CC BY
18
ЗАЩИТА АЛМАЗНОГО ИНСТРУМЕНТА ПРИ ВЫГЛАЖИВАНИИ В
МАССОВОМ ПРОИЗВОДСТВЕ
Лукьянов Алексей Александрович
инженер, Толъяттинский государственный университет, РФ, г. Тольятти
E-mail: a.lukyanov@tehnomasch.ru
Левицких Олеся Олеговна ведущий экономист, аспирант, Толъяттинский государственный университет,
РФ, г. Тольятти E-mail: loo-05@mail.ru Ежелев Андрей Викторович аспирант, Толъяттинский государственный университет, РФ, г. Тольятти
E-mail: a.lukyanov@tehnomasch. ru
PROTECTION OF DIAMOND TOOL IN BURNISHING PROCESS IN MASS
PRODUCTION
Aleksey Lukyanov
engineer, Togliatty State University, Russia Togliatti
Levitskikh Olesya Olegovna
lead Economist, post-graduate student, Togliatty State University, Russia Togliatti
Ezhelev Andrey Viktorovich
post-graduate student, Togliatty State University, Russia Togliatti
АННОТАЦИЯ
При ручной загрузке заготовки в базирующие элементы станка, осуществляющего обработку алмазным выглаживанием, возможны случайные удары поверхностью изделия о рабочие поверхности инструмента. Рабочая поверхность выглаживающего инструмента изготавливается из дорогостоящих сверхтвердых материалов, имеющих в основном пониженную прочность на удар, и инструменты очень чувствительны к ударным нагрузкам. Было предложено устройство для обработки выглаживанием, снабженное защитными экранами, закрывающими алмазные наконечники в момент загрузки или выгрузки обрабатываемой детали.
ABSTRACT
With manual loading workpiece to basing elements of the burnishing machine random workpiece surface impacts on work surface of tool may occur. Work surface of burnishing tool is manufactured from expensive superhard materials which
basically has reduced impact strength thus tools highly sensitive to impact loads. Device for burnishing supplied with shields which closing diamond points of tools when loading or unloading of the workpiece was proposed.
Ключевые слова: защита инструмента; выглаживание; упрочнение.
Keywords: tool protection; burnishing; hardening.
В машиностроении для обработки деталей методом выглаживания применяются различные виды инденторов, отличающихся друг от друга материалом и формой рабочей части. Поскольку силы, возникающие в процессе выглаживания, создают большие контактные давления на его рабочей поверхности, к материалу инструмента предъявляются следующие требования: большая твердость; способность сопротивляться истиранию; высокий предел прочности на сжатие; низкий коэффициент трения по металлу; большая теплопроводность и теплоемкость [5, 7].
При реализации технологии обработки выглаживанием в действующем массовом производстве наиболее эффективно работали инденторы с рабочей поверхностью из синтетического или природного алмаза [1, 4, 6]. Однако, учитывая опыт реализации процесса поверхностного пластического деформирования в массовом производстве была выявлена проблема высокой вероятности повреждения и выкрашивания обрабатывающего инструмента при загрузке или выгрузке. При ручной загрузке детали в базирующие элементы станка возможны случайные удары поверхностью изделия о рабочие поверхности инструмента. Между тем, рабочая поверхность выглаживающего инструмента изготавливается из дорогостоящих сверхтвердых материалов, имеющих в основном пониженную прочность на удар, и инструменты очень чувствительны к ударным нагрузкам [2].
Для устранения вышеуказанной проблемы было разработано устройство для обработки выглаживанием, содержащее корпус, выглаживающие инструменты, инструментальные державки и поворотную систему привода
инструментов, снабжено защитными экранами, закрывающими алмазные наконечники в момент загрузки или выгрузки обрабатываемой детали [3].
При этом для обеспечения автоматизации работы устройства защитные экраны выполнены поворотными. Защитная часть экрана выполнена как участок цилиндрической оболочки, а боковая сторона экрана представляет собою двуплечий рычаг с осью, закрепленной на поворотной системе привода. На одном конце рычага закреплена защитная часть экрана, а на другом — ролик, опирающийся на неподвижный торец корпуса и поджатый к нему пружиной.
