автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.08, диссертация на тему:Обеспечение шероховатости обработанной поверхности при тонком алмазном точении алюминиевых сплавов

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТШННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Р Г 5 СД

На правах рукописи •

СТЕПАНОВ Сергей Николаевич

ОБЕСПЕЧЕНИЕ ШЕРОХОВАТОСТИ ОБРАБОТАННОЙ ПОВЕРХНОСТИ пга ТОНКОМ АЛМАЗНОМ ТОЧЕНИИ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ

Специальность 05.02.08 - Технология машиностроения

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

С-ПетерЛург 1994 г.

Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном техническом университете

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор Филимонов Л.Н.

Официальные оппоненты- доктор технических наук, профессор Барон D.M.

кандидат технических наук, заведующий лабораторией АО НИИАШ Каламазин В.М. Ведущее предприятие - АО " Ленполиграфмаш ",г. Санкт-Петербург.

Защита состоится " 27 " декабря 1994 г. на заседании специализированного совета Д 063.38.16 в Санкт-Петербургском государственном техническом университете по .адресу:

I9525I, С-Петербург, Политехническая, 29, корп.1, а.41, в I600.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке СПбПУ. Ваш отзыв на автореферат в одном экземпляре, заверенный печатью учреждения, просим направить по указанному адресу. Телефон для справок: 552-65-00.

Автореферат разослан "<¿'-5" ноября 1994 г.

Ученый секретарь специализированного CoE'iTa, кандидат технических наук доцент

И.А. Сенчило

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В современных условиях рыночной экономики требования к качеству и надежности выпускаемой продукции становятся определяющими. Больш£ш роль в изготовлении изделий отводится финишным методам обработки, которые должны обеспечить выполнение жестких требований к точности и качеству обработанных поверхностей.

В различных отраслях- промышленности стало появляться все больше изделий с уникальными требованиями к качеству обработанных поверхностей, выполнение которых является определяющим для эксплуатационных свойств всего изделия. Например, требования к шероховатости поверхностей в пределах 0,1...0,01 мкм й менее, для таких деталей как диски памяти ЭВМ, зеркала лазерных установок, цилиндры лазерных принтеров, селенированные электрографические цилиндры полиграфических машин и др. Выполнение таких требований традиционными методами абразивно-алмазной доводочной обработки чрезвычайно трудная, а порой и невозможная задача, например, при обработке мягких и вязких материалов, таких как алюминиевые сплавы и др.

Имеется положительный опыт применения для этих целей операций тонкого алмазного точения, например, для изготовления дисков памяти вычислительной техники. Такие операции требуют изготовления специального дорогостоящего оборудования, сложной технологии изго- . товленйя алмазного инструмента, длительной процедуры выбора режимов и других технологических условий обработки.

Для изготовления других деталей полученные рекомендации требуют значительной корректировки и новых экспериментальных работ, без проведения которых невозможно прогнозировать ожидаемую шероховатость обработанной поверхности.

Следовательно, задача разработки методов теоретического расче-. та высоты шероховатости и технологических условий выполнения операции тонкого алмазного точения алюминиевых сплавов явл.тется актуальной.

Цель работы. Обеспечение шероховатости поверхности деталей из алюминиевых сплавов в пределах 1^= 0,1...О,01 мкм тонким алмазным точением с высокой производительностью.

А в'т ор защищает:

I. Результаты теоретико-экспериментальных исследований и мате--

т

матическую модель процесса формирования шероховатости поверхности, обработанной тонким алмазным точением. '

2. Методику теоретического расчета параметров шероховатости обработанной поверхности при тонком алмазном точении алюминиевых сплавов, учитыващую влияние основных технологических факторов.

3. Результаты экспериментальных исследований влияния технологических факторов ка шероховатость обработанной поверхности при тонком точении алюминиевого сплава Д16Т резцами из натуральных и синтетических алмазов.

4. Результаты опытнопромышле! гых испытаний и внедрения основных положений в промышленность.

Научная новизна.

1. Получена теоретически и экспериментально подтверждена математическая модель формирования шероховатости обработанной поверхности при тонком точении алюминиевых сплавов, учитывающая микрогеометрию и форму профилирующей части лезвия инструмента, его колебаний относительно обработанной поверхности и упругопластическую деформацию обрабатываемого материала.

2. Выявлено аналитически и экспериментально доказано влияние Д0минир1хщих факторов в процессе формирования шероховатости обработанной поверхности при тонком точении.

