Введение к работе
. Актуальность темы: Надежность функционирования механических систем а условиях воздействия на. них ударно-импульсных нагрузок зависит от- стабильности работы фрикционных амортизаторов удара, основным рабочим элементом которых является кольцевая пружина. Указанные амортизаторы, благодаря своей простоте и технологичности, конструкции, широко используются для гашення ударной нагрузки в тяжеловесных железнодорожных, составах, шасси самолетов н орудийных системах. При этом воспринимаемое осевое усилие создает на рабочих конических поверхностях колец большие силы давления. На демпфирующие характеристики амортизаторов влияет большое число факторов, в числе которых: чувствительность ?с изменению основных геометрических параметров рабочих биконических поверхностей и условий трения на них за счет износа, коррозии, загрязнений и смазки. Основным требованием при изготовлении является получение геометрических параметров рабочих поверхностен на кольцах идентичными по углу и форме. В частности увеличение несовпадения углов на конусах приводит к уменьшению работы преобразогалня кннзтпческон энергии удара в другие -виды энергии. При несовпадении углов сопрягаемых конусов в 10'работа, сил трения уменьшается с 60.,.70% До 35..,45% полной работы, возрастает опасность появления на рабочих поверхностях колец зон, где величина контактных давлений намного превышает предельно допустимые, что,- в свою очередь, ведет к появленню пластических деформаций, вызывающих «схватывание» колец по рабочим поверхностям. Кроме того значительное влияние на нагрузочную способности амортизатора оказывает отклонение от соосности ссен конических поверхностей относительно общей .оси кольца, вмзмзаГоадев появление изгибающих моментов.
.Изготовление бикоїшческих сопрягаемых поверхностен с високими требованиям» к точности их параметров по углу, форме и шероховатости поверхности (6-с;1 квалнтет; Ra = 2,5мкм) традиционными методами обработки возможно только с использованием прецизионного оборудования, обслуживаемого высококвалифицированными рабочими, и специального контрольного оборудования.
Проводимые на кафедре «Технология машиностроения» Ту'лГУ исследования' f* направлении создания прогрессивных технологий обработки сопрягаемых поверхностей показали возможность обработки бикониче-ских поверхностей при одном закреплении заготовки (кольца).
В 'настоящей работе, предложен прогрессивный технологический процесс изготовления бикоїшческих сопрягаемых поверхностей, проведены исследования, обосновывающие получение кольцевых.пружин с заданными функциональными характеристиками. Исследованы технологиче-
ские условия формирования регулярного микрорельефа на рабочих поверхностях колец. Разработана конструкция кольцевой пружины и способ создания регулярного микрорельефа на рабочих поверхностях пружины.
Актуальность исследований подтверждается участием в работах, связанных с выполнением гранта РФФИ №96-15-98-241 (№6604 ГРФ) «Прогрессивные технологические процессы формообразования сложных поверхностей и сборки высокоточных изделий».
Цель работы. Повышение эффективности работы фрикционных амортизаторов удара за счет технологического обеспечения заданной точности и качества сопрягаемых биконических поверхностей на кольцах. Автор защищает:
1.Научно обоснованные технические и технологические решения, ус-, танавливающие взаимосвязь точности и режимов обработки финишных операций технологического процесса с эксплуатационными свойствами фрикционных амортизаторов удара.
2.Конструктивные меры, обеспечивающие требуемую жесткость и контактную прочность взаимодействующих биконических поверхностей. Разработанную новую конструкцию кольцевой пружины. .
З.Теоретически выявленные и экспериментально подтвержденные возможности улучшения геометрических характеристик качества и структуры рабочих сопрягаемых биконических поверхностей. Разработанный способ нанесения регулярного микрорельефа на обработанных биконических сопрягаемых поверхностях.
4.Методики сравнительного анализа способов обработки биконических сопрягаемых поверхностей.
5.Математическую модель точности формы биконической поверхности при точении.
