Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Повышение эффективности лезвийной обработки винтовых поверхностей на основе комплексного анализа параметров процесса Брусов Сергей Иванович

Повышение эффективности лезвийной обработки винтовых поверхностей на основе комплексного анализа параметров процесса
<
Повышение эффективности лезвийной обработки винтовых поверхностей на основе комплексного анализа параметров процесса Повышение эффективности лезвийной обработки винтовых поверхностей на основе комплексного анализа параметров процесса Повышение эффективности лезвийной обработки винтовых поверхностей на основе комплексного анализа параметров процесса Повышение эффективности лезвийной обработки винтовых поверхностей на основе комплексного анализа параметров процесса Повышение эффективности лезвийной обработки винтовых поверхностей на основе комплексного анализа параметров процесса Повышение эффективности лезвийной обработки винтовых поверхностей на основе комплексного анализа параметров процесса Повышение эффективности лезвийной обработки винтовых поверхностей на основе комплексного анализа параметров процесса Повышение эффективности лезвийной обработки винтовых поверхностей на основе комплексного анализа параметров процесса Повышение эффективности лезвийной обработки винтовых поверхностей на основе комплексного анализа параметров процесса Повышение эффективности лезвийной обработки винтовых поверхностей на основе комплексного анализа параметров процесса
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Брусов Сергей Иванович. Повышение эффективности лезвийной обработки винтовых поверхностей на основе комплексного анализа параметров процесса : Дис. ... канд. техн. наук : 05.03.01 : Орел, 2003 181 c. РГБ ОД, 61:04-5/1288

Содержание к диссертации

Введение

1 Состояние вопроса механической обработки винтовых поверхностей 12

1.1 Механическая обработка винтовых поверхностей в современном машиностроении 12

1.2 Кинематика формообразования винтовых поверхностей и конструкции инструментов 14

1.3 Особенности профилирования винторезных инструментов 23

1.4. Исследования силовых и точностных характеристик процесса 30

1.5 Выводы. Формулирование задач исследования 37

2 Теоретическое представление процессов обработки винтовых поверхностей 40

2.1 Разработка математического отображения схем формообразования винтовых поверхностей 40

2.2 Определение кинематических параметров процессов обработки винтовых поверхностей на основе математического отображения схемы резания 47

2.3 Определение динамических характеристик процесса обработки винтовых поверхностей 61

2.4 Определение погрешностей обработки, вызванных деформацией технологической системы 72

2,5 Определение шероховатости обработанной винтовой поверхности 86

2.6 Исследование износостойкости режущего инструмента при обработке винтовой поверхности 101

2.7 Разработка методики комплексного анализа процесса лезвийной обработки винтовых поверхностей 108

Выводы по главе 114

3 Методика проведения экспериментальных исследований 116

ЗЛ Методика исследования силы резания „ 116

3.2 Методика экспериментального исследования погрешно-стей, возникающих при обработке винтовых поверхно стей 122

3.3 Методика исследования износа инструмента 125

3.4 Методика экспериментального исследования

шероховатости винтовой поверхности 127

4 Экспериментальное исследование основных параметров механической обработки винтовых поверхностей 129

4.1. Исследование динамики процесса обработки винтовых поверхностей 129

4.2 Исследование износа режущего инструмента для обработки винтовой поверхности 136

4.3 Экспериментальное исследование погрешностей, возникающих при обработке винтовых поверхностей 140

4.4 Экспериментальное исследование шероховатости винтовых поверхностей 144

5 Реализация результатов исследований и расчет экономической эффективности 147

6 Общие выводы по работе 151

Список литературы

Введение к работе

Актуальность работы. Детали и изделия, рабочие и вспомогательные поверхности которых описаны по винтовым образующим широко применяются в современном машиностроении.