3. Для осуществления возможности обеспечения шероховатости обработанной поверхности в пределах 0,1,..О,01 мкм разработаны теоретические положения и практические рекомендации, позволяющие получить заданные геометрические параметры лезвия алмазного инструмента, параметры режима обработки и колебаний технологической системы.

Практическая ценность и реализация работы в промышленности. ■»

1. Доказана возможность и технологическая эффективность обеспечения шероховатости поверхности деталей из алюминиевых сплавов в пределах йа=» 0,1...0,01 мкм путем тонкого точения инструментами из натуральных алмазов.

2. Разработаны методика и програмное обеспечение для расчета параметров шероховатости поверхности на операциях тонкого алмазного точения алюминиевых сплавов.

3. Разработаны технология и практические рекомендации для заточки и доводки алмазного инструмента, обеспечивающие остроту лезвия

I мкм. '!

4. Разработана и внедрена на АО "Ленполиграфмаш" технология . тонкого алмазного точения цилиндров полиграфических машин, обеспечивающая 1?а= 0,05...0,01 мкм и повышение производительности в 12 раз по сравнению с заводской технологией.

Апробация работы.' Основные положения работы были доложены и ойсукдены на научно-технических семинарах: "Интенсификация машиностроительного производства на основе применения прогрессивной технологии"/Ленинград, 1989п/, "Повышение эффективности технологических процессов машиностроительных производств"/Барнаул, 1939п/, "Пути повышения эффективности обработки материалов резанием в машиностроении"/Ленинград, 1991п/, "Прогрессивные решения технологии машиностроения в механообрабатывающем и сборочном производ-ствах"/Санкт-Петербург, 1992г./, "Современное состояние и перспективы развития механики процессов резания и холодного пластического деформирования металлов"/Киев, 1992п/, а также на научно-технических семинарах кафедры "Технология машиностроения" в С-ПбГТУ в 1991...1993 годах.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 3 печатных работ.

Структура и.объем.работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения и приложений. Содержит ЭЯ страниц машинописного текста, ^о рисунког, таблиц и список литературы из наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении определено место, занимаемое финишными методами обработки з достижении требуемой точности и качества ^обработанных поверхностей. Обоснована актуальность теш.

В первой главе в'.тюлнен анализ существующих способов обработка-деталей из алюминиевых сплавов с целью достижения малой шероховатости. По результатам анализа сформулированы следующие выводы:

I. Финишная абразивная обработка создает пикообрпзный рельеф микрошероховатостей, оказывает разрыхляющее действие на поверхность, кроме этого, имеет-место шаржирование частиц и мелкие поры деталей. Поверхностное пластическое деформирование создает более благоприятный рельеф поверхности, однако, процесс идет с ксполкюэанием СОЖ, которая мочет вдаэлилатым в поверхность и оставайся мечцу аазаль--

3

цованными гребешками шероховатостей, что приводит к браку. Из этого следует, что представляет огромный интерес получение поверхности с заданной шероховатостью сразу после точения алмазным инструментом, исключая обработку давлением или абразивную обработку.

2. Тонкое точение обеспечивает получение поверхностей правильной геометрической формы, с точным пространственным расположением осей и параметром шероховатости поверхности Ка= 0,63...О,02 мкм, вместе с тем этот метод высокопроизводителен.

3. Резцы с режущими элементам»! из алмазов и СП»! имеют высокую твердость, после доводки этих инструментов можно снимать стружки до 0,02 мм на высоких скоростях резания. Эти инструменты обеспечивают малые параметры шероховатости при обработке деталей из цветных сплавов.

4. При выборе оборудования для тонкого точения необходимо учитывать ряд-особенностей, поэтому к оборудованию предъявляются особые требования: быстроходности, обеспечение малых подач, высокой жесткости и виброустойчивости. Требование высокой жесткости и виброустойчивости оборудования и всей системы станок - приспособление -инструмент - заготовка обусловлено не только тем, что изготовленные детали должны иметь высокую точность и малую шероховатость, но и тем, что при тонком точении, как правило, используется инструмент из СТМ

и керамики, а его стойкость существенно зависит от упомянутых характеристик станка.

5. Рассматривая рекомендации по выбору режимов резания и геометрии инструмента можно заметить, что они весьма противоречивы и нуждаются в проверке.

