CC BY
37
Известия Самарского научного центра Российской академии наук, т. 13, №4(3), 2011
УДК 621.923.5
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ХОНИНГОВАНИЯ ОТВЕРСТИЙ ЦИЛИНДРОВ МАЛОЙ ЖЕСТКОСТИ
© 2011 Н.В. Лысенко, Ю.А. Шилова
Самарский государственный технический университет
Поступила в редакцию 10.11.2011
В отличии от всех способов прецизионной обработки, где качество обработки определяется, в основном, точностью и жесткостью станка, при хонинговании основное влияние на точность и шероховатость поверхности оказывает хонинговальная головка и приспособление для установки заготовки.
Как показали выполненные выше исследования, значительные трудности достижения геометрической точности формы отверстий в продольном и поперечном направлениях возникают при обработке тонкостенных деталей.
Для уменьшения погрешностей обработки необходимо стремиться к тому, чтобы удельное давление брусков на обрабатываемую поверхность было величиной постоянной или изменялось незначительно при перемещении инструмента в осевом направлении. Однако это условие не может быть выполнено в связи с исходными погрешностями формы отверстия сформированными предшествующими методами обработки, а также деформацией стенок заготовок при закреплении. Кроме этого для обеспечения цилиндричности отверстия необходимо предусматривать перебег абразивных брусков за края отверстия. Это неизбежно приводит к перераспределению удельного давления брусков на обрабатываемую поверхность, т.к. площадь контакта инструмента с заготовкой уменьшается. Согласно рекомендации [1] величина перебега брусков в среднем составляет 0,3 длины бруска и в каждом конкретном
Изложенное выше дает основание технологу искать новые варианты обеспечения точности хонингования тонкостенных деталей. Рассмотрим некоторые из них.
В качестве альтернативного способа управления точностью обработки при хонинговании можно использовать бруски на эластичной основе. В этом случае рост удельного давления брусков позволит в первую очередь деформировать наименее жесткое звено заготовка - брусок, а именно эластичную подложку бруска не вызывая деформацию стенок обрабатываемой детали. Однако следует учитывать что такие бруски не исправляют исходную погрешность формы отверстия, а лишь формируют необходимую шероховатость поверхности с различным микрорельефом и относительной опорной длиной профиля. Поэтому задачей предшествующей операции является обеспечение заданной точности обработки, согласно техническим требованиям чертежа.
Другим возможным вариантом получения точности обработки тонкостенных деталей может быть применение специальной хонинговальной головки с абразивными или алмазными брусками.
Применение предлагаемой хонинговальной головки позволяет вести обработку тонкостенных деталей с малой и переменной жесткостью с высокой производительностью и точностью. Конструктивное исполнение головки исключает возникновения упругих деформаций тонкостенных деталей в процессе обработки, в этом случае действие сил резания на внутреннюю поверхность цилиндра, можно рассматривать как нагружение его равномерным внутренним давлением, когда имеют место минимальные радиальные упругие перемещения стенок обрабатываемой заготовки.
Как показала практика хонингования отверстий, с увеличением стенок заготовки деформации, при равных прочих условиях, уменьшаются, а точность повышается. Следовательно, при конструировании приспособления необходимо стремиться к увеличению жесткости стыка приспособление - заготовка. В литературном обзоре отмечено, что оптимальным устройством для закрепления тонкостенных заготовок является использование эластичного резинового манжета [1].
Недостатком этого устройства является непригодность для закрепления заготовок с разными конструктивными элементами по наружной поверхности. Нами предложено техническое устройство для установки цилиндрических тонкостенных заготовок, позволяющие расширить технологические возможности работы и, одновременно, увеличить радиальную жесткость контакте заготовки с приспособлением [2].
Поставленная цель достигается тем, что в средней части эластичной резиновой манжеты выполнен цилиндрический кольцевой выступ, предназначенный для установки разрезной цилиндрической втулки с равномерно распределенными по окружности в продольном направлении встречными пазами, образующие подвижные в радиальном направлении двухсторонние сектора, предназначенные для одновременного контакта наружной поверхностью заготовки под воздействием эластичной резиновой манжеты.
Из законов физики известно, что сила действия равна силе противодействия. При силовом радиальном нагружении заготовок силами закрепления с
1104
Механика и машиностроение
наружной стороны и силами равномерной распределенной нагрузкой от действия абразивных брусков с внутренней стороны возникают различные по величине и знаку упругие деформации. Решение задачи по уменьшению деформаций может быть сведено к
выравниванию радиальных сил воздействия на заготовку с наружной и внутренней стороны. Это, по нашему мнению, позволит значительно повысить точность обработки маложестких заготовок.
На основе теории расчета тонких цилиндрических оболочек, получены уравнения средней линии заготовки на участках нагружения и вне участков при различных схемах силового нагружения. При расчетах использовалась равномерно-распределенная нагрузка по кольцевому сечению, произвольная система сил, произвольно распределенная и равномерно распределенная.
Установлено, что изменяя характер нагружения силами закрепления можно уменьшить величину деформации стенок до 25-5-38%.
Закрепление заготовок распределенной нагрузкой у торцевой части по типу треугольника с вершиной у торца позволяет снизить величину максимальной деформации до 30-5-35%.
Анализ эпюр деформаций заготовок при силовом нагружении закреплением показал наличие экстремумов. Это дает основание конструктору учитывать эти выводы при проектировании технологической оснастки. Рациональное конструирование элементов закрепления позволяет уменьшить деформации и выровнять их подлине.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Куликов С.И., Романчук В.А., Ризвзнов Ф.Ф. и Евсеев Ю.М. Хонингование (справочное пособие), Машиностроение, М., 1973г.
2. Патент №2419518 от 27 мая 2011 г., по заявке 2009118651, Российская Федерация, Устройство для закрепления заготовок / Лысенко Н.В., Шилова
TECHNOLOGICAL SUPPORT OF HONING CYLINDER BORES OF LOW STIFFNESS.
© 2011 Lysenko N.V., Shilova J.A.
Samara State Technical University
1105