б.Метрологическое обеспечение качества изготовления колец амортизатора. Разработанный способ контроля биконических поверхностей на деталях.
Научная новизна заключается в выявлении погрешностей изготовления сопрягаемых биконических поверхностей на кольцах, наиболее влияющих на эффективность работы амортизатора (отклонение от соосности, несовпадение углов конусов, отсутствие регулярности микрорельефа), а также технологических факторов, вызывающих погрешности (погрешность базирования при переустановке колец, упругие деформации при закреплении колец, нестабильность процесса резания из-за износа инструмента), и в обосновании рациональных технологических, конструкторских и метрологических решений.
Практическая ценность результатов работы заключается в оптимизации параметров амортизаторов, схем и режимов обработки биконических поверхностей колец, позволяющих в совокупности улучшить сило-
вую характеристику фрикционного амортизатора и увеличить эффективность гашения удара на 15%.
Достоверность результатов достигалась использованием теоретически и экспериментально проверенных методов исследовании, статистической обработкой полученных экспериментальных данных, опытно-промышленными испытаниями установки для обработки биконнческих сопряженных поверхностен с предложенными технологическими режимами и схемами' обработки.
Л пробам»я работу.;. Результаты проведенных'исследований докладывались и обсуждались па научно-технических конференциях ТулГУ в 1995-1998 гг.; на совещании «Проблемы теории проектирования и производства' инструмента», г. Тула, 1995 г.;- на международных - научно-технических- конференциях: «Вопросы совершенствования технологических 'процессов, механической обработки и сборки изделии машиностроения», г. Тула, 1996; «Современные проблемы машиностроения и технологический прогресс», г.Севастополь, 1996; «100 лет российскому автомобилю. Промышленность и высшая 'школа», г. Москва, 1996; «Износостойкость машин», г. Брчпск, 1996; «проблемы повышения качества промышленной продукции», г. Брянск, 1998.
Пра'стгпчрсклд реализация. Для практической реализации технологического процесса обработки бнконическнх сопрягаемых поверхностей разработана и изготовпе'на опьпно-промышиеннач установка на базе то-кзрно-випгоренюго станка мод. 1S163, на которой эксперимента тыю ап-рг.биреішиї.і основные схемы обработки биконпчееккх поверхностей.
Резу.'плать! hp'JH'.vi.tiiHL!;; исследований нспользоп.алнсь в госбюджеты--." работах. Внг.ч" енне'в техчолі'.гніо ч~!Т:т:іп;:ч:ня б;;ксн;і"еских со-прягае.'плх і'пг.ерхкоглет на колі.иач фрлкцгочппх гмортизагоров удара \іра:\'іа',~.іп\і(<і\ 'п;хш;:опч! їпгогоалепшг нсзі.-олнло сократить время обрл-боп:іі бикрпнчеекпх исг'грхнпотсн в 1,5 палз, тлучить идентичные по размерам л по углу бн.соническне сггіір':г.".?-.!!.іе поверхности аа внутренних л шруллш.х ,,е;;и:а:; ;> за счег "лотя улучшлп, демпфирующую спо-ссбиость аморипгутрра не 15%.
*іій.іШГлїіІ!!.?.'і Ост:о"інле печ^чеш-.ч дчесетатш опубликованы'в
16 печати;; работах, з ,"х числе зри плтапл: па «Способ токарней обра
ботки бнконическнх поверхностей» (,,г:'.?.0оП1! 1); на «Способ, контроля
биконических.поверхностей па детали»'(.''МАЗЄОІО); на «Станок для обра
ботка копичеекцх оопрятг.емнх поверхностей (Уо20"ЗЭ32), и положитель
ное решение на выдачу патента «Колмгїпзя пружина и способ создания
регулярного микрорельефа на рабочих пок-р:оюст;іх колец пружины»
(заявка №97115616/28). ' '
Структура и дблем раГ>оть;. Диссертация состоит их введения, пяти глав, общих пыподов, списка литературы й приложения. Работа изло-
жена на 280 страницах, содержит НО рисунков и 6 таблиц, список литературы из 133 наименований, приложение на 7 страницах. КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.