Процесс механической обработки винтовых поверхностей характеризуется большим разнообразием деталей и изделий, различающихся отношением длины к диаметру, конфигурацией профиля, углом подъема винтовой линии, и, следовательно, большим количеством различных кинематических схем и методов обработки; сложностью профилирования режущих кромок инструмента, в особенности для обработки винтовых канавок с большим углом подъема винтовой поверхности и криволинейным профилем; высокими требованиями к качеству обработанной поверхности, к кинематической точности и погрешностям профиля даже на этапе предварительного формообразования.

Проведенные исследования в данной области позволяют рассчитать профиль инструмента для обработки винтовой поверхности и параметры его установки с достаточно высокой точностью. Однако исследования, посвященные анализу влияния технологических параметров на производительность и качество обработки, давали рекомендации, применимые для конкретных винтовой поверхности и метода обработки в узком диапазоне режимов резания- Внедрение в производство винтовой поверхности другого профиля и конфигурации или применение новой схемы резания, появление новых инструментальных и обрабатываемых материалов заставляет проводить трудоемкие и дорогостоящие исследования по определению режимов резания, степени их влияния па точность и шероховатость поверхности заново.

Вследствие этого необходимо проведение теоретического исследования влияния метода и режима обработки, а также параметров винтовой поверхности на кинематические, силовые характеристики процесса, шероховатость получаемой канавки, износ инструмента и производительность процесса.

Решение данной задачи возможно при комплексном анализе параметров винтовой поверхности, физико-механических свойств инструментального материала и материала заготовки, геометрических параметров инструмента и заготовки, кинематических и динамических характеристик процессов обработки винтовых поверхностей, что позволит сделать адекватный выбор метода обработки и сочетания режимов резания для конкретной винтовой поверхности, обеспечивающих получение требуемых показателей качества и максимальной производительности процесса.

Цель и задачи работы. Снижение погрешностей и шероховатости винтовых поверхностей и повышение производительности лезвийной обработки на основе методики комплексного анализа геометрических, кинематических и силовых параметров процесса.

Для достижения поставленной цели в работе были сформулированы следующие задачи:

разработать математическое отображение схемы резания для методов обработки винтовых поверхностей, учитывающее геометрические параметры винтовой поверхности и инструмента и кинематику их перемещений относительно друг друга, и позволяющей определить положение точек режущего лезвия инструмента в пространстве;

провести анализ кинематических характеристик процесса обработки винтовых поверхностей, включающий в себя расчет толщины срезаемого слоя и рабочих углов по периметру режущего лезвия на основе разработанного отображения схемы резания;

висимость от метода обработки, геометрических параметров инструмента и режимов обработки;

исследовать влияние колебаний составляющих силы резания на погрешности получаемой винтовой поверхности;

определить зависимости для расчета величины шероховатости обработанной винтовой поверхности;

дать экспериментальную оценку адекватности и применимости полученных теоретических зависимостей;

выработать практические рекомендации, направленные на снижение погрешностей и шероховатости винтовой поверхности и на повышение производительности процесса.

Методы исследования. Теоретические исследования проведены с использованием основных положений дифференциальной геометрии, дифференциального и интегрального исчислений, прикладной теории колебаний, метода подобия при резании металлов, учения об инженерии обработанной поверхности, положений технологии машиностроения и теории резания, а также основных положений проектирования экспертных систем. Экспериментальные исследования проведены на действующем технологическом оборудовании в лабораторных и реальных производственных условиях с последующей обработкой полученных результатов с помощью статистических методов анализа данных на ПК.

Автор защищает:

1. Математическую модель процесса лезвийной обработки винтовых поверхностей, включающую в себя описание движения режущего лезвия инструмента, зависимости для определения кинематических и динамических характеристик процесса, позволяющую производить анализ схем резания различных методов обработки,

2. Результаты анализа кинематических и силовых характеристик процессов лезвийной обработки винтовых поверхностей.

3. Методику комплексного анализа процесса лезвийной обработки винтовой поверхности, позволяющую выбрать метод обработки, геометрические параметры инструмента и режим резания для конкретной винтовой поверхности, обеспечивающих получение требуемых показателей качества, износостойкости инструмента и производительности процесса.

