Введение к работе
Актуальность темы. В различных отраслях машиностроения имеются детали сложной конфигурации, изготовленные из труднообрабатываемых литейных сплавов, среди которых особое место занимают елочные замковые соединения (ЕЗС) лопаток турбокомпрессора
В решении задач обработки вышеуказанных деталей важное место занимает глубинное шлифование (ГШ) профиля ЕЗС хвостовика лопаток, обрабатываемых на станках с ЧПУ с автоматической правкой шлифовального круга алмазными роликами Применение данного метода позволило получить значительный экономический эффект и расширить технологические возможности. В настоящее время глубинное шлифование сложнопрофильных деталей может получить широкое применение в промышленности, если будет успешно решена проблема его технологического обеспечения.
Тепловые явления, происходящие при глубинном шлифовании, оказывают решающее влияние как на протекание самого процесса, так и на качество обработанной поверхности Они являются непосредственной причиной возникновения макро- и микротрещин, сколов и других дефектов, определяющих эксплуатационные показатели изделий Кроме того, важной задачей обеспечения надежности и эффективности эксплуатации станка с ЧПУ являются его диагностика с помощью измерительных устройств, входящих в состав станка, а также автоматическое управление технологическими режимами. В связи с этим тема диссертационной работы, направленная на повышение эффективности глубинного шлифования ЕЗС хвостовика лопаток, автоматизацию процесса обработки, диагностики станков с ЧПУ и изыскание на этой основе путей повышения качества поверхностного слоя изделий, является актуальной.
Цель работы - повышение производительности обработки и качества поверхностного слоя елочного замкового соединения лопаток турбокомпрессора за счет совершенствования технологии и автоматизации процесса глубинного шлифования.
В соответствии с поставленной целью сформулированы следующие задачи:
—разработать методику определения технологических параметров ГШ;
Г :
исследовать влияние технологических режимов и условий обработки на производительность и качество глубинного шлифования ЕЗС лопаток турбокомпрессора,
изучить взаимосвязь тепловых явлений с технологическими режимами и условиями обработки;
разработать практические рекомендации по построению технологии глубинного шлифования сложнопрофильных деталей, обеспечивающие повышение производительности и качества обработки,
разработать систему стабилизации мощности при глубинном шлифовании ЕЗС хвостовика лопаток;
разработать принципы построения систем управления режимами глубинного шлифования и диагностирования станков с ЧПУ, а также соответствующее программное обеспечение (ПО), позволяющие производить обработку различных типов лопаток
Объект исследования - операционная технология глубинного шлифования поверхностного слоя ЕЗС лопаток турбокомпрессора и системы управления режимами ГШ, диагностирование технологического оборудования и стабилизации мощности
Методы исследований. Результаты работы получены путем теоретических и экспериментальных исследований Теоретические исследования проводились с использованием научных основ технологии машиностроения, интегрального и дифференциального исчисления, теории шлифования, теории теплопроводности, теории вероятностей и математической статистики. Экспериментальные исследования выполнялись на базе модернизированного станка с ЧПУ для глубинного шлифования модели ЛШ233М Полученные данные обрабатывались и представлялись в виде аналитических и эмпирических зависимостей, удобных для применения
Научная новизна работы состоит в следующем*
— определены особенности изменения силовых параметров глу
бинного шлифования замковых соединений при непрерывной правке
абразивного круга, что дает возможность рационально использовать
мощность применяемого оборудования,
— получены расчетные зависимости, позволяющие определять
технологические параметры обработки, обеспечивающие качествен
ные характеристики ЕЗС лопаток и прогнозировать ресурс работы
детали;
выявлена взаимосвязь тепловых явлений при глубинном шлифовании с технологическими режимами обработки, что позволяет обосновать пути повышения качества поверхностного слоя ЕЗС лопаток,
разработана система стабилизации мощности при глубинном шлифовании, применение которой обеспечивает устойчивость процесса обработки,
определены принципы построения систем управления режимами глубинного шлифования и диагностирования технологического оборудования с ЧПУ, что обеспечивает повышение точности перемещения рабочих органов и упрощает процесс наладки технологического оборудования
Практическая ценность:
разработана методика расчета рациональных технологических параметров глубинного шлифования абразивными кругами елочных замков хвостовика лопатки с их непрерывной правкой алмазными роликами, которая обеспечивает производительность обработки и улучшения качества поверхностного слоя деталей,
предложены принципы построения систем стабилизации мощности, управления режимами глубинного шлифования и диагностирования технического состояния оборудования, а также соответствующее программное обеспечение (ПО), реализованы на станке с ЧПУ модели ЛШ233М Это позволило обеспечить устойчивость процесса обработки, быстродействие процесса управления и учесть техническое состояние станка
На защиту выносятся.
методика расчета рациональных технологических параметров обработки ЕЗС лопаток турбокомпрессора,
результаты исследования влияния технологических режимов обработки на контактную температуру процесса глубинного шлифования с непрерывной правкой абразивного круга алмазными роликами;
система стабилизации мощности при глубинном шлифовании, обеспечивающая устойчивость процесса обработки,
- принципы построения системы управления процессами глубин
ного шлифования и диагностирования станков с ЧПУ и соответст
вующее программное обеспечение для обработки ЕЗС различных
лопаток турбокомпрессора, обеспечивающие повышение точности перемещения рабочих органов и надежность технического состояния оборудования
Реализация и внедрение результатов работы. Результаты выполненных исследований внедрены на ОАО «Пензадизельмаш» и ОАО «СКБТ», что позволило повысить производительность и качество, снизить трудоемкость обработки широкой номенклатуры деталей в условиях серийного производства
Экономический эффект от внедрения результатов работы составил более 1 млн рублей в год.
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на Международном симпозиуме «Надежность и качество - 2006» (Пенза, 2006 г ), Ш Международной научно-технической конференции «Технологическое обеспечение качества машин и приборов - 2006» (Пенза, 2006 г., Приволжский дом знаний); Международной научно-технической электронной интернет-конференции «Технология машиностроения - 2006» (Тула, 2006 г ), научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава Пензенского государственного университета 2003-2006 гг., расширенном заседании кафедры «Бытовые машины и приборы» ФГОУ ВПО Пензенского государственного университета в 2007 г
Публикации. Основные положения диссертации изложены в 12 печатных работах, из них 2 без соавторов, одна работа в издании, рекомендованном ВАК Министерства образования и науки РФ.
Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка сокращений, списка литературы и приложений и содержит 141 страницу машинописного текста, 39 рисунков, 12 таблиц, список литературы из 111 наименований