Во введении обоснована актуальность работы, её цель и излагаются научные положения, достигнутые в ходе теоретических и экспериментальных исследований, выносимые на защиту.
Первая глава посвящена служебному назначению и функиональ-но-размерному анализу фрикционных амортизаторов ударз- На основе анализа работ ряда ведущих отечественных ц зарубежных ученых, а также представителей созданных ими научных щкол в областях повышения точности и производительности обработки деталей амортизаторов, их проектирования, конструкторского, технологического и метрологического обеспечения эксплуатационных свойств колец амортизаторов установлено, что важнейшим показателем работы фрикционного амортизатора является его силовая характеристика с ее основным параметром - наибольшей силой в конце хода амортизатора. При этом лучшим считается амортизатор, способный воспринимать возможно большую энергию.удара при минимальной силе. Кроме того, оценка достоинств амортизатора проводится с использованием коэффициента эф<| ективности.
Для повышения достоверности расчета силовых характеристик Лпикционного амортизатора разработана методика, учитывающая влияние нагруженного участка каждого' кольца амортизатора ко всей его ширине. При этом проведен анализ'влияиия изменений каждого из геометрических параметров сопрягаемых поверхностен.на силовую характеристику амортизатора в пределах-варьирования этих параметров. Наибольшее влияние оказывают изменение угла скольжения ОІ (половина угла конуса рабочей поверхности), изменение которого tia 21% вызывает увеличение силы в конце хода в 1,3...2,8 раза, и изменение ошосиїельншо внешнего радиуса наружного кольца Kj, увеличение которого на 13% приводит к увеличению силы в конце хода амортизатора в (,8...4,8 раза при уменьшении угла О. or 17 до 14. С помощью указанных выше параметров можно существенно изменить вид силовой характеристики.
Кроме того выявлено, что эффективность работы амортизатора увеличивается при уменьшении коэффициента относительного перекрытия колец Кд и относительной осадки пружины К,,. Причем во всем диапазоне изменения Кх (~ 23 %) эффективность изменяется не более чем на 26%, а изменение относительной осадки пружины (~ 22%) вызовет изменение эффективности не более чем на 17%.
Исходя из изложенного, целью исследований явилась разработка комплекса научно-технических решений, позволяющих обеспечшь эффективность работы фрикционных амортизаторов, включающего в себя:
разработку и исследование финишных операций технологического процесса обработки биконических сопрягаемых Поверхностей на кольцах, усовершенствование конструкции амортизаторов за счет оптимизации строения и формы профиля микронеровностей сопрягаемых конических поверхностей.
Для достижения поставленной цели в работе решены следующие задачи:
1. Проведение сравнительного анализа возможных способов обработки биконических поверхностей;
2: Исследование влияния функциональных параметров топографии поверхности сопряженных биконических поверхностей и их отклонений на изменение эксплуатационных свойств кольцевых пружин;
-
Экспериментальное исследование финишных операций технологического процесса;
-
Разработка технологической оснастки для реализации предлагаемого техлологического процесса;
5. Разработка конструкции кольцевой пружины.
Решению этих задач » посвящено настоящее исследование.
Вторая глава посвящена сравнительному анализу возможных спо
собов обработки биконических сопрягаемых поверхностей. Предложена
методика анализа, которая, оставляя в качестве критерия для оценки про
изводительности отношение оперативных времен, предусматривает диф-
фсрешнфовпнный учет влияния основных и вспомогательных времен на
относительную производительность сопоставляемых способов обработки.
При этом для удобства анализа и его наглядности были введены безраз
мерные коэффициенты, характеризующие параметры кольца, параметры
технологических перемещении и вспомогательное время.
