Содержание к диссертации
Введение 5
Современное состояние проблемы повышения
производительности хонингования 9
Сущность операции хонингования 9
Достоинства и недостатки хонингования 11
Факторы, влияющие на производительность хонингования 13
.1 Влияние режимов обработки на производительность
хонингования 15
.2 Влияние времени обработки на производительность
хонингования 17
.3 Влияние характеристики хонинговальных брусков на
производительность хонингования 18
.4 Влияние смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) на
производительность хонингования 20
.5 Влияние исходных отклонений от круглости и цилиндричности
на производительность хонингования 22
.6 Влияние исходной шероховатости на производительность
хонингования 24
.7 Влияние физико-механических свойств обрабатываемого
металла на производительность хонингования 25
.8 Влияние конструктивных параметров детали на
производительность хонингования 26
.9 Влияние конструкции приспособления для крепления детали на
производительность хонингования 27
.10 Влияние конструктивных параметров хонинговальнои головки
на производительность хонингования , 27
1.3.11 Влияние циклов радиальной подачи хонинговальных брусков
на производительность хонингования 33
1.4 Выводы по обзору. Цель и задачи исследования 37
2 Экспериментальное исследование формообразования профиля
продольного сечения глухих отверстий при хонинговании 40
Задачи экспериментальных исследования. Объект и контролируемые параметры 40
Распределение погрешностей профиля продольного сечения хромированных глухих отверстий 42
Оборудование для проведения экспериментов 48
Методика проведения экспериментов 50
Закономерности съема металла при хонинговании глухих хромированных отверстий с окнами 51
Закономерности формирования профиля продольного сечения глухих хромированных отверстий с окнами при хонинговании 55
Выводы 59
3 Теоретическое исследование формообразования профиля
продольного сечения глухих отверстий при хонинговании 60
Математическое моделирование динамики снятия слоя припуска при абразивном хонинговании 60
Оптимизационная модель расчета режимных параметров хонингования 65
Методика расчета режимов для нового способа хонингования при обработке глухих отверстий с учетом исходной погрешности геометрической формы в продольном сечении 86
Выводы 90
4 Теоретическое обоснование и разработка нового способа
хонингования 91
Условия повышения производительности хонингования глухих отверстий с исходной погрешностью геометрической формы в продольном сечении 91
Разработка нового способа хонингования (патент RU № 2233216) методом эвристических приемов 94
Структура системы автоматического управления хонингованием 106
Рекомендации по практической реализации системы автоматического управления хонингованием 108
4.5 Выводы 111
5 Практическое использование и внедрение результатов
исследования 112
Направления использования результатов работы 112
Пример реализации оптимизационной модели расчета режимных параметров хонингования 113
Пример реализации методики расчета режимов обработки разработанным способом хонингования 118
Анализ экономической эффективности внедрения результатов работы 122
Выводы 124 Основные результаты и выводы по работе 125 Литература 127 Приложение 1 141 Приложение 2 142 Приложение 3 153 Приложение 4 159
Введение к работе
В современных условиях широко используются корпусные детали с главными отверстиями повышенной точности: цилиндры и блоки цилиндров двигателей, силовые цилиндры, детали топливной аппаратуры, насосов, компрессоров и других агрегатов. У ряда этих деталей имеются глухие отверстия и отверстия с прерывистыми поверхностями в виде окон. С целью повышения износостойкости и защиты от коррозии рабочие поверхности отверстий покрывают слоем электролитического хрома. Однако при хромировании изменяется геометрическая форма детали вследствие неравномерности отложения хрома, а также резко увеличивается шероховатость поверхности. Поэтому после хромирования требуется механическая обработка деталей, которая в связи с высокой твердостью хрома может производиться только с применением абразивного инструмента. Наиболее эффективной операцией такой обработки является хонингование. Однако существующие способы хонингования, обладая рядом достоинств, имеют серьезные недостатки, основными из которых являются низкая производительность и интенсивность исправления погрешности геометрической формы поверхности. При хонинговании глухих отверстий наблюдается неравномерный съем металла и возникновение отклонений профиля в продольном сечении. При обработке отверстий с окнами наблюдается увеличение удельного давления хонинговальных брусков на обрабатываемую поверхность и, как следствие, возникновение в районе окон погрешности формы в виде бочкообразности и конусности с уменьшением размера в сторону дна отверстия. Традиционно для достижения требуемой точности применяется замедление скорости продольного хода и выдержка вращающейся хонинговальной головки в конце каждого хода, деление процесса на черновые, чистовые и отделочные стадии, а также периодическая правка хонинговальных брусков. Однако подобные
мероприятия существенно снижают производительность обработки. В этой связи исследование механизма, закономерностей и особенностей операции хонингования и на этой основе дальнейшее ее совершенствование является актуальной задачей, решение которой позволит обеспечить экономичное и стабильное получение высокого качества деталей машин.
