Продуктивність обробки внутрішніх циліндричних поверхонь на фінішних операціях за рахунок оптимізації їх структури й параметрів. Математична модель визначення найменшого основного часу обробки для різних схем шліфування. Закономірності похибок обробки.
При низкой оригинальности работы "Підвищення ефективності фінішної обробки внутрішніх циліндричних поверхонь деталей редукторів", Вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100%
Накопичений досвід показує, що основною причиною низької ефективності при шліфуванні внутрішніх циліндричних поверхонь деталей є значні пружні переміщення у технологічній системі. Застосування абразивних кругів з підвищеною ріжучою здатністю не вирішує проблему низької ефективності обробки внутрішніх циліндричних поверхонь деталей. Для цього необхідно виявити і аналітично описати закономірності зміни пружних переміщень у часі й на цій основі провести оптимізацію структури й параметрів внутрішнього шліфування за критерієм найменшого основного часу обробки з урахуванням обмеження по точності розміру оброблюваної поверхні, що допоможе обґрунтовано визначити оптимальні умови шліфування й забезпечити підвищення якості й продуктивності обробки. теоретично визначити найменший основний час обробки з урахуванням обмеження по точності розміру оброблюваної поверхні й зробити науково обґрунтований вибір оптимальної за структурою й параметрами операції шліфування; У роботах, опублікованих у співавторстві, здобувачеві належать: [1] - обґрунтування шляхів підвищення точності обробки деталей при шліфуванні; [2] - установлення звязку сили різання із шорсткістю поверхні при шліфуванні; [5] - аналітичний опис параметрів точності й продуктивності обробки й визначення шляхів їхнього підвищення; [6] - аналітичний опис коливань при шліфуванні й установлення умов їхнього усунення; [7] - уточнені залежності для розрахунку параметрів точності й продуктивності обробки при шліфуванні; [8] - теоретично встановлені умови підвищення точності й продуктивності обробки при шліфуванні; [9] - експериментальне підтвердження вірогідності теоретичних рішень; [11] - аналітичні залежності для визначення похибок обробки при шліфуванні; [14] - конструкція пристрою для натягування ланцюга скребкового конвеєра.У першому розділі проведено аналіз існуючих технологій шліфування внутрішніх циліндричних поверхонь деталей редукторів шахтних конвеєрів і указані їхні основні недоліки, які полягають головним чином у високій трудомісткості забезпечення необхідних показників точності обробки у звязку з низькою жорсткістю елементів технологічної системи при внутрішньому шліфуванні й виникненням значних пружних переміщень. Зроблено висновок про можливість підвищення ефективності обробки за рахунок науково обґрунтованого вибору оптимальної за структурою й параметрами операції внутрішнього шліфування деталей редукторів на основі критерію найменшого основного часу обробки з урахуванням обмеження по точності розміру оброблюваної поверхні, обумовленого виникаючими в технологічній системі пружними переміщеннями. Показано, що на поточний час склалося досить повне уявлення про технологічні можливості й шляхи зменшення пружних переміщень у технологічній системі й відповідно похибок обробки, розроблено теоретичний підхід до визначення найменшого основного часу обробки з урахуванням вимог до параметрів точності оброблюваної поверхні. Відзначається, що урахування нелінійності залежності пружних переміщень від часу обробки в балансі переміщень у технологічній системі дає можливість по-новому підійти до встановлення закономірностей виникнення й умов усунення коливань у технологічній системі, зменшуючи, таким чином, похибки обробки й збільшуючи продуктивність процесу. , з урахуванням сумарного уточнення і залежності (2), отримано рівняння для визначення основного часу обробки : , (3) де - пружне переміщення, яке виникає в технологічній системі на другому переході й визначає точність розміру оброблюваної поверхні, м.У дисертаційній роботі на основі отриманих нових результатів вирішено актуальне науково-практичне завдання підвищення якості й продуктивності обробки внутрішніх циліндричних поверхонь деталей редукторів на фінішних операціях шляхом оптимізації їхньої структури й параметрів. Теоретично обґрунтовані закономірності формування похибок обробки поверхонь деталей редукторів, обумовлених пружними переміщеннями в технологічній системі, для різних схем шліфування, включаючи жорстку, пружну й схему виходжування при дискретному й безперервному в часі характері знімання припуску. Встановлено мінімальний основний час обробки в залежності від кількості переходів при шліфуванні з дискретним характером знімання припуску. При цьому доведена незначимість зміни основного часу обробки в широкому діапазоні зміни уточнення (=1,215...3,150), внаслідок чого можна виконувати шліфування за чотири-пять переходів, зменшуючи трудомісткість обробки при забезпеченні необхідної (заданої) точності оброблюваної поверхні. Вони полягають у зменшенні енергоємності обробки, збільшенні швидкості обертання круга й зніманні припуску за пружною схемою шліфування з початковим натягом, рівним або кратним величині знятого припуску, тобто за схемою виходжування з відключеною радіальною подачею.