Научная новизна работы. Разработана методика комплексного анализа параметров процессов лезвийной обработки винтовых поверхностей, включающая в себя математическое отображение движений лезвий инструмента и обрабатываемой заготовки, геометрические параметры срезаемых слоев материалов, кинематические изменения геометрических параметров режущих лезвий, изменение сил резания и упругих отжатий технологической системы, для определения точности и шероховатости поверхности, износа инструмента и производительности для существующих и вновь создаваемых методов обработки.

Практическая ценность работы заключается:

? в разработке методики комплексного анализа параметров процесса обработки винтовых поверхностей, позволяющей разрабатывать рекомендации по выбору сочетания метода, геометрических параметров инструмента и режимов обработки, обеспечивающего повышение производительности процесса и получение допустимых параметров качества поверхности, применимой для винтовой поверхности с произвольными геометрическими параметрами,

? во внедрении со значительным технико-экономическим эффектом прогрессивных технологических процессов, віслючающих рекомендуемые режимы, способы обработки и конструкции инструмента при обработке винтовых поверхностей роторов ведущих и роторов ведомых трехвинто-вых насосов ЗВ16/2,5 на ОАО «Ливгидромаш»

Реализация результатов работы. Результаты исследований использованы в учебном процессе при чтении курса «Технология машиностроения» и «САПР ТП» в ОрелГТУ, а также апробированы и внедрены на ОАО «Ливгидромаш» при обработке винтовых канавок роторов трехвинтовых насосов.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 печатных работ, включая 2 патента Российской Федерации на изобретение.

Автор выражает благодарность профессору кафедры «Технология машиностроения, металлорежущие станки и инструменты» ОрелГТУ, кл\н. ГЛ. Харламову за помощь и консультации при выполнении диссертационной работы.

Особенности профилирования винторезных инструментов

Определение формы профиля винторезных инструментов является достаточно сложной задачей, которой уделялось и уделяется большое внимание в теории и практике проектирования металлорежущих инструментов [4], [13], [17], [22], [32], [39], [40], [41], [82]. Профиль дискового инструмента для обработки винтовой поверхности сложной формы зависит от профиля детали, шага винтовой поверхности, параметров установки инструмента относительно детали и его размеров.

Профилирование винторезных инструментов предусматривает решение ряда следующих задач: " при обработке винтовой поверхности производящая поверхность инструмента при выключенной подаче должна иметь линейное касание по всему профилю канавки; для каждой конкретной винтовой канавки необходимо рассчитывать профиль инструмента, соответствующий условию данного касания; нужно определить границы и вид искажений профиля винтовой поверхности, так как при практически допустимых положениях оси инструмента относительно детали обработка требуемого профиля на всех его участках не всегда возможна; необходимо анализировать влияние допусков на изготовление инструмента и его установку относительно детали на точность обработки винтовой поверхности.

Режущий инструмент, обрабатывающий винтовые поверхности, работает по методу бесцентроидного огибания, при котором профиль получается как огибающая различных положений режущих кромок инструмента, но в процессе нарезания центроиды на инструменте и нарезаемом колесе отсутствуют.

При фрезеровании винтовой канавки профиль фрезы не совпадает с профилем винтовой канавки ни в одном сечении,-перпендикулярном к оси оправки фрезы» Отдельные точки профиля фрезы соприкасаются с винтовой поверхностью канавки в различных точках ее поверхности. Следовательно, профилирующие точки фрезы располагаются не в одной плоскости, а во многих плоскостях, перпендикулярных к оси оправки фрезы, и линия контакта является пространственной кривой.

Особенностью фрезы, обрабатывающей винтовую канавку, является наличие трех различных участков профиля: а), режущий и одновременно профилирующий; б), режущий, который не участвует в образовании профиля канавки; в), запасной, который начинает работать только при условии увеличения диаметра заготовки или при углублении канавки.

Существуют три принципиально отличных способа определения профиля винторезной фрезы: графический, графоаналитический и аналитический.