6. Для технологического управления шероховатостью поверхности при обработке лезвийным инструментом имеет большое значение выделение систематической и случайной составляющих реальной поверхности. Поскольку систе-'атическая составляющая зависит от управляемых технологических факторов, то технологическое управление ее параметрами не представляет каких-либо трудностей. Случайная составляющая зависит не только от управляемых технологических факторов, но и от случайных физических явлений, поэтому технологическое управление параметрами случайной составляющей гораздо сложнее чем систематической.

7. Все существующие модели формирования шероховатости поверхности делятся на три группы:

- теоретические модели, не зависящие от технологических факто-

4

о

ров, которые мало пригодны для исследования влияния их на шероховатость обработанной поверхности.

- теоретические модели, зависящие от небольшого числа технологических факторов, которые в некоторых случаях могут быть использо-ванп для исследования влияния их на шероховатость поверхности.

- эмпирические модели, зависящие от всех технологических факторов, которое пригодны для широких исследований влияния их на шероховатость поверхностей и технологического управления шероховатостью. Однако для определения параметров эмпирических моделей необходимо проведение большого объема экспериментальных работ.

3. Модели шероховатости поверхности, основанные на предположении о нормальном законе распределения ординат профиля поверхности, не пригоднн для описания шероховатости поверхностей,обработанных точением, поскольку закон распределения ординат этих поверхностей в большинстве случаев отличается от нормального.

9. Модель шероховатости поверхностей,полученных точением, должна быть композиционной и зависеть от всех основных технологических факторов.

Но результатам анализа состояния вопроса сформулированы задачи работы:

1. Разработать композиционную математическую модель формирования шероховатости обработанной поверхности при тонком алмазном точении, учитывающую действие всех детерминированных и случайных технологических факторов.

2. На основании предложенной композиционной модели разработать методику расчета параметров шероховатости обработанной поверхности и ее програмное обеспечение.

3. Выполнить экспериментальные исследования влияния технологических факторов на шероховатость обработанной поверхности при тонком алмазном точении алюминиевых сплазов с целью проверки разработанной методики расчета параметров шероховатости и получения сира--воинкх материалов.

4. Разработать технологию заточки и доводки алмазных резцов, сбеспочизаюцую остроту лезв^.я^^" I мкм и шероховатость "г - 0,03 мкм.

5. Разработать технологический процесс и практические рекомендации для выполнения операций тонкого алмазного точения алюминиевого сплава Д16Т, обеспечивающие шероховатость обработанной поверхности Яа= 0,05.. .0,С1 ук:.:.

Во второй главе проведен теоретический анализ процесса формирования шероховатости поверхности при тонком алмазном точении. Наличие в шероховатости систематической составляющей связано с постоянно действующими факторами: подачей, геометрией инструмента, амплитудой и частотой относительных колебаний заготовки и инструмента (если они постоянны).

В данной работе была поставлена задача попытаться ввести в методику расчета как можно большее количество факторов, рассматриваемых как детерминированных, тогда случайная составляющая шероховатости будет сведена к минимуму и становится возможной оптимизация и управление процессом тонкого точения по критерию достижения минимальной шероховатости. Таким образом, для описания шероховатости поверхности, полученной при тонком точении необходимо использовать композиционную модель следующего вида:

+ (I)

где НрО - реальный профиль шероховатости;

У(х) - детерминированная периодическая функция, описывающая систематическую составляющую профиля и зависящую от постоянно действующих факторов, представляющих собой физическую основу технологического процесса обработки; •>

Ь(»)~ случайная функция, описывающая случайную составляющую профиля и зависящая от управляемых и не управляемых технологических факторов, условий обработки, свойств обрабатываемого материала и от всех других факторов, влияющих на шероховатость поверхности.

Анализ влияния различных факторов на формирование микропрофиля поверхности при тонком точении показал, что вид систематической составляющей микропрофиля зависит от режимов резания, особенно подачи, геометрии режущего инструмента, амплитуды и частоты относительных колебаний резца и обрабатываемой поверхности, микрогеометрии режущего лезвия и величины упругопластической деформации металла' в зоне резания. Таким образом систематическая составляющая будет иметь .вид:

У{х) = Цр(*) * УФ) * Ну/у) + Нпл + уш.л, (2)

где функция,зависящая от формы лезвия режущего инструмента;

° Я«(*У функция, зависящая от относительных колебаний лезвия режущего инструмента и обрабатываемой поверхности;

Нупр- функция, показывающая увеличение шероховатости за счет упругого восстановления поверхности; .

