлифования.
Устройство ротационного ленточного шлифования (рис. 1) работает следующим образом: абразивная лента движется со скоростью резания и имеет планетарное (ротационное) движение, обеспечивающее круговую подачу. Натяжение абразивной ленты в процессе обработки поддерживается на одном уровне с помощью специального приспособления.
Отличительной особенностью схемы двустороннего ленточного шлифования (рис. 2) является возможность вести обработку с постоянным усилием прижима ленты с двух сторон, что обеспечивается за счет натяжения одного из роликов лентопротяжного механизма. При обработке абразивной лентой методом двустороннего ленточного шлифования усилия прижима ленты к заготовке взаимно противоположно направлены и по величине совпадаюттаким образом, что деформация даже длинномерных нежестких заготовок сводится к нулю. Продольная подача при этом не будет создавать разности в усилиях натяжения разных ветвей ленты, так как съем металла при этом будет осуществляться по винтовой линии и в пределах исходной шероховатости. Как следствие, заготовку в целом можно считать жесткой, а жесткость системы в различных точках по оси заготовки постоянной.
Проведенные исследования показали, что съем металла при обработке методом охватывающего ленточного шлифования нежестких заготовок остается постоянным.
Исследования влияния радиального съема металла в условиях обработки с постоянным радиальным усилием на шероховатость получаемой поверхности позволяют установить необходимое количество проходов для получения качественного профиля получаемой детали, и уточнить особенности эксплуатации устройства для двустороннего ленточного шлифования в условиях наименьших деформаций при обработке длинномерных заготовок. Для достижения заданной шероховатости и исправления исходной погрешности в пределах шероховатости требуется 2-3 прохода.
Применение охватывающего ленточного шлифования с постоянным усилием прижима почти в 2 раза повышает производительность, резко снижает необходимый припуск на шлифование и при этом резко сокращает продолжительность цикла обработки.
При решении вопросов внедрении охватывающего ленточного шлифования в промышленности сотрудниками кафедры были решены вопросы оптимизации процесса обработки и рекомендованы оптимальные режимы обработки, позволяющие получать максимальную производительность при выполнении заданных требований к качеству поверхности.
Таким образом, новые методы обработки всегда вносят существенные поправки в технологию обработки и конструкцию существующего оборудова-
ния, способствуя созданию их наиболее прогрессивных типов. В области абразивной обработки создание и совершенствование метода обработки является одним из направлений в расширении технологических возможностей процесса шлифования.
Библиографический список
1. Лурье Г.Б. Шлифование абразивными лентами. — М.-. Высшая школа, 1980. - 47с., ил.
2. Паньков Л.А., Костин Н.В. Обработка инструментами из шлифовальной шкурки. - Л.: Машиностроение, 1988. - 234с., ил.
3. Свидетельство № 11503 РФ, 6В24В21/02. Усгройство для ленточного шлифования. /Шиляев С.А., Свитковский Ф.Ю., Иванова Т.Н., СюрсинС.Л., Гальчик А.И. (РФ).
4. Патент№2108224 РФ, В24В21/02, Устройство длядвусторон-него шлифования абразивной бесконечной лентой. / Свитковский Ф.Ю., Мурэаханов Р.З., Кулюшин М.П., КуркоВ.И. (РФ).
ШИЛЯЕВ Сергей Александрович, кандидат технических наук, доцент кафедры «Автомобили и металлообрабатывающее оборудование». ГЛАЗЫРИН Владимир Александрович, кандидат технических наук, доцент той же кафедры. КОСТЯЕВ Владимир Иванович, кандидат технических наук, доцент той же кафедры.
удк 6219 Р. М. МУХАМАДЕЕВА
Северо-Казахстанский государственный университет им. М.Козыбаева
ПЕРСПЕКТИВНОЕ НАПРАВЛЕНИЕ ОБРАБОТКИ ОТВЕРСТИЙ_
Статья знакомит с основными тенденциями развития технологий. Комбинированная обработка — это одно из перспективных направлений металлообработки, сочетающей резание и пластическое деформирование. Автором предложена совершенно новая конструкция развертки с уплотняющей ленточкой, позволяющая с минимальной себестоимостью получать отверстия с высокими эксплуатационными характеристиками.
Повышение эффективности металлообработки является одним из основных направлений развития современного машиностроения. Эксплуатационные свойства детали выходят на первый план. Только повышая надежность изделия, возможно получение конкурентоспособной продукции.
Надежность работы любой машины непосредственно связана с качеством поверхностного слоя деталей, которая характеризуется геометрическими и физико-механическими параметрами. При эксплуатации детали машин контактируют друт с другом или с окружающей средой. От качества поверхностного слоя зависят эксплуатационные свойства: сопротивление усталости, износостойкость, коррозионная стойкость, сопротивление контактной усталости и др.
связи с интенсификацией эксплуатационных процессов, увеличением скоростей перемещения рабо-
чих органов, повышением температур и давлений роль качества поверхностного слоя значительно возрастает. Связь характеристик качества поверхностного слоя с эксплуатационными свойствами деталей свидетельствует о том, что оптимальная, с точки зрения повышения эксплуатационных свойств деталей, поверхность должна быть достаточно твердой, иметь сжимающие остаточные напряжения, мелкодисперсную структуру, сглаженную форму микронеровностей с большой площадью опорной поверхности.
С помощью широко применяемых методов окончательной обработки (шлифование, хонингование, доводка) создается необходимая форма деталей с заданной точностью, но часто не обеспечивается оптимальное качество поверхностного слоя. Оно может быть достигнуто поверхностным пластическим деформированием, при котором стружка не образуется,