Из существующих методов профилирования винторезных инструментов наиболее часто используют метод общих нормалей и метод совмещенных сечений [11], [14], [24], [57], [62]. Каждый из них имеет графическое, графоаналитическое и аналитическое выражение. Выбор метода профилирования зависит от требуемой точности по профилю, типа инструмента, его размеров и геометрии, характера обрабатываемого профиля и др.

Метод общих нормалей основан на построении общих нормалей к винтовой поверхности детали и поверхности вращения инструмента. В точках их касания нормали к поверхностям должны совпадать между собой. Более обобщенным является метод общих нормалей, основанный на использовании центроид обработки [39]. Его использование при графических решениях позволяет увеличить масштаб построений и этим повысить точность профилирования.

Метод совмещенных сечений [62] заключается в том, что винтовая поверхность детали рассекается плоскостями, проходящими через ось инструмента параллельно его оси или перпендикулярно к оси детали. Семейство профилей, образованное в указанных сечениях, проецируется на диаметральную плоскость инструмента. Огибающая к указанному семейству кривых и является профилем инструмента.

Графический способ профилирования позволяет построить не только тот или иной профиль, но и дать анализ влияния исходных параметров на профиль и размеры фрезы [13]. При определении профиля фрезы по этому методу винтовую поверхность канавки и фрезу рассекают плоскостями, перпендикулярными к оси оправки фрезы. В каждом сечении получается кривая - след пересечения секущей плоскости с винтовой поверхностью и некоторая окружность фрезы. Профиль фрезы можно рассматривать как состоящий из профилирующих точек, расположенных па соответствующих окружностях. Все точки соприкосновения винтовой поверхности и фрезы, расположенные в заданных секущих плоскостях, образуют линию контакта, а сопряжение окружности определяют радиусы окружностей фрезы, на которых лежат соответствующие профилирующие точки. Зная радиусы окружностей фрезы, можно по ним построить и профиль фрезы.

Графоаналитический метод широко освещен в работах В.А. Гречиш-никова [1], [14], [15], [16], Сущность метода заключается в том, что винтовая поверхность детали рассекается плоскостями, проходящими через ось инструмента параллельно ей, или перпендикулярно оси детали. Семейство профилей образованное в указанных сечениях, по способу кругового проецирования переносится на диаметральную плоскость инструмента. Огибающая к образованному семейству кривых является профилем инструмента.

Определение кинематических параметров процессов обработки винтовых поверхностей на основе математического отображения схемы резания

Численный анализ различных методов обработки позволяет решить ряд важных задач, таких как определение параметров процесса резания и их оптимизация. Кинематический анализ процессов резания включает в себя определение рабочих углов инструмента и параметров срезаемого слоя, которые являются основой для прогнозирования таких важных параметров резания как сила резания или величина износа режущих лезвий.

Данный расчет рабочих углов и параметров срезаемого слоя основан на применении математического отображения кинематической схемы резания, которая определяет положение любой точки режущего лезвия инструмента в процессе резания [52].

Чтобы определить эту плоскость, необходимо продифференцировать математическое отображение схемы резания по параметру режущей кромки. Данная задача значительно усложняется в случае, если профиль режущих лезвий инструмента задан совокупностью точек в плоскости зуба,

В таком случае для математического описания режущей кромки с последующим его дифференцированием зуба инструмента должны быть использованы интерполяционные многочлены (Приложение 1).

В случае, когда координаты точек профиля режущего инструмента заданы соотношением, зависящим только от одного параметра, то, чтобы определить частные производные по параметру режущей кромки, нужно продифференцировать математическое отображение схемы резания по этому параметру.

Дифференцируя математическое отображение схемы резания по параметру режущей кромки, получаем уравнение плоскости, перпендикулярной к режущей кромке в точке А (рис, 2,4):

Зная толщину срезаемого слоя на каждом участке профиля в любой момент времени, можно определить площадь срезаемого слоя как сумму произведений толщины и элементарного участка длины режущего лезвия, на который приходится данный срезаемый слой.