Такие высокопроизводительные способы обработки как фрезерование п шлифование не были включены в число сравниваемых по ряду кон-структо'>ско-технол(іпічесі;их соображений, а включены следующие способы точения биконических поверхностен: точение с подачей вдоль образующей конической поверхности с промежуточной переустановкой заготовки; точение с осспоіі поцачей с промежуточной переустановкой заготовки; точение с тангенциальной круговой подачей с переустановкой заготовки; точсьие с подачем вдоль образующей конической поверхности с нереустшоркой инструмента. Последний из указанных способов разработан "а кафедре «Tcxiiownin машиностроения» ТулГУ (Пат. №2060111 Спекоб токариойадбработкп биконических поверхностей) и заключается в обработке одним резцом последовательно одной конической поверхности, а затем другой, причем резец перемешают параллельно образующим конических поверхностей ч поворачивают его на-180 после обработки одной конической поверхности перед обработкой другой,- а вершину режу-
s
щей кромки резца перемещают по окружности, радиус которой равен радиусу общего основания конических поверхностей (рис. 1)
Рис. 1. Схема точения с подачей вдоль образующей конической поверхности с переустановкой инструмента: а - для наружных колец; б -для внутренних колец.
Предложенная схема реализуема как для внутренних, так и для наружных биконических поверхностей за один установ заготовки (кольца).
Проведенные с использованием изложенной выше методики расчеты доказали преимущество предложенного способа перед другими способами обработки биконических поверхностей, в частности, он дает возможность повысить производительность обработки более чем в 1,5 раза по сравнению с наиболее производительным из способов обработки - точением с осевой подачей широким резцом.
Кроме того, При анализе сравниваемых способов обработки учитывалось то обстоятельство, что производительность обработки ограничивается режимами, допускаемыми По условиям устойчивости процесса, и требованиями точности, характеризующимися технологической жесткостью для оценки упругих свойств системы. Для рассмотренных схем токарной обработки самым «слабым» звеном является консольно закрепленный инструмент.
Сравнительный анализ деформаций инструментов в разработанном способе меньше, чем при точении широким резцом. Кроме того, проведенные расчеты свидетельствуют о предпочтительности использования разработанного способа токарной обработки по динамическим параметрам системы станка.
Третья глава посвящена исследованию влияния функциональных параметров топографии поверхности сопряженных биконических поверхностей и их отклонений на изменение эксплуатационных свойств кольцевых пружин. Нестабильность работы кольцевых пружин была исследована проф. Л.Н. Никольским, который отметил, что в результате износа или неточности изготовления биконических поверхностей на кольцах-изменяются геометрические параметры амортизатора, а также соответственно его
эффективность и силовые характеристики. Причем неравномерность износа является, в основном, следствием производственных погрешностей, зависящих от технологии изготовления и способствующих неравномерному давлению между поверхностями трения. Одной из основных технологических задач является достижение требуемого качества амортизаторов, определяемое совокупнрстью показателей точности биконических рабочих поверхностей колец: точностью размеров, форм, взаимного расположения и анизотропией этих поверхностей, которые являются результатом действия совокупности конструктивных и технологических параметров.
Рис. 2. Схема исследуемой системы обеспечения качества сопряженных поверхностей. Использование принципа инверсии в разработанной схеме (рис. 2) обеспечения качества обработки позволило найти системный подход к оценке влияния технологических факторов на функциональную надежность фрикционных амортизаторов удара.
-
Оценка функциональной значимости влияния параметров топографии рабочих поверхностей на работоспособность фрикционных амортизаторов удара.. '
-
Определение влияния параметров технологического процесса на точ- носгь изготовления рабочих биконических поверхностей.
-
Установление связей между функциональными параметрами, их отклонениями на изменение эксплуатационных характеристик амортизаторов. .
-
Разработка объективной схемы контроля биконических поверхностей.