План
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
Вывод
У дисертаційній роботі на основі отриманих нових результатів вирішено актуальне науково-практичне завдання підвищення якості й продуктивності обробки внутрішніх циліндричних поверхонь деталей редукторів на фінішних операціях шляхом оптимізації їхньої структури й параметрів.
1. Теоретично обґрунтовані закономірності формування похибок обробки поверхонь деталей редукторів, обумовлених пружними переміщеннями в технологічній системі, для різних схем шліфування, включаючи жорстку, пружну й схему виходжування при дискретному й безперервному в часі характері знімання припуску. На цій основі визначені умови зменшення основного часу обробки при заданій точності оброблюваної поверхні, які обумовлені переходом від дискретного до безперервного характеру знімання припуску.
2. Встановлено мінімальний основний час обробки в залежності від кількості переходів при шліфуванні з дискретним характером знімання припуску. При цьому доведена незначимість зміни основного часу обробки в широкому діапазоні зміни уточнення ( =1,215...3,150), внаслідок чого можна виконувати шліфування за чотири-пять переходів, зменшуючи трудомісткість обробки при забезпеченні необхідної (заданої) точності оброблюваної поверхні.
3. Теоретично обґрунтовані умови підвищення точності й продуктивності обробки при внутрішньому шліфуванні з пониженою жорсткістю технологічної системи. Вони полягають у зменшенні енергоємності обробки, збільшенні швидкості обертання круга й зніманні припуску за пружною схемою шліфування з початковим натягом, рівним або кратним величині знятого припуску, тобто за схемою виходжування з відключеною радіальною подачею.
4. Доведено, що зменшити основний час обробки при внутрішньому шліфуванні за пружною схемою з початковим натягом, рівним або кратним величині знятого припуску, можна за рахунок суттєвого збільшення швидкості обертання оброблюваної деталі або швидкості поздовжньої подачі. У звязку із цим теоретично обґрунтована ефективність застосування схеми внутрішнього шліфування послідовними врізаннями ? з радіальною подачею уступами, ? яка по продуктивності перевершує в два-три рази схему внутрішнього поздовжнього багатопрохідного шліфування. Це повязано з можливістю реалізації значно високих значень швидкості обертання оброблюваної деталі в порівнянні зі значеннями швидкості поздовжньої подачі.
5. Аналітично описані умови виникнення й шляхи усунення коливань при шліфуванні. Доведено, що при багатопрохідному шліфуванні за жорсткою схемою виникнення коливань повязано зі статично несталим у часі процесом шліфування, коли фактична глибина шліфування менша номінальної глибини шліфування. Показано, що реалізувати умову рівності фактичної й номінальної глибин шліфування й таким чином усунути виникнення коливань у технологічній системі можна шляхом застосування шліфування за пружною схемою з фіксованим радіальним зусиллям і схемою виходжування.
6. Експериментально встановлено, що пружні переміщення у технологічній системі при внутрішньому шліфуванні узгоджуються з аналітичними залежностями, описуваними експонентними функціями. Параметр В1, який є в усіх залежностях для визначення величини пружного переміщення, не залежить від часу обробки. Доведено, що при внутрішньому шліфуванні цей параметр до 100 разів більший, ніж при круглому зовнішньому і плоскому шліфуванні у звязку з відносно низькою жорсткістю технологічної системи при внутрішньому шліфуванні.
7. Експериментально встановлено, що при внутрішньому поздовжньому шліфуванні за жорсткою схемою деталей редукторів величина пружного переміщення із часом обробки необмежено збільшується, що вимагає періодичного застосування процесу виходжування і значно знижує продуктивність обробки. Тому в даних умовах доцільно знімання припуску виконувати за пружною схемою шліфування шляхом періодичного створення в технологічній системі початкових натягів, кратних величині припуску, що знімається.
8. Експериментально встановлено, що при зніманні припуску 0,5 мм на сторону при шліфуванні внутрішніх циліндричних поверхонь деталей редукторів приводів шахтних конвеєрів обробку ефективно виконувати в три переходи шляхом створення в системі початкових натягів на кожному переході, відповідно 0,25 мм, 0,25 мм, 0,02 мм. При цьому продуктивність обробки збільшується до двох разів і забезпечуються вимоги по якості, точності розміру (у межах 10 мкм) і шорсткості ( <0,63 мкм) оброблюваної поверхні. Майже у два рази скорочується час на охолодження оброблюваної деталі після шліфування без її знімання з верстата для усунення термопружних деформацій і підвищення точності обробки.