Частные производные по параметрам режущей.кромки, движения резания и движения подачи для фрезерования винтовой поверхности концевой фрезой, обработки охватывающей головкой и строгания представлены в приложении 2.

Зная толщину срезаемого слоя в любой точке профиля винторезного инструмента и любой момент времени, можно определить площадь срезаемого слоя, просуммировав произведения толщины на длину элементарного участка режущего лезвия, которым срезается рассматриваемый слой.

Примером практического применения приведенной методики может служить расчет толщины срезаемого слоя, кинематических изменений переднего и заднего угла, а также угла наклона режущей кромки при нарезании винтовой канавки дисковой фрезой, охватывающей головкой, концевой фрезой и строгальным резцом. Исходными данными являются параметры винтовой поверхности: ротор ведущий трехвинтового насоса ЗВ 4-25, с профилем боковых поверхностей винтовой канавки, описанных по укороченной эпициклоиде; двухзаходный, правый, с углом подъема винтовой поверхности со=0,7536 рад, наружный диаметр dH = 55 мм, внутренний диаметр de = 33 мм, шаг винтовой линии Р 110 мм. Исследования произведены для подач Sz 0,15 мм/зуб; Sz =0,2 мм/зуб; 5,=0,25 мм/зуб; 7=0,3 мм/зуб- Частота вращения инструмента n=2GG об/мин. На рис. 2.6 представлена зависимость кинематического изменения заднего угла от положения резца при строгании винтовой поверхности. На рис, 2.7 и ПЛ показаны зависимости кинематических изменений заднего угла от подачи на зуб по длине боковых и вершинной режущей кромок соответственно, на рис, П.2 - от параметра движения резания, на рис. 2-8 - от размера дискового инструмента.

Зависимости толщины срезаемого слоя от подачи на зуб по длине боковых и вершинной режущих кромок для дисковых фрез различных размеров представлены на рис. 2,9, 2-Ю, 2.11 и IL3.

На рис. П4, П.5 и П.6 показано изменение толщины срезаемого слоя по длине входной и выходной режущих кромок при обработке винтовой поверхности охватывающей головкой, а на рис, 2Л2 - влияние размера инструмента на толщину срезаемого слоя.

Методика экспериментального исследования погрешно-стей, возникающих при обработке винтовых поверхно стей

Исследование погрешностей винтовой поверхности производилось при нарезании канавки 0=0,7536 рад, dH - 55 мм, диаметр ds = 33 мм, р = 17,5 мм после её предварительной обработки на резьбофрезерном станке 2А "Holroyd".

Проверка обработанных винтовых поверхностей роторов производилась в центральной измерительной лаборатории ОАО «Ливгидромаш».

Программой экспериментальных исследований предусматривалось проведение контроля соответствия профиля винтовой канавки требуемому путем измерения толщины ленточки в нескольких точках профиля и контроля точность шага винтовой поверхности в осевом сечении. Контроль этих параметров производился на специальном приспособлении разрабо тайном в ВНИИГидромаш (Ливенский филиал) (рис. 3.2). Цена деления индикатора - 0,001 мм. Ошибка измерения погрешности профиля винтовой поверхности — не более ±0,002 мм.

Проверяемый винт устанавливают на призму 16, которая смонтирована на плите 18 и закреплена винтами 17- Ориентация детали в осевом направлении определяется щупом-упором 1, который жестко прикреплен к призме через втулку 2 винтом 21. Во втулке 12 кронштейна 8, закрепленного в призме винтами 19, установлена измерительная головка 11, а в прорези кронштейна - рычажная передача, В последнюю входят: рычаг 15, который закреплен на плоских пружинах 7 и 5 с помощью планок 4 и б, щуп 3, запрессованный через втулку в рычаг и закрепленный винтом 20, подпятник 14, контактирующий с измерительным наконечником измерительной головки 11, пружина 13, создающая измерительное усилие, и ограничитель хода 10 с фиксирующей гайкой 9, Рычажная передача предохраняет измерительную головку от ударов, преждевременного износа и позволяет передать отклонение шага и толщины ленточки контролируемой винтовой поверхности на измерительную головку 11, Рычажная передача закрыта кожухом 22, который закреплен винтами 23 к кронштейну и предохраняет от попадания пыли и грязи.