При монтаже приспособления на токарный станок вследствие наличия погрешности а установки вершины режущей кромки резца по высо-. те, а также /3 установки направляющих дополнительного суппорта относительно оси шпинделя станка имеет место отклонение профиля продольного сечения биконцческой поверхности. Аналитически определенные погрешности формы не превышают величины Лв = 1,3-10~ мм для внутренней биконическоД поверхности и 4н г 1,5 "10" мм - для наружной, что, в свою очередь, указывает на возможность получения идентичных по параметрам сопрягаемых биконических поверхностей- Ожидаемая погрешность формы В продольном сечении соизмерима с величиной шероховатости поверхности.
Как показывают эксперименты и расчеты, проведенные Н-Б. Дем-киным и Ц.В. Крагельским, наиболее удобной моделью, удовлетворительно описывающей свойства поверхности, является модель выступов в виде сферических сегментов, а исследования, проведенные Ю.Р. Зитенбергом, позволили предположить, что обработанная на. токарном станке поверхность при условии обеспечения достаточной жесткости технологической системы может быть представлена в виде систематической (периодической) составляющей, в основном, обусловленной'видом обработки, кинематической подачей, профилем режущих кромок инструмента,. а случайная составляющая, связанная с процессами, происходящими при пластической деформации материала при обработке, являєіся незначительной (коэффициент случайности профиля ус не превышает величины 0,35... 0.5).
. Используемая на практике дополнительно к количественной оценке профиля визуальная рценка. расположения (или анизотропия) неровностей на поверхности является качественной оценкой, нормирование которой необходимо для получения высокой износостойкости деталей. Исследоиа-ііия, проведенные АЛ. Хусу, показывают, что сочетание трущихся поверхностей с одинаковой анизотропией приводит к значніельному повышению износа.
Аналитически определенные параметры систематической состав-, иякнцей профиля позволили рекомендовать использовать для токарной
обработки резцы с радиусом при вершине гр < 0,3 мм и относительную
подачу Ks= — < 1,99, где 5 - продольная подача резца на оборот.
В процессе приработки вершины неровностей скругляются, и шероховатость получается с периодическим синусоидальным профилем. При указанных значениях4/» и Ks получается профиль конических поверхностей, на которых можно прогнозировать хорошее проскальзывание при осевом перемещении колец амортизатора. При реальном взаимодействии колец происходит изменение площади их взаимодействия, т.е, площади, на которой осуществляется трение. Исследования, проведенные Ю.Г. Шнейдером, доказали целесообразность нанесения на трущихся поверхностях регулярного микрорельефа, который позволяет исключить «схватывание» трущихся поверхностей.
На кафедре «Технология машиностроения» ТулГУ был разработан способ создания регулярного микрорельефа (положительное решение по заявке № 97115616/28 РФ Кольцевая пружинки способ создания регулярного микрорельефа на рабочих поверхностях колец пружины). На конических поверхностях выдавливались канавки В виде винтовой линии таким образом, чтобы их расположение.составило к направлению рабочего пе-
ремешения сочетание углов на сопрягаемых поверхностях (pj =— Л и
1 Ф-) =-/Т. Причем использование постоянной подачи индентора вдоль
4 ',.'.'
оси кольца приведет к изменению величины угла подъема винтовой поверхности вдоль образующей конической поверхности, которое не превышает 3,5% на сравнительно небольшой протяженности конической поверхности. Поэтому целесообразно проводить настройку цепи продольных подач станка относительно среднего диаметра конической поверхности. Ошцая площадь канавок на сопрягаемых конусах связана с протяженностью винтового профиля и зависит от относительной высоты конуса. При этом увеличение радиуса в 4,8 раза вызывает максимальное изменение протяженности профиля в // раз, а изменение относительной высоты конуса в 3 раза вызывает .максимальное увеличение протяженности профиля и 3,5 раза.
