Введение к работе
Актуальность работы. Детали с резьбовыми поверхностями являются одними из наиболее распространенных в машиностроении и металлообработке. Практически нет таких машин и приборов, в которых отсутствовали бы резьбовые соединения.
Обработка резьбонарезными резцами является наиболее универсальным способом получения резьб самой различной номенклатуры. Способ применим для нарезания резьб в широком диапазоне диаметров и шагов и позволяет образовывать резьбы любого из известных традиционных, специальных и новых разрабатываемых профилей. Современные инструментальные материалы обеспечивают возможность получения резьб на заготовках из различных обрабатываемых материалов. Способ обеспечивает высокую точность размеров и форм поверхностей, а также малую их шероховатость, достаточные, как правило, для соединения деталей машин. Важным достоинством способа обработки является возможность полной автоматизации технологического процесса резьбонарезания при его совмещении с другими способами обработки в единой многоинструментальной наладке. Резьбовые резцы используются на токарном оборудовании, как универсальном, так и специализированном и станках с ЧПУ, парк которых составляет на сегодняшний день 40-50% от оборудования, использующегося на машиностроительных предприятиях.
Резьбовые резцы отвечают современным требованиям и тенденциям развития и совершенствования металлообработки. Они имеют большое распространение в мировой практике точения резьб, их выпуск и применение, благодаря большой универсальности, широким технологическим возможностям, высоким эксплуатационным качествам и перспективам использования, был постоянно высоким и стабильным.
Последние годы характеризуются новым ростом интереса к процессу точения резьб и инструменту для его осуществления. Это подтверждается регистрацией в промышленно развитых странах ряда новых патентов на изобретения и свидетельств на полезные модели в этой области, а также новым импульсом распространения процесса и инструмента в высокоуровневых производствах. Можно отметить симптоматичный факт перехода ряда известных промышленных предприятий, применявших в своих основных производствах различные pggu$ftJftflfi3bft?flfJ84*OBamw, на процесс
точения резьб с использованием современных резьбовых резцов, например, Автомобильным заводом ОАО «КамАЗ» - ОАО «КамАЗ-Дизель» (г. Набережные Челны), ОАО «Чебоксарским агрегатным заводом» (г. Чебоксары), ОАО «Промтрактор» (г. Чебоксары), ООО «Борец» (г. Москва) и
др.
Однако неполная исследованность ряда вопросов конструирования и применения резьбовых резцов сдерживает возможность их дальнейшего эффективного распространения.
Цель работы. Развитие положений по проектированию процесса и инструмента для точения резьб.
Задачи исследований. Для достижения указанной цели были поставлены следующие основные задачи:
теоретическое исследование процесса и инструмента для нарезания резьб резьбовыми резцами: кинематики процесса, схем резания, контактных связей и упруго-напряженного состояния элементов резьбового резца;
экспериментальное исследование силовых зависимостей процесса нарезания резьб резьбовыми резцами на различных стадиях его осуществления — установившейся и неустановившихся;
исследование закономерностей изменения сил и разработка научно обоснованной модели расчета сил, действующих при обработке резьб резьбовыми резцами, на основе учета параметров изделия и эксплуатационных факторов процесса;
определение предпосылок и механизма возникновения динамических погрешностей обработки на неустановившихся стадиях резьботочения, характера и способа активного воздействия на них на основе компенсации самопроизвольных радиальных и осевых упругих перемещений инструмента;
формализация величин необходимых корректирующих воздействий в зависимости от величин возникающих динамических погрешностей резьботочения на неустановившихся стадиях процесса;
экспериментальная и производственная проверка, подтверждение и использование результатов исследований.
Методика исследований. Работа выполнена по методике, предусматривающей теоретические и экспериментальные исследования процесса резьботочения и инструмента для его осуществления, оценку конструктивных параметров инструмента, кинематических, силовых и
5 эксплутационных факторов процесса. Применены современные средства исследований с использованием тензометрической аппаратуры и ЭВМ.
Научная новизна. Установлена функциональная значимость кинематикообразующих движений процесса резьботочения; определены контактные связи и упруго-напряженное состояние режущей пластины резьбового резца, представленное двумя стадиями нагружения; установлены зависимости сил точения резьб от основных параметров инструмента и процесса; разработано уравнение расчета сил; выявлен механизм возникновения погрешностей обработки на неустановившихся стадиях точения резьб, определен характер и способ непрерывного активного воздействия на возникающие погрешности обработки.
Практическая ценность и реализация результатов. Результаты исследований могут служить справочным материалом при проектировании и эксплуатации резьбовых резцов; реализован процесс компенсации динамических погрешностей резьботочения с устранением латентного брака при уменьшении величин систематических погрешностей обработки; рекомендации, выводы и положения работы получают распространение при осуществлении процессов резьботочения применительно к конкретным условиям производства. Результаты работы внедрены на ряде машиностроительных предприятий: ООО «Борец», ОАО «Сапфир», 000 «Агрисовгаз» и др.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на научно-технических конференциях, проводившихся в МГТУ «МАМИ» в 2002-2003 гг.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 6 печатных работ, в том числе патент РФ на изобретение.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из четырех глав, заключения, списка литературы из 136 наименований, 3 приложений. Работа содержит 178 страниц машинописного текста, 27 рисунков, 4 таблицы.
