Внедрение новой технологии в Машиностроение Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Перспективные материалы и технологии в аэрокосмической отрасли

А. А. Kulkov, A. U. Litvinchuk, A. M. Yachnikov JSC «Krasnoyarsk Machine-Building Plant», Russia, Krasnoyarsk

MODERN PRODUCTION TECHNOLOGIES OF THE SPECIAL CUTTING TOOL

The assessment of efficiency of introduction of advanced technology of manufacturing of the special cutting tool by a method of a vyshlifovka of geometry on the machine from ChPU is carried out.

© Кульков А. А., Литвинчук А. Ю., Ячников А. М., 2012

УДК 621.384

Д. В. Латюк

ОАО «Красноярский машиностроительный завод», Россия, Красноярск

ВНЕДРЕНИЕ НОВОЙ ТЕХНОЛОГИИ В МАШИНОСТРОЕНИЕ

Изложены основные особенности научно-технической проблемы обработки металлов резанья и их возможности решение.

В настоящие время актуальной научно-технической проблеме машиностроения - повышения точности и производительности обработки на металлорежущих станках уделяется большое внимание. Для прецизионных и металложующих станков надо учитывать не один эффективный путь решения проблем, а сразу несколько известных вариантов задач, при решении которых станки достигнут более высокой точности, нагрузочной способности и виброустойчивости.

В станкостроении перспективным является применение в станкостроении гидростатических шпиндельных опор и направляющих. Адаптивные гидростатические направляющие опоры с активно подвижно втулкой и адоптивные гидростатические направляющие со встроенными плавающими регуляторами активного нагнетания рабочей жидкости могут иметь нагрузочную характеристику с большим диапазоном отрицательной податливости, что позволяет уменьшить влияние упругих деформаций технологической системы станка на точность обработки.

Однако гидростатические направляющие опоры с активно подвижной втулкой имеют некоторые недостатки, например, при расточке длинномерных труб происходит отгибание расточной головки из-за нехватки жесткости самой державки. Чем длиннее вылет державки и меньше внутренний диаметр растачиваемой трубы, тем больше потеря жесткости, что влечет за собой дробление на обрабатываемой поверхности, тем самым увеличивается число проходов и снижение оборотов оборудование. Вибрация возникает при работе инструмента значительно уменьшить, используя антивибрационные борштанги.

Предложено устройство для обработки глубоких отверстий, содержащее борштангу и закрепленную на ее рабочей части расточную головку с режущими пластинами, отличающееся тем, что оно снабжено установленными на рабочей части борштанги направляющими элементами и размещенным на нерабочей части борштанги резонатором комплексных колеба-

ний, выполненным с распорными клиньями, зафиксированными стягивающими винтами и расположенными в двухзаходных винтовых пазах разных радиусов конического поперечного сечения.

Частота собственных колебаний борштанги W0 прямо пропорциональна ее жесткости, зависящей от материала распорных вкладышей и геометрических параметров поперечного сечения. Частота возбуждения W зоны стружкообразования является функцией режимов резания, причем прямо пропорциональна скорости резания и обратно пропорциональна глубине резания и подаче. Поэтому частота возбуждения W на черновых операциях значительно меньше, чем на чистовых. Соответственно на черновой операции используется паз с большим радиусом для меньшей частоты усиления, на чистовой операции - паз с меньшим радиусом для большей частоты усиления.

При расклинивании паза втулками из стали 30ХГС данное поперечное сечение резонатора рассматривается как сплошное с полярным моментом инерции J1. Жесткость сечения паза с клиньями из цветных сплавов уменьшается, так как полярный момент инерции сечения J2 в данной части инструмента меньше J1 вследствие ослабления поперечного сечения пазами и меньшего модуля упругости цветных сплавов.

Жесткость соответствующей части инструмента уменьшается и определяет собственную резонансную частоту инструмента и амплитуду вынужденных колебаний.