В основу обеспечения упругих деформаций контактирующих конических поверхностей положены зависимости, приведенные в работах Н.Б.-Дс'мкина и Э.В. Рыжова, учитывая, что для однородной поверхности относительная опорная длина t„ равна относительной опорной площади,
и принимая во внимание исследования, проведенные А.Г. Сусловым, что
все параметры профиля поверхности коррелирую^ся с Ra, определим относительную опорную длину профиля шероховатости по средней линии . при точении в виде
tp=0,007p2'15, -(1)
где р -уровень сечения. -. у
Фактическая площадь контакта при сближении стыковых поверхностей, учитывающая закругление вершин неровностей при приработке и расположенная на уровне р= 30...40%. будет находиться в пределах
tp = 10.49., .19,477%, т.е. в среднем (Рс = 15%.
Учитывая довольно стабильную регулярность микрорельефа при точении и допуская высоту неровностей Л = /?0, а шаг неровностей I- S, условие обеспечения упругой деформации определится выражением
где оу - предел текучести; Е- модуль Юнга.
q - среднее давление на контакте, определяемую через контурную
площадь контакта.
При этом условие упругой деформации контактирующих поверхностей
определится зависимостью
Q,18-E-P-yjl+.f2 RglO5 IS -(since + f' cosa^Aa -2CnL)- p2
где а-символ. уклона; f - коэффициент трения; Аа - номинальная площадь контакта; С- ширина канавки; П- количество канавок; L- длина канавки. Осуществление проверки на функционирование одной из разновидностей фрикционных амортизаторов удара показало, что удельное Давление на рабочих поверхностях колец О" = 700 МПа меньше, чем сгт = 1200МПа, что свидетельствует о том, что на приработанных кольцах исключается «схватывание» но рабочим поверхностям. Бнконические поверхности колец амортизатора являются сложными обьектамн контроля. На кафедре «Технология машиностроения» ТулГУ был радрабоші специальный способ контроля (Пат. №2086910 РФ, Спо- соб контроля, биконических поверхностей на деталях), заключающийся в последовательном измерении параметров сначала одной поверхности, а затем другой. Измерительный преобразователь при измерении перемещают вдоль образующей, конической поверхности и перед измерением другой конической поверхности поворачивают его на 180 вокруг оси, совпадающей при повороте с общей осью конических поверхностей. Причем Поступательное движение преобразователя кинематически связано с поворотом детали вокруг базовой оси (рис. 3). Способ контроля пригоден как для наружных, так и для внутренних биконических поверхностей. Аналитически была исследована погрешность, возникающая из-за контроля конической поверхности щупом, выполненным в виде сферы. Наиболее существенное влияние на погрешность Измерения оказывает изменение величины смещения. При увеличении относительной величины смещения примерно в 10 раз погрешность увеличивается в 4,5 раза при меньшем ' . значении относительного радиуса сферы наконечника. Рис. 3. Способ контроля биконических поверхностей: а- внутренних по Полученные зависимости позволяют решать как прямую, так и обратную задачи при метрологическом обеспечении контроля биконических поверхностен по предлозкенному способу. Четпертлі глпва посвящена экспериментальному исследованию финишных операций технологического процесса. Кольца амортизатора изготавливаются из стали 65С2ВЛ-Ш OCT 3-98-S0 и подвергаются закалке до твердости НЯСЭ 49,0...53,0. Условия проведения финишной об- работки колец оказывают большое влияние на состояние поверхности, ее структуру, микрогеометрию, определяющие, в основном, их износостойкость и усталостную прочность. Для экспериментов был использован токарно-винторезный станок мод. 1М63, обладающий повышенной жесткостью. Сравнительные стой-костные испытания инструментальных материалов показали, что наибольшую стойкость во всем исследуемом диапазоне имеют резцы, оснащенные композитом 01, причем наибольшая стойкость соответствует скорости резания 705м/мин. РезцЫ имели следующую геометрию: передний угол у = —8 ; задний угол а = 20; углы в плане (p — tpi= 45; радиус при вершине г = 0,5 мм. Передняя и задняя поверхности резца доводились до получения шероховатости в пределах Ra — 0,63...0,32 мкм. В соответствии с рекомендациями, приведенными в технической литературе, была выбрана величина подачи S0 = О,J мм/об, а глубина резания / = 0,2 мм. Несмотря на относительно низкую стойкость резцов, изготовленных из твердых сплавов, для предварительной обработки Целесообразно использовать резцы из твердого сплава Т30К4 со следующей геометрией: передний угол у = -8; задний угол <Х—б; углы.