Прогнозування і забезпечення точності остаточної лезової обробки складнопрофільних і інших поверхонь обертання (на прикладі комплексної обробки поршнів) - Автореферат

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук ПРОГНОЗУВАННЯ І ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ТОЧНОСТІ ОСТАТОЧНОЇ ЛЕЗОВОЇ ОБРОБКИ СКЛАДНОПРОФІЛЬНИХ І ІНШИХ ПОВЕРХОНЬ ОБЕРТАННЯ (НА ПРИКЛАДІ КОМПЛЕКСНОЇ ОБРОБКИ ПОРШНІВ)Вивчено динамічні взаємодії при копіюванні еліпсно-бочкоподібного профілю поршнів, при розточуванні довгих або глибоко розташованих отворів, при обробці канавок. Розроблено розрахункові моделі замкнутих технологічних систем із перемінними характеристиками, що описують змушені коливання під дією кінематичних і параметричних обурень. Досліджувано засоби гасіння коливань при обробці (різання з накладенням заданих вібрацій, іспити нових ефективних віброгасіїв при різанні суцільних і переривчастих поверхонь). Для расширения технологических возможностей операции тонкого точения предложена и реализована научная концепция, состоящая в том, что качественно новые результаты поточности обработки могут быть получены сочетанием обоснованных технологических методов с методами улучшения динамических свойств станочных систем; при этом существенно уменьшаются динамические погрешности обработки до величин порядка 0,5-1мкм. Установлено, что увеличение крутильной жесткости скалки и контактной жесткости щупа приводят к уменьшению погрешностей, а совместные изменения контактной жесткости щупа и жесткости прижимной пружины позволяют оптимизировать систему по критерию точности обработки.Початок робіт із проблем обробки складнопрофільних і інших спеціальних поверхонь обертання, а також створення спеціального устаткування відноситься до 1980 р. Потім дослідження проводилися на підставі наказу Головного технічного управління МС і ІП за науковою темою “Розробка і дослідження нових методів комплексної фінішної обробки зовнішніх поверхонь поршнів ДВЗ, у тому числі дослідження кінематики і динаміки обробки, процесів різання і засобів контролю” (наказ №400 від 5.09.85 р.). З 1989 р. також за договором із Головним технічним управлінням Мінверстатопрому за темою “Розробка і дослідження високоточних і високопродуктивних методів комплексної фінішної обробки поршнів ДВЗ і розробка експериментального зразка верстата” (виписка з договору №06 по НДР 154-89) співвиконавцем виконувалися роботи з визначення статичних і динамічних параметрів механізмів формоутворення технологічних наладок, а також параметрів процесу різання. Відповідно до поставленої мети в роботі сформульовані такі завдання: виконати систематизацію конструктивних рішень копіювальних верстатів і технологічних наладок на основі вивчення конструктивних і технологічних особливостей поршнів; вивчити похибки відтворення еліпсно-бочкоподібних поверхонь у залежності від параметрів копірної наладки; встановити взаємозвязок між параметрами точності обробки і коливаннями, що виникають у технологічній системі; виробити систему обробки даних вимірів; вперше повно досліджений взаємозвязок між параметрами точності обробки складнопрофільних і інших виконавчих поверхонь обертання і коливаннями, що виникають при різанні; на цій основі теоретично обґрунтовані вимоги до параметрів технологічної системи для комплексної фінішної обробки поршнів; динамічні похибки при копіюванні складнопрофільних поверхонь формуються під дією кінематичних і параметричних збурень, а оцінка рівня коливань від цих збурень з урахуванням зміни припуску з частотою обертання дозволяють вибирати конструктивні параметри технологічних наладок і призначати обґрунтовані режими різання вже на стадії проектування;На основі аналізу даних опитних листів, отриманих від підприємств, що випускають поршні ДВЗ, визначені конструктивні і технологічні особливості поршнів, які мають складну просторову форму зовнішньої поверхні. Увесь масив поршнів ДВЗ можна розбити за основним параметром - зовнішнім діаметром Д - на три групи: група 1 - Д ? 100 мм (»25%) - поршні мало - і мікролітражних двигунів); група 2 - Д »100?160 мм (»61%)-поршні автомобільних і тракторних двигунів); група 3 - Д »100?160 мм (»14%)-поршні важких суднових і стаціонарних дизелів). Експериментальні дослідження дозволили встановити, що при комплексній прецизійній обробці поршнів з однієї установки раціональними є такі технологічні рішення: попереднє обточування поршнів із глибиною різання до 0,2 мм, прорізка канавок і підрізка денця зі збільшенням зусилля закріплення для забезпечення нерухомості поршня, остаточне обточування зовнішньої поверхні з глибиною різання до 0,1 мм із зменшенням зусиль затискача. Формування похибок обробки зовнішньої поверхні поршня вивчено за допомогою гармонічного аналізу таблично заданих функцій, що описують залежності радіусів поперечних перерізів копіра і поршня від кута j повороту цих радіусів щодо осі поверхонь поршня і копіра.

2. Основний зміст роботи