Измерение колебания шага винтовой поверхности и биение толщины ленточки в осевом сечении производится при вращении детали с постоянной осевой скоростью.

Вследствие случайного характера результатов измерений и неизбежного разброса их значений, при анализе различия данных, полученных в результате испытаний каждой из сравниваемых совокупностей параметров, возникает вопрос, обусловлено ли это различие только неизбежным случайным разбросом данных (и тогда нет оснований говорить о сущест венном различии качества сравниваемых совокупностей) или это различие столь существенно, что его уже нельзя объяснить одним только случайным разбросом и, следовательно, можно сделать определенный вывод о преимуществе той или другой совокупности.

Вывод о степени случайности влияния того или иного параметра на рассматриваемую характеристику погрешности детали может быть сделан после оценки существенности различия между двумя средними значениями с помощью критерия Стьюдента [27]»

Целью проводимого исследования является: определение износа инструмента из быстрорежущей стали и установление зависимости степени изнашивания от режимов обработки (v,S7).

В качестве инструментальной стали использовалась быстрорежущая сталь Р6М5, в качестве обрабатываемого - сталь 18ХГТ ГОСТ 1050-88.

Выбор данной пары определяется тем» что сталь Р6М5 является ти пичным представителем инструментальных быстрорежущих сталей, а в существующих методиках стоикостных испытаний режущего инструмента в качестве обрабатываемого материала используется сталь 45 с введением поправочных коэффициентов. Проверка твердости образцов осуществлялась на приборе (твердоме ре) ТШ - 2М (отклонение среднего значения твердости от твердости об разцовой меры твердости 2-ого разряда - не более 4%). Твердость образ цов измерялась шариком 05 мм и находилась в пределах 180 - 210 НВ, ЩІ Шероховатость передней и задней поверхности зубьев соответство вала Ra 0,32.

Заточка и доводка зубьев инструмента производится на универсальном заточном станке модели ЗВ624 абразивными кругами из эльбора.

После доводки радиусы округления режущих лезвий зубьев подвергаются контролю. Для этого используется часовой проектор модели ЧП, снабженный объективом, дающим стократное увеличение. Резец устанавливается в нужном положении на столе прибора. Измерение радиуса округления на увеличенном изображении режущего клина, производится с помощью отсчетного микроскопа МПБ-2, имеющим увеличение 24Х и цену малого деления шкалы 0,05 мм. Таким образом, ошибка на 1-2 деления при измерении увеличенного изображения составляет 0,5 мкм.

Исследование износа инструмента при несвободном резании производилось на резьбофрезерпом станке 2A-II "Holroyd". Его техническая характеристика приведена в разделе ЗЛ,

Программой экспериментальных работ предусматривалось исследование износостойкости инструмента при обработке винтовой канавки ротора ведущего насоса ЗВ 4/25, изготовленного из стали 18ХГТ с профилем боковых поверхностей винтовой канавки, описанных по укороченной эпициклоиде; двухзаходного, правого, с углом подъема винтовой поверхности to = 0,7536 раДі наружный диаметр du — 55 мм, внутренний диаметр de = 33 мм, шаг винтовой лилии Р = 110 мм профильными дисковыми фрезами dNQ = 198 мм, d„0 - 132 мм, z0 = 12; HRC 62-64; при скоростях резания v = 20-40 м/мин.

Исследование износа режущего инструмента для обработки винтовой поверхности

Погрешность обработки является одной из основных характеристик процесса обработки винтовых поверхностей, что придает этому параметру важное значение при выборе оптимальных режимов резания и схем резания.

В разделе 2.4 настоящей работы предлагается порядок расчета погрешностей обработки винтовой поверхности.

