Введение к работе
Актуальность проблемы. В настоящий момент развитие техники характеризуется ужесточением эксплуатационных параметров конструкции изделий. Связь характеристик качества поверхностного слоя с эксплуатационными свойствами деталей свидетельствует о том, что оптимальная (с точки зрения повышения эксплуатационных свойств деталей) поверхность должна быть достаточно твердой, должна иметь сжимающие остаточные напряжения, мелкодисперсную структуру, сглаженную форму микронеровностей с большой площадью опорной поверхности.
С помощью широко применяемых традиционных методов окончательной обработки (шлифование, хонингование, доводка) создается необходимая форма деталей с заданной точностью, но часто не обеспечивается оптимальное качество поверхностного слоя.
Необходимое качество обработки может быть достигнуто поверхностным пластическим деформированием. ППД квалифицируется в технической литературе как эффективный метод отделочно-упрочняющей обработки. Однако эта характеристика проявляется в том случае, когда выполнены требования к предварительно полученной поверхности.
Эффективным способом получения конкурентоспособной продукции является комбинированная обработка, сочетающая резание и холодное пластическое деформирование. Прежде всего, это относится к обработке деталей типа втулок, труб, цилиндров, гильз, которые находят применение во многих машинах и механизмах.
Однако отсутствие научно-обоснованной модели получения заданных параметров качества при комбинированной обработке сдерживает широкое распространение данного перспективного способа механической обработки в машиностроении. Поэтому обоснование и изучение комбинированного процесса получения отверстий с прогнозируемыми свойствами позволяет, с одной стороны, опре-
делить границы рационального использования существующих инструментов для поверхностного пластического деформирования, а с другой - разработать новые виды комбинированных инструментов, существенно расширяющие возможности ППД для специфических условий обработки отверстий в цилиндрах. "
Повышение качественных показателей обрабатываемых отверстий комбинированным инструментом является задачей, для решения которой необходимо рассмотреть комплекс вопросов, связанных с теоретическим исследованием процесса пластического деформирования совмещенного с лезвийной обработкой, определения параметров чистового инструмента, оптимизацией условий финишной комбинированной обработки.
Цель работы. Повышение качества обработки отверстий с помощью комбинированных разверток, сочетающих резание и пластическое деформирование. Разработка новых конструкций инструментов и обоснованных рекомендаций по их рациональной эксплуатации.
Методы исследований. Методологической основой работы является системный подход к изучению и описанию взаимосвязей эксплуатационных свойств детали с технологическими условиями обработки. Методика, предусматривает комплексное теоретическое и экспериментальное исследование комбинированного процесса обработки цилиндров гидроаппаратуры и инструментов для его осуществления, количественную оценку технологических факторов процесса. Применены современная измерительная аппаратура, средства системного исследования с использованием ЭВМ и методы математической статистики. При конструировании комбинированного режуще-деформирующего инструмента использовалось трехмерное твердотельное моделирование в системе автоматизированного проектирования КОМПАС.
Научная новизна представленной работы состоит в:
- параметрической модели процесса комбинированной обработки отверстия, в котором ограничивающим фактором является высота микронеровностей и глубина
упрочненного слоя;
закономерностях, связывающих высоту микронеровностей и параметры упрочненного слоя с режимами комбинированной обработки и конструктивными параметрами инструмента;
установленной зависимости величины натяга при комбинированной обработке от толщины стенки детали;
экспериментально обоснованной методике проектирования комбинированных инструментов для обработки отверстий цилиндров гидроаппаратуры.
Практическая значимость работы заключается в:
в разработанных зависимостях, позволяющих определить оптимальную величину натяга в зависимости от толщины стенки цилиндра;
в разработанной методике проектирования режуще-деформирующих разверток для обработки отверстий гидроцилиндров;
в разработанных рекомендациях по назначению режимов обработки комбинированным инструментом;
в разработанных оригинальных конструкциях инструментов комбинированного типа;
в разработанных рекомендациях по эксплуатации комбинированных инструментов для обработки отверстий гидроцилиндров.
Реализация работы: основные результаты работы внедрены на АО Петропавловский завод тяжелого машиностроения с общим экономическим эффектом 750 тыс. тенге; результаты исследований, полученных в диссертации, используются в курсовом и дипломном проектировании по специальности «Технология машиностроения, станки и инструменты» в Северо-Казахстанском государственном университете им. М. Козыбаева.
Апробация работы: основные положения и результаты изложены и обсуждены на И Республиканской научно-технической конференции «Научно-технический прогресс: управление качеством, энерго- и ресурсосбережение на по-
роге XXI века» (Усть-Каменогорск, 2001 год); научно-практическом семинаре «Развитие высоких технологий в машиностроении» (Петропавловск, 2003 год), на III международном форуме «Информатизация образования Казахстана и стран СНГ» ( Алматы, 2004 год), на международной конференции «Байконуровские чтения - IV» (Жесказган, 2004год), докладывалось на межкафедральном семинаре ОмГТУ 15 сентября 2004 г.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 7 печатных работ, одна из них в соавторстве.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка литературы и приложений - акта внедрения и заключения производственных испытаний. Диссертация изложена на 130 страницах основного текста, содержит 8 таблиц и 37 рисунков, список использованных источников включает 106 наименований.