На рисунке 1 показан вид сбоку на устройство. Выглаживающие инструменты 1 установлены в державках 2, которые закреплены на концах рычагов 3, опирающихся на шарниры в корпусе устройства 9 и образующих поворотную систему привода перемещения инструментов поперек оси изделия.
Защитная часть 4 экрана представляет собою сегмент цилиндрической оболочки, закрепленный на боковой стороне 5 (например, с помощью сварки). Боковая сторона 5 соединена с рычагом 3 привода с помощью оси 6. На боковой стороне 5 закреплена ось 7, на которой установлен ролик, например, шарикоподшипник 8. Ось 7 соединена пружиной растяжения 10 с осью, закрепленной на корпусе. Благодаря усилию пружины ролик 8 всегда поджат к неподвижному торцу корпуса Б. Таким образом, боковая сторона экрана 5 представляет собою двуплечий рычаг, на одном плече которого закреплена защитная часть 4, а на другом — ролик 8.
Перед загрузкой изделия в базирующие элементы станка (например, в цанговый патрон и центр) рычаги 3 с инструментами разводятся приводом рычагов. Пружина 10, прижимая ролик 8 к неподвижному торцу Б корпуса 9, заставляет его перекатываться по торцу Б и поворачивать боковую сторону 5 экрана относительно оси 6. В результате защитная часть 4 смещается таким образом, что она прикрывает инструменты и защищает их от возможного повреждения как самой поверхностью, подлежащей обработке, так и соседними поверхностями, например, расположенным рядом уступом. Когда привод
рычагов 3 подводит инструменты к обрабатываемой поверхности, экраны смещаются, открывая инструменты, как показано на рисунке 1,б.
а) б)
Рисунок 1. Устройство для защиты алмазных выглаживателей от повреждений: а) в процессе обработки детали; б) в процессе загрузки
детали
Применение защитных экранов позволяет защитить рабочую поверхность выглаживающего инструмента от выкрашивания при случайных ударах об обрабатываемое изделие, в результате чего снижаются затраты на инструмент и время на его замену, и повышается производительность оборудования [2]. Разработанное устройство успешно внедрено в массовое производство ОАО «АВТОВАЗ» при обработке полуоси заднего моста автомобиля ШЕВРОЛЕ-НИВА (см. рисунок 2).
Рисунок 2. Рабочая зона станка финишной обработки выглаживанием полуоси заднего моста автомобиля Шевроле-Нива
Список литературы:
1. Бобровский И.Н. Повышение эксплуатационной надежности деталей автомобилей и экологичности их изготовления за счет освоения новой технологии широкого выглаживания: Дис. ... канд. техн. наук Московский государственный технологический университет. М., 2011. — 187 с.
2. Бобровский Н.М., Бобровский И.Н., Ежелев А.В., Мельников П.А. Технология обработки деталей поверхностно-пластическим деформированием без применения смазывающе-охлаждающих технологических средств // Монография, ISBN 987-5-93424-598-7. Самара: Самарский научный центр РАН, 2012. — 142 с.
3. Устройство для обработки выглаживанием наружных поверхностей вращения : пат. 2348502 Рос. Федерация. № 2008102215/02 ; заявл. 21.01.08 ; опубл. 10.03.09, Бюл. № 7. — 4 с.
4. Бобровский Н.М. Разработка научных основ процесса обработки деталей поверхностно-пластическим деформированием без применения смазочно-
охлаждающих жидкостей // монография: Федеральное агентство по образованию, Тольяттинский гос. ун-т. Тольятти, 2008. — 170 с.
5. Бобровский Н.М., Мельников П.А. Стойкость твердосплавного выглаживающего инструмента при работе без СОЖ // Автомобильная промышленность. — 2004. — № 8. — С. 33—35.
6. Мельников П.А. Повышение эффективности технологии выглаживания широким самоустанавливающимся инструментом без смазочно-охлаждающей жидкости: Автореф. дис. канд. техн. наук. Самарский государственный технический университет. Самара, 2008. — 176 с.
7. Мельников П.А., Бобровский Н.М. Прогнозирование процесса изнашивания рабочей поверхности инструмента при выглаживании без смазочно-охлаждающих средств // Вектор науки Тольяттинского государственного университета. — 2010. — № 2. — С. 43—48.