В реальном процессе величина погрешностей обработки винтовой поверхности будет отличаться от расчетной. Такое различие может быть следствием действия множества факторов: возникновения нароста и ухудшения микрогеометрии, растягивающих напряжений на поверхности детали, вибрациями (в результате переменности силы резания во времени) погрешностями заготовки или предшествующей механической обработки, погрешностями ее базирования, погрешностями инструмента, станка, не достаточной жесткостью технологической системы и т.д.

В связи с вышесказанным возникает необходимость измерения контролируемых параметров винтовой поверхности (отклонения шага винтовой поверхности; погрешности профиля зуба) и их сравнение при различных режимах обработки с теоретически рассчитанными.

Исследование погрешностей, возникающих при нарезании винтовой канавки производилось на резьбофрезерном станке 2A-II "Holroyd" при обработке винтовой канавки ротора ведущего насоса ЗВ16/2,5, изготов 4 ленного из стали 18ХГТ, угол подъема винтовой поверхности ш = 0,7536 рад, наружный диаметр dH = 55 мм, внутренний диаметр de = 33 мм, шаг винтовой линии Р = 110 мм; - профильными дисковыми фрезами dH0 = 198 мм, dH0 = 132 мм, z0 - 12; HRC 62-64; Подача на зуб изменялась в пределах Sz 0,1-0,3 мм/зуб. Скорость резания v = 30 м/мин. Фрезерование выполнялось при встречной подачи за один ход, В качестве смазочно-охлаждающей жидкости применялся сульфофрезол. Контролю подвергалось 80 роторов. Результаты измерений приведены в приложении 4 (табл. П. 1 — П. 3). Полученные данные представлены в виде полигонов распределения на рисунках 4.6 - 4,8 Одним из важнейших показателем качества винтовой поверхности после лезвийной обработки является шероховатость её поверхности.

Проверка шероховатости поверхности в соответствии с методикой, приведенной в разделе 3,4, проводилась по направлению обработки на дне и боковой поверхности винтовой канавки, В разделе 2.5 показано, что в данном направлении образуются неровности, связанные с кинематикой и динамикой процесса обработки винтовой поверхности.

Было исследовано изменение параметра качества Нґ винтовой поверхности канавки ротора ведущего трехвинтового насоса ЗВ 16-2,5 с углом подъема винтовой поверхности 0=0,7536 рад, наружным диаметром dn - 55 мм, начальным диаметром de = 33 мм, винтовым параметром р — 17,5 мм, изготовленного из стали 18ХГТ после её предварительной обработки на резьбофрезерном станке 2А "Holroyd". Инструмент — профильная дисковая фреза, изготовленная из стали Р6М5. Скорость резания - 30 м/мин. В качестве смазочно-охлаждающей жидкости применялся сульфоф-резол. Нарезание выполнялось за один проход с подачами на зуб в диапазоне 0,1 -0,3 мм/зуб. Проверке подвергались 80 обработанных роторов. Результаты измерений приведены в приложении 4 (табл. П. 4, П. 5). Полученные данные представлены в виде полигонов распределения нарис.4.9 и4-10. Определяем критерий Стьюдента: -для шероховатости винтовой поверхности у дна винтовой канавки /=4,84; — для шероховатости винтовой поверхности на участке, прилегающем наружному диаметру ротора =8,14.

При числе степеней свободы/=лі+Л2-2"78 и вероятности 0,95 to=2fi. Таким образом, увеличение параметров режима обработки винтовой канавки ведет к некоторому повышению величины шероховатости обработанной поверхности, как и следовало из теоретического расчета в разделе 2.5, но тем не менее величина шероховатости остается в пределах допуска на данную операцию.

Отклонение между теоретическими и экспериментальными значениями параметра шероховатости Rz лежит в пределах 8 - 12%, причем теоретический расчет дает несколько завышенные результаты.

Похожие диссертации на Повышение эффективности лезвийной обработки винтовых поверхностей на основе комплексного анализа параметров процесса