Паз с большим радиусом используется на черновых операциях с более низкой резонансной частотой колебаний и большей амплитудой колебаний, паз с меньшим радиусом - на чистовых операциях с более высокой частотой и меньшей амплитудой.

Использование данного устройства позволяет повысить производительность обработки, качество и точность обработанной поверхности, повысить надежность работы инструмента и обеспечить стабильность форм и размеров в эксплуатационный период детали.

Решетневскце чтения

D. V. Latuk

JSC «Krasnoyarsk Machine-Building Plant», Russia, Krasnoyarsk

INTRODUCTION OF NEW TECHNOLOGY IN MECHANICAL ENGINEERING

The main features of a scientific and technical problem of processing of metals of cutting and their possibility the decision are stated.

© Латюк Д. В., 2012

УДК 621.6.09:534.01

Д. В. Латюк, Е. В. Раменская, Ю. А. Филиппов

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск

ВЛИЯНИЕ ЛИНЕЙНЫХ ПАРАМЕТРОВ ЗАГОТОВКИ НА ЧАСТОТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОЦЕССА ТОЧЕНИЯ

Рассмотрены условия возникновения и изменения собственных частот стальной заготовки при точении в токарных станках.

В производстве изделий машиностроения операции механической обработки занимают 43-51 % от общей трудоемкости изготовления. Причем одну треть деталей, получают точением, обеспечивающим сложные контуры с кривыми второго и третьего порядка. Технологический процесс точения заготовок сопровождается вариацией амплитуд поперечных и угловых колебаний, влияющих на формирование шероховатости поверхностного слоя детали и точности геометрии заданного контура. Из множества факторов на динамику процесса точения заметное действие оказывает собственная частота заготовки, формируемая линейно-угловыми размерами.

Собственные частоты процессов точения исследовались профессорами В. М. Кованом, А. П. Соколовским, В. Н. Подураевым, А. Н. Гавриловым, И. Тлу-сты. Решение задачи о влиянии линейных параметров заготовки из теплостойких сталей на процесс точения, представлено в связи с освоением высоких технологий, применяемых в производстве изделий авиационно-космической техники.

Известно, что в общем случае круговая частота собственных колебаний заготовки описывается уравнением с учетом жесткости и массы заготовки p2 = c / m. Если подставить в рассмотренное уравнение вместо параметра жесткости функцию податливости получаем исходное уравнение для анализа частотных характеристик заготовки:

p2 = 1/ m 8у, (1)

где р - собственная круговая частота колебаний заготовки; m - масса заготовки, кг; 8,,- - податливость,

и

мм/Н.

При расчетах массу цилиндрической однородной стальной заготовки при стандартных значениях моду-

ля Юнга, удельного веса и соответствующего преобразования можно определить по уравнению

m = 0,617 ?2, (2)

где а - диаметр заготовки, см.

Для вычисления величины податливости воспользуемся известной функцией

8у = у / Р, (3)

где у - прогиб заготовки, мм; Р - сила тяжести заготовки, Н.

Прогиб заготовки при базировании на двух опорах характеризуется функцией

у = Р • Ь3 /48 • Е1, (4)

где Ь - длина заготовки, мм; Е - модуль Юнга, МПа; I - момент инерции сечения, мм4.

После подстановки значения функции (4) в уравнение (3) получаем

8у = Ь3 /48 Е1, мм/Н, (5)

После подстановки значений модуля Юнга и момента инерции сечения для стальной цилиндрической заготовки функция (5) принимает вид

8у = 0,2122 • 10-5 Ь3 / а4, (6)

При анализе жесткости заготовок при точении применяют соотношение длины заготовки к диаметру (Ь / ?), учитывая это, функция податливости (6) принимает окончательный вид

8у = 2, 122 • 10-6 (Ь / ?)3 / (7)

Уравнение (1) частоты собственных круговых колебаний стальной цилиндрической заготовки после вычислений примет вид