Введение к работе
Актуальность работы
Одной из приоритетных задач развития нашей страны является отечественная космическая программа. При создании ракетно-космической техники нового поколения широко используют наземные аэрогазодинамические испытания. Наземные испытания проводят на уменьшенных масштабно-весовых копиях элементов ракетно-космической техники, которые встраиваются в информационно-измерительные комплексы (ИИК). Точность изготовления таких ИИК определяет точность результатов наземных испытаний. В настоящее время перед отечественным испытательным комплексом стоит цель - значительно повысить точность наземных испытаний. Для ее достижения необходимо наладить производство высокоточных ИИК, отдельные элементы которых должны быть изготовлены по 4-5 квалитету точности. Большинство этих элементов изготавливаются из алюминиевых, в т.ч. специальных, сплавов. В дальнейшем эти детали в составе ИИК проходят испытания в барокамере с глубоким вакуумом, что требует особого подхода при создании технологического процесса их изготовления. В первую очередь эта особенность заключается в невозможности использования смазочно-охлаждающих технологических сред (СОТС).
Это связано с насыщением поверхностного слоя деталей элементами СОТС и с последующим выделением их в виде газа в барокамере, что не дает возможности получения достоверных результатов. Возникает необходимость размерной обработки без СОТС, что влечет за собой увеличение теплового напряжения в зоне резания, вследствие чего температурные деформации (ТД) инструмента и заготовки вырастают до значений, превышающих указанные в конструкторской документации допуски.
Цель работы
Повышение точности чистовой токарной обработки путём снижения тепловых деформаций.
Методы исследования
Поставленные задачи решались путем проведения экспериментальных и теоретических исследований. Теоретические исследования выполнены с применением методов математической физики, а также метода непосредственного интегрирования дифференциального уравнения и метода итерации. Экспериментальные исследования выполнены на токарных станках с использованием универсальной современной измерительной аппаратуры. Использовались основные положения теплофизики резания. Расчет и статистическая обработка данных проводилась в табличном редакторе Excel.
Достоверность и обоснованность результатов исследования, научных выводов и рекомендаций подтверждается:
- применением точных аттестованных приборов;
хорошей сходимостью теоретических и экспериментальных результатов;
- положительными результатами производственных испытаний.
Научная новизна
разработана математическая модель расчета температурных деформаций резца при чистовой токарной обработке;
- установлены закономерности образования температурных деформаций
и факторы их влияния на точность чистовой токарной обработки заготовок из
алюминиевых сплавов;
определены закономерности влияния основных характеристик установочных поверхностей твердосплавной пластины и державки на температурные деформации инструмента;
- разработан способ отвода тепла от режущего инструмента за счет
применения теплопроводной пасты в конструкции резца (заявка на изобретение
№2012151219 от 12.11.2012г).
Практическая значимость работы заключается в следующем
- создана удобная, для практического применения, математическая
модель расчета температурных деформаций резца;
разработаны рекомендации по снижению температурных деформаций инструмента;
в ходе производственных испытаний на ОАО «НПО ИТ» установлено,
что использование данного способа обеспечивает снижение температурных деформаций инструмента до трёх раз.
Апробация работы
Основные положения диссертационной работы были представлены в докладах: на Международной научной конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии», «Технология 2011» и «Технология 2012» (Технологический институт им. Поликарпова ФГБОУ ВПО «Госуниверситет - УНПК» г. Орёл 2011 - 2012 г.); на 20-ом Международном научно-техническом семинаре «Высокие технологии: тенденции развития, нормативно-техническое регулирование» ИНТЕРПАРТНЕР-2012; на научно-технической конференции молодых ученых и специалистов «Янгелевские чтения 2011» (Федеральное Государственное Унитарное Предприятие «Центральный Научно-Исследовательский Институт машиностроения»); на III Международном семинаре «Техника и технологии трибологических исследований», г. Иваново, 2012 г.
Публикации
По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ, из них - 2 статьи в изданиях, аккредитованных ВАК.
Структура и объем работы