9. Економічний ефект від впровадження в основне виробництво ВАТ Харківський машинобудівний завод "Світло шахтаря" розроблених операцій фінішної обробки внутрішніх циліндричних поверхонь деталей редукторів приводів шахтних конвеєрів склав 112338 гривень на рік.
Список литературы
1. Ковальчук А.Н. Повышение долговечности деталей шахтных редукторов / А.Н. Ковальчук, Р.А. Бережной, А.В. Черненко // Вісн. Харків. нац. техн. ун-ту сільськ. госп-ва ім. Петра Василенка. - Харків: ХНТУСГ. ? 2009. - Вип. 80. - С. 143-148.
2. Ковальчук А.Н. Расчет и анализ шероховатости поверхности при алмазном шлифовании / А.Н. Ковальчук, Р.А. Бережной, В.В. Нежебовский // Вісн. НТУ "ХПІ". Зб. наук. пр. Тематичний випуск: Технології в машинобудуванні. ? Харків: НТУ "ХПІ". ? 2009. ? № 2. ? С. 60-67.
3. Бережной Р.А. Оптимизация структуры и параметров процесса съема припуска при плоском шлифовании, включающем этап выхаживания / Р.А. Бережной // Резание и инструмент в технологических системах: Междунар. науч.-техн. сб. ? Харьков: НТУ "ХПИ". ? 2009. ? Вып. 76. ? С. 9-14.
4. Бережной Р.А. Повышение точности и производительности обработки на этапе выхаживания при шлифовании / Р.А. Бережной // Наук. пр. Донецьк. нац. техн. ун-ту. Серія: машинобудування і машинознавство. ? Донецьк: ДОННТУ. ? 2009. ? Вип. 6 (154). ? С. 14-19.
5. Новиков Ф.В. Повышение точности и производительности механической обработки / Ф.В. Новиков, Р.А. Бережной // Вісн. Харків. нац. техн. ун-ту сільськ. госп-ва ім. Петра Василенка. - Харків: ХНТУСГ. ? 2009. - Вип. 81. - С. 29-38.
6. Новиков Ф.В. Исследование условий возникновения и путей устранения колебаний при шлифовании / Ф.В. Новиков, Р.А. Бережной // Защита металлургических машин от поломок. ? Мариуполь. ? 2009. ? Вып. 11. ? С. 264-270.
7. Новиков Ф.В. Оптимизация структуры и параметров операций шлифования плоских и внутренних цилиндрических поверхностей деталей / Ф.В. Новиков, Р.А. Бережной // Вісн. Харків. нац. техн. ун-ту сільськ. госп-ва ім. Петра Василенка. - Харків: ХНТУСГ. ? 2010. - Вип. 101. - С. 28-39.
8. Новиков Ф.В. Выбор оптимального варианта операции шлифования по критериям производительности и точности обработки / Ф.В. Новиков, 9. Р.А. Бережной // Защита металлургических машин от поломок. - Мариуполь. ? 2010. ? Вып.12. ? С. 140-147.
10. Новиков Ф.В. Интенсификация финишной обработки внутренних цилиндрических поверхностей зубчатых колес / Ф.В. Новиков, Р.А. Бережной, С.А. Дитиненко, Е.И. Иванов // Вісн. НТУ "ХПІ". Зб. наук. пр. Тематичний випуск: Технології в машинобудуванні. ? Харків: НТУ "ХПІ". ? 2010. ? № 53. ? С. 68-75.
11. Бережной Р.А. Оптимизация структуры и параметров операций шлифования по критерию точности обработки / Р.А. Бережной // Труды 15-й Междунар. науч.-техн. конф. Физические и компьютерные технологии. - Харьков: ХНПК "ФЭД". ? 2009. ? С. 124-137.
12. Бережной Р.А. Механика формирования погрешностей обработки при шлифовании и пути их уменьшения / Р.А. Бережной, А.Н. Ковальчук, Е.Ю. Бенин, А.В. Черненко // Новые и нетрадиционные технологии в ресурсо- и энергосбережении: материалы науч.-техн. конф., Одесса ? Киев: АТМ Украины. ? 2009. ? С. 6-10.
13. Бережной Р.А. Влияние характера контакта круга с обрабатываемой деталью на точность и производительность обработки при выхаживании / Р.А. Бережной // Инновации, качество и сервис в технике и технологиях: материалы I Междунар. науч.-практ. конф.: в 2 ч. Ч. 1. ? Курск. гос. техн. ун-т, Курск. ? 2009. ? С. 29-33.
14. Бережной Р.А. Выбор оптимальной схемы съема припуска при врезном шлифовании с учетом ограничения поточности размера обрабатываемой поверхности / Р.А. Бережной // Современные инструментальные системы, информационные технологии и инновации: материалы VII Междунар. науч.-техн. конф. ? Курск. гос. техн. ун-т, Курск. ? 2010. ? С. 246-252.