в плане tp -<р/.~ 45; радиус при вершине Г == 2 мм; угол наклона режущей кромки Л = 0. Экспериментами были установлены следующие режимы резания: V = 70 м/мин; S0 = 0,1 мм/об; t = 0,2 мм. Исследования влияния режимов обработки резцами, выполненными из композита 01, на шероховатость обработанной поверхности выявило, Что влияние на шероховатость обработанной поверхности меньше, чем влияние ііодачи, а глубина резания незначительно влияет на изменение шероховатости. Кроме того, было отмечено, что увеличение износа резцов свыше 0,4 мм резко ухудшает качество обработанной поверхности, л связи с чем за критерий износа резца принята величина износа по задней поверхности h} = 0,4 мм. Исследование схем обработки биконических поверхностей продемонстрировало преимущество реализации цикла, в котором резен работает-попеременно режущими кромками, т.е. главная и вспомогательная режущие кромки при переходе от обработки одной конической попсрхіюсти к другой меняются местами. При этом стойкость резца оказалась выше на 27%, чем у резца, работающего одной и той же режущей кромкой. При экспериментальном исследовании процесса формирования регулярного микрорельефа на рабочих поверхностях колец амортизаторов в качестве инструментов использовались ииденторы с рабочей'частью в виде .сферы. Используя рекомендации,приведенные в работах Ю.Г. Шлей- 5 дера, для выдавливания применяли инденторы с малым радиусом сферы Нсф = 1...2 мм, а обработку проводили со следующими режимами: круговая подача заготовки SKp — 4,8 м/мин; продольная подача индентора S0 — 112 мм/об, которая обеспечивает получение на конической поверхности угла наклона винтовых канавок щп — 44,7. Исследование влияния усилия выдавливания на геог/.етрические параметры регулярного лшкрорельефа позволило установить взаимосвязь между величиной площади поперечного сечения выдавленной канавки и технологическими параметрами процесса выдавливания. Исходя из обеспечения получения высоты наплывов hu, не превышающей величины среднего арифметического отклонения, регламентированного конструкторской документацией, было выбрано усилие выдавливания Р = 200 Н при использовании иидентора с радиусом рабочей части Rc(p = 1,5 мм. Обработка проводилась при обильной смазке маслом И - 20. Исследование точности действующего и предложенного технологических процессов обработки колец амортизаторов, базирующихся на одной и той же последовательности операций, кроме финишных, обусловило целесообразность, проверки на кольцах амортизаторов следующих параметров: отклонение, от параллельности торцев их поверхностей Лв; отклонение угла конуса на каждой из рабочих конических поверхностей 4?а- Анализ данных по точности изготовления конических поверхностей но углу показал, что обработка колец по предлагаемой технологии позволяет уменьшить погрешность конус, более чем а 4 раза. Кроме того, в предлагаемом технологическом процессе обработан ІІ'ШШІ.ІІІШШ показано практическое использование результатов прокеденныч іеореіи'геских и экспериментальных исследований для разработки прогрессивной технологии обработки биканичесхих сопрягаемых поверхностей на кольцах амортизатора и усовершенствованной конструкции фрикционного аморіизатора удара. Для производств, изготавливающих сравнительно большую номенклатуру однотипных кольцевых пружин небольшими партиями в короткие сроки, целесообразно использовать быстро переналаживаемое универсальное оборудование, изготовленное щ узлов - модулей, выполняющих определенное функциональное назначение, что позволяет выбрать соответствующие базовые 'элементы в зависимости от размеров