Разработка высокопроизводительной технологии широкого выглаживания деталей самоустанавливающимся инструментом для массового машиностроительного производства - Автореферат

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук Разработка высокопроизводительной технологии широкого выглаживания деталей самоустанавливающимся инструментом для массового машиностроительного производстваИ, наконец, еще об одной тенденции развития технологи машиностроения, в которой наряду с уже традиционными требованиями постоянного повышения производительности, точности и качества обработки деталей все более активно выдвигается условие экологичности их изготовления. Применительно к финишным операциям обработки, например, с использованием абразивного инструмента и принудительного охлаждения зоны резания более предпочтительным с точки зрения экологии представляются процессы поверхностного пластического деформирования (ППД) и особенно те, в которых не применяются смазывающе-охлаждающие технологические среды (СОТС). Ее выполнение направлено на создание и внедрение новой технологии финишной обработки методом ППД без охлаждения взамен абразивной обработки (например, ленточного шлифования с охлаждением керосином) для условий массового изготовления деталей с тактом выпуска менее минуты. Для указанных условий производства, в частности для автомобилестроения, ключевой проблемой внедрения новой технологии становится ее повышенная надежность и стабильность, то есть уверенность в безусловном выполнении всех необходимых требований к точности и качеству массового производства 600 000 и более деталей в год только одного типа при их непрерывном изготовлении в течение нескольких лет. Если рассматривать метод ППД как возможную альтернативу процессам абразивной обработки в качестве финишных операций, то оказывается, что упрочняющая обработка в большинстве случаев уступает абразивной по скорости достижения заданной степени шероховатости обрабатываемых поверхностей деталей и, особенно, для поверхностей с повышенной степенью гладкости.Классифицированы основные способы повышения производительности статических методов поверхностного пластического деформирования: повышение скорости перемещения инструмента по обрабатываемой поверхности, увеличение количества инструментов, одновременно воздействующих на обрабатываемую поверхность. Часто в требованиях на обработку таких деталей устанавливаются не только значения шероховатости обработанной поверхности, но и знак, уровень и характер распределения остаточных напряжений в поверхностном слое, допустимая степень наклепа и т.д. При финишной обработке поверхностей деталей из пластичных (конструкционных и легированных сталей) и малопластичных (высокопрочных чугунов) материалов с использованием процесса выглаживания решающим фактором достижения его максимальной эффективности становится выявление таких технологических условий обработки, при которых эффект сглаживания поверхностных микронеровностей в сочетании с формированием заданной точности формы и размеров обрабатываемой поверхности обеспечивается при минимальном упрочняющем воздействии на поверхностный слой детали. Эффективная реализация новой технологии выглаживания предполагает анализ и назначение следующих ее составляющих: · Технологическая схема обработки в виде взаимосвязанной системы деталь-инструмент с ограничением количества инструментов и их расположения относительно обрабатываемой поверхности детали, ширина обработки, кинематика рабочих движений и вектор давления (сила прижима инструмента к детали). В диссертационной работе предложена энергетическая (а точнее - синэнергетическая) модель изнашивания инструмента, при построении которой принято следующее утверждение: изнашивание инструмента - это процесс отделения «частиц» с рабочей поверхности, а причиной отделения частиц с поверхности инструмента является энергетический критерий, т.е. состояние, когда: , (7) где - энергия, необходимая для «вырывания» частицы инструмента с его поверхности; - энергия, аккумулированная частицей рабочей поверхности инструмента в процессе обработки.В диссертации решена крупная научно-техническая проблема, имеющая важное народнохозяйственное значение, заключающаяся в разработке комплекса технических решений, направленных на повышение эффективности и экологической безопасности процессов финишной обработки деталей в условиях массового производства на основе применения новой высокопроизводительной технологии выглаживания широким самоустанавливающимся инструментом без применения смазывающе-охлаждающих технологических сред. Впервые разработаны и реализованы оригинальные технологические схемы, конструкции инструментов и технических устройств для широкого выглаживания деталей из конструкционных сталей и высокопрочных чугунов с машинным временем обработки 6…10с, что позволило заменить ранее применявшуюся технологию шлифования абразивными лентами с охлаждением керосином.