Введение к работе
Актуальность темы В современной экономике России транспортная отрасль играет особую роль На долю железнодорожного транспорта приходится около 80% коммерческого грузооборота Снижение простоев тягового подвижного состава приводит к значительной экономии расходов В значительной степени простои обусловлены необходимостью ремонта железнодорожного трансаорта, надежность которого зависит от работоспособности всеч его узлов, в частности, от тормозной системы и системы обеспечения плавности рабочего хода за работу которых отвечают цилиндры воздушных компрессоров
В процессе эксплуатации целесообразным с точки зрения экономичности считается восстановление поверхности цилиндров компрессоров Технологическим регламентом допускается восстановление их внутренней поверхности до 7 раз Перед технологами ремонтных предприятий стоит задача быстрого и результативного ремонта данного рабочего узла тяговых подвижных составов
Для достижения требуемой геометрической точности и низкой шероховатости рабочих поверхностей цилиндров воздушных компрессоров используют финишные методы обработки, в частности шлифование
Существенно повысить производительность обработки и интенсифицировать режимы внутреннего шлифования позволяют абразивные круги с прерывистой рабочей поверхностью Однако, такие круги находят ограниченное применение из-за ударного характера процесса резания и повышенного уровня требований к жесткости технологической системы
Гаких недостатков лишены абразивные круги, работающие по методу «бегущего контакта», разрабатываемые технологической школой профессора ЮС Степанова за счет установки круга под углом к оси его врашения, что позволяет повысить производительность, а также точность и качество обрабатываемых поверхностей при шлифовании за счет изменения кинематики процесса
Однако, с увеличением диаметра обрабатываемой заготовки и ее длины зффективносіь такітх кругов снижается за счет динамической нестабильности процесса, вызванной большей массой и момент ной неуравновешенностью абразивного инструмента, что приводит к необходимости уменьшения угла наклона круга к оси его вращения, а следовательно, снижению производитетьности
С увеличением размеров обрабатываемого отверстия и, соответственно, диаметра шлифовального круга появляется возможность применения сборных конструкций инструмента с элементами обеспечивающими его балансировку
Таким образом, совершенствование процесса внутреннего шлифования шшинтров компрессоров направленное на повышение производительности и качества обрабатываемых поверхностей за счет использования новых констр>кций комбинированного инстру мента, работающего по методу «бегущего контакта», является актуальным
Работа выполнялась в рамках Гранта для поддержки научно-исследовательской работы аспирантов высших учебных заведений Минобразования России 2003 г и Гранта РФФИ № 06-08-96320-р_центр а, 2006-2007 і
Целью работы является повышение эффективности внутреннего шлифования цилиндров компрессоров па основе использования сборных комбинированных кругов (СКК) за счет увеличения производительности процесса, улучшения шероховатости обрабатываемой поверхности при снижении 1СХНОЛ01 ической себестоимости обработки
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи
-
Разработать сборный комбинированный инструмент с «бегущим контактом» и на его основе технологию обработки внутренних цилиндрических поверхностей, обеспечивающую объединение чернового и чистового переходов
-
Установить кинематические закономерности процесса внутреннего шлифования СКК, позволяющие обоснованно выбирать конструктивные параметры инструмента и технологические режимы обработки
-
Установить условие снижения динамической неуравновешенности СКК и на его основе методику снижения влияния дисбаланса на процесс внутреннего шлифования на сіадии проектирования сборного комбинированного круга
-
Уточнить математическую модель прогнозирования характеристик микропрофиля поверхности заготовки применительно к процессу шлифования сборными комбинированными кругами с учетом особенностей конструкции инструмента и кинематики его работы Разработать программное обеспечение, позволяющее осуществлять выбор параметров инструмента и режимов обработки для обеспечения требуемых параметров шероховатости
-
Экспериментально исследовать зависимость шероховатости и отклонение ог круглости обрабатываемой заготовки от режимов обработки сборного комбинированного круга
-
Разработать варианты конструкций инструментов и технологические рекомендации для процесса внутреннего шлифования сборными комбинированными кручами цилиндров компрессоров и определить их экономическую эффективность
Me готы исследования. Теоретические исследования базируются на научнык положениях системного анализа, технологии машиностроения, численного анализа, теории вероятности Экспериментальные исследования выполнялись с использованием методов математического планирования и анализа экспериментов
Налчная новизна работы.
1 Разработан новый технологический процесс финишной комбини
рованной обработки внутренних цилиндрических поверхностей сборными
комбинированными кругами, включающий в себя объединение чернового
и чистового переходов, позволяющий повысить производительность,
улучшить шероховатость поверхности обрабатываемой заготовки и сни
зить технологическую себестоимость
2 Выявлены зависимости между режимами обработки сборным
комбинированным кругом и параметрами качества поверхностного слоя,
обеспечивающие выполнение разработанного технологического процесса
внутреннего шлифования сборными комбинированными кругами
Автор защищает:
-
Результаты теоретических исследований кинематики процесса внутреннего шлифования сборными комбинированными кругами
-
Результаты теоретико-экспериментальных исследований неуравновешенности сборною комбинированного круга
-
Программное обеспечение, позволяющее осуществлять выбор параметров инструмента и режимов обработки для обеспечения требуемой шероховатости поверхности детали, основанное на методике компьютерной визуализации процесса внутреннего шлифования СКК
-
Результаты экспериментальных исследований влияния режимов внутреннего шлифования СКК на параметры шероховатости обработанной поверхности детали и производи і елыюсть процесса
Практическая значимость рябоїы.
-
Разработаны конструкции СКК обеспечивающие повышение производительности обработки на 44%, снижение шероховатости обработанной поверхности в 1 4 раза и себестоимосіь выполнения операции в 1, 37 раза
-
Разработаны технологические рекомендации внутреннего шлифования цилиндров компрессоров СКК для обеспечения производительности процесса и требуемых параметров шероховатости
-
Разработаны методика снижения влияния дисбалансов СКК и программное обеспечение по выбору параметров сборною комбинированного круга и режимов обработки дтя обеспечения требуемой шероховатости поверхности детали
Апробации работы Основные положения работы докладывались и обсуждались на международных научно-технических конференциях «Ди-
намика технологических систем» (Ростов-на-Дону, 2007), «Нетрадиционные методы обработки» (Воронеж, 2002 г), 'Фундаментальные и прикладные проблемы технологии машиностроения" (Орел, 2002 2003). на Всероссийской научно-технической конференции, посвященной 40 - летаю кафедры «Технологии машиностроения» (Липецк, 2002), на Всероссийской выставке научно-технического творчества молодежи «НТТМ-2002» (Москва, 2003)
Практическая реализация. Результаты исследований апробированы и внедрены на ООО «Завод по ремонту горного оборудования (ЗРГО)» (г Железногорск), на ОАО «Автосельмаш» и ООО «Завод имени Медведева - Машиностроение» (г Орет), а также использованы в учебном процессе для студентов специальности і 51001 «Технология машиностроения»
Публикации. По результатам исследований опубликовано 14 научных работ, в том числе получено 4 патента Российской Федерации
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав основных выводов, списка использованной литературы из 140 наименований и 7 приложений Работа изложена на 138 страницах машинописного текста и включает 35 рисунков. 8 таблиц