обрабатываемых колец. При проектировании и изготовлении установки для токарной обра В состав установки входят: модернизированный токарно - винторезный станок мод. 1М63; дополнительный суппорт, устанавливаемый на поперечном суппорте станка; гидростанция с распределителем; зажимное устройство. Модернизация токарно - винторезного станка заключалась в замене верхних салазок с резцедержателем дополнительным суппортом, каретка которою оснащена поворотной резцовой головкой.. Направляющие дополнительного суппорт разворачиваются па половину угла конуса обрабатываемой поверхности. Вылет резца настраивается непосредственна на станке по эталонному кольцу, диаметр которого равен диаметру общего основания конических поверхностен. Разработана модульная конструкция специального зажимного устройств?., в котором использованы цаіпц браслетного типа. Представленные yetpoilciBU при за.я;н>,|е не изменяют первоначально зз/кшпог положение обрабатываемой детали в осевом направлении, а сила згжнмп обеспечивает падежное закрепление детали. Для поворотной резцовой головки разработаны шдулвные конструкции резцедержаїелеіі под .различные типы режущих инструментов. При иоі.і допускає і ся переустановка ревущей вставки "ргі смене ьи/та оо-рабашваелюй поверхности (внутренняя, наружная), регулировка nojio;;:e-ніш режущей кромки инструмента' в радпадвиолі и2Прі:ш;?;ц;гі и точная подстройка вершины, инструмента по высоте, обеспечиваете*, падежное закрепление инструмента. Режущие вставки механически крепятся в резцовой головке, при огам разработаны две конструкции: одой - под тверда-сплавную режущую вставку, предстаеллющую собой пластинку -прямоугольного профиля, другая - под дер-лавочный резец круглого сечения, оснащенный композитом 01: Особенность последней пз указанных конст-р)кций - крепление вставки зксцентрнковвім.валиком специальной конструкции. При этом обеспечивается надежность закрепления ігаздеіістшіем, эксцентрика па вставку с двух сторон. В связи с тем, что при работе твердосплавным'инструментом возникают силы резания, значительно превосходящие по величине силы, аналогичные при обрабогкеэльборовымн резцами, державка имеет снециаль- ную вибродемпфнрующую конструкцию, в которой при закреплении твердосплавной вставки в корпусе создаются напряжения растяжения, а в ориентирующем выступе - напряжения сжатия, что позволяет улучшить качество обрабатываемой поверхности. Разработанные конструкции гидрофицированнмх устройств для образования регулярного микрорельефа на биконических поверхностях устанавливаются в резцедержателе токарно - винторезного станка, и винтовые канавки получают при использовании кинематической цепп подач при резьбообразованин. Приведена методика расчета иараметров-цепи подач для общего случая. На основании проведенных исследований была разработана конструкция кольцевой пружины (положительное решение по заявке №97115616/28, Кольцевая пружина л способ создания регулярного микрорельефа на рабочих поверхностях колец пружины), у которой на конусных поверхностях колец выполнен регулярный микрорельеф.в виде мно-гозаходион винтовой поверхности, направление которой на сопрягаемых биконических поверхностях колец противоположное.-k, - . \,. .: ., 2,15- ' <3>
верхностей, б - наружных поверхностей; где / - зажимное приспо
собление, 2 - деталь, 3 - измерительный преобразователь, 4 - де
лительный механизм, 5- каретка. —
ные конические поверхности соосиы вследствие их обработки при одном
закреплении кольца, а з действующем - гарантировано скрещивание осей
у — 1,7' а пределах кольца, вследствие отклонения от параллельности
торцев кольца. Эю обеспечит возникновение выворачивающего усилия-
при рлбоїе аморіизатора, неблаготворно сказывающегося на его функ
циональной наде.киости. -
ботки бикопических сопрягаемых поверхностей был реализован модуль
ный принцип конструирования технологической оснастки. Конструкция
защищена патентом. №2083332 РФ, Станок для обработки конических со
прягаемых поверхностей. -,.''Похожие диссертации на Технология обработки биконических сопрягаемых поверхностей