Цель исследования. Повышение производительности хонингования глухих отверстий путем оптимизации режимов обработки с учетом исходных погрешностей обрабатываемого отверстия и конструктивных параметров инструмента на базе нового способа хонингования.
В первой главе анализируется уровень развития хонингования. Показано, что производительность хонингования глухих отверстий непосредственно связана с обеспечением заданной геометрической точности. Определены цель и задачи исследований.
Вторая глава посвящена экспериментальным исследованиям формообразования при хонинговании.
Третья глава посвящена теоретическому исследованию формообразования профиля продольного сечения глухих отверстий.
Четвертая глава посвящена теоретическому обоснованию и разработке способа хонингования (патент RU № 2233216), позволяющего повысить производительность обработки глухих отверстий с исходной погрешностью геометрической формы в продольном сечении.
В пятой главе даны практические рекомендации по использованию результатов исследования.
Научная новизна.
1. Установлены закономерности формообразования профиля продольного сечения глухих отверстий в зависимости от вида и величины исходных отклонений при традиционном хонинговании.
2. Получены математические зависимости съема металла от режимных
параметров, времени хонингования и исходных погрешностей профиля
продольного сечения глухих отверстий.
3. Создана оптимизационная модель расчета режимных параметров
хонингования учитывающая исходную погрешность профиля продольного
сечения глухих отверстий заготовок.
4. Разработана методика расчета режимов для нового способа
хонингования при обработке глухих отверстий с учетом исходной
погрешности геометрической формы в продольном сечении.
Практическая ценность.
1. Проведена классификация погрешностей профиля продольного
сечения хромированных глухих отверстий и получены характеристики
закона распределения их величин.
2. Разработан и теоретически обоснован способ хонингования (патент
RU № 2233216), позволяющий повысить производительность обработки
глухих отверстий с исходной погрешностью геометрической формы в
продольном сечении за счет расширения технологических возможностей
операции хонингования.
3. Создана структура системы автоматического управления
хонингованием для исправления исходных погрешностей профиля
продольного сечения глухих отверстий.
4. Разработано программное обеспечение для практической реализации
разработанной методики расчета режимных параметров хонингования.
Методы исследования.
Теоретические и экспериментальные исследования базируются на основных положениях технологии машиностроения. Методика экспериментальных исследований предусматривает применение многофакторных планируемых экспериментов, которые дают возможность получать результаты в виде соответствующих математических моделей.
Рациональные режимы обработки определялись на основе комплексного метода линейного программирования. Результаты экспериментов обрабатывались с использованием современной системы компьютерной алгебры Maple. Достоверность результатов исследований проверялась в лабораторных и производственных условиях с использованием методов математической статистики.
Автор выражает глубокую благодарность сотрудникам и
преподавателям кафедр «Металлорежущие станки и инструменты» Бийского
технологического института, «Общая технология машиностроения» и
«Технология автоматизированных производств» Алтайского
государственного технического университета им. И.И. Ползунова за помощь, оказанную при выполнении данной работы.