б

и

Таблица I.

Расчетная схема Уравнения систематическое составляющей Координаты расчетных точек

у* г-й^т гЦт^ -^г1-хл у=г 2 Б* ' Г. +

, 1 \/г*5а

V*' о с Ъ>/ 53 У^+А'(¿Ы21Гррьц-&1П2/Т{Тк)3 Ч '

X

Л ""лТ-—» 7Г= 04-ХАХс

к/

Хс а , X

Нпл - функция, показывающая увеличение шероховатости за счет наплывов на обработанной поверхности, вызванных пластической деформацией материала в зоне резания;

Un.fi, - функция, зависящая от шероховатости режущего лезвия.

При операциях тонкого точения наиболее часто используется инструмент у которого в образовании профиля шероховатости участвует то-■ лько вершина резца с радиусом £ или зачистной кромкой Ь дополнительного режущего лезвия и подача

Для математического описания систематической составляющей, зависящей от выше перечисленных факторов, рассмотрим участок профиля, расположенный между двумя положениями резца на расстоянии, равном подаче й . Функция, зависящая от формы режущего лезвия и амплитуды относительных колебаний, а также координаты опорных точек при расчете профиля сведены в табл.1, где % - радиус при вершине инструмента;

А - амплитуда относительных колебаний;

£ - частота относительных колебаний;

) - период оборота заготовки;

Л - угол определяющий погрешность установки резца;

5 - подача;

р; - номер оборота зоготовки;

У - угол резца в плане.

При рассмотрении влияния упругой деформации на увеличение шероховатости поверхности необходимо определить разность связанную с неодинаковой величиной упругого восстановления гребешка и впадины шероховатости. Эта величина определяется уравнением:

Й„пр , ШЖ^иШЩШЕ.^ (3)

где Н^ - величина упругого деформирования (восстановления) дна впади-

ны.

(4)

где ^ - радиус скругления режущего лезвия; $ - угол скалывания.

При упругом восстановлении гребешка, образованного инструментом с зачистной кромкой на режущем лезвии, увеличение шероховатости определяется величиной упругой деформации и вычисляется по формуле (4).

3

Процесс тонкого алмазного точения в большинстве случаях протекает в условиях (высокая скорость резания, инструмент с доведенными режущими кромками, наличие СОЖ), поэтому влияние пластической деформации на микрогеометрию обработанной поверхности выражается в боковом выдавливании обрабатываемого материала в сторону соседнего следа, оставленого вершиной резца.

Величина образовавшегося наплыва зависит от радиуса скругления режущеро лезвия J} и радиуса при вершине Y , и определяется выражением: rÁ j.

Нп, ' С/V (5)

для инструмента с зачистной кромкой, зависит от угла в плане уэ , и

определяется выражением:

Hn^CfY • (б)

Коэффициенты данных уравнений определены экспериментально и представлены в диссертации. *

Анализируя влияние шероховатости режущего лезвия на шероховатость обработанной поверхности можно сделать вывод, что при работе инструментом с радиусом при вершине микронеровности режущего лезвия полностью переносятся на обработанную поверхность. При работе инструментом с зачистной кромкой на режущем лезвии шероховатость обработанной поверхности зависит от коэффициента перекрытия 4 и соотношения между подачей S и шагом между неровностями режущего лезвия, и определяется rio формуле:

(7)

Методика расчета шероховатости поверхности при тонком алмазном точении состоит в определении величины каждого фактора входящего в периодическую состовляющую по вшеприведееньтм формулам. По расчи-' танным координатам вершин гребешков и впадин шероховатостей строится профиль соответствующий рельефу поверхности обработанной детали. Этот рельеф поверхности является профилограммой данной поверхности. По полученной.профилограмме определяются все параметры шероховатости поверхности.

В третьей главе рассмотрены методики проведения экспериментальных исследований. , *

Экспериментальные исследования проводятся на трех станках: - специальный прецизионный станок с цикловым программным упра-

влением модели МК 6562;

- токарно-винторезный полуавтомат модели 1716ПФЗ с устройством ЧПУ 2Р22 на базе микро-ЭВМ "Электроника-бОМ"; • .

- токарно-винторезный полуавтомат модели 16К20ФЗС2Э2 с устройством ЧПУ 2Р22.на базе микро-ЭВМ "Электрокика-бОМ".

В качестве режущего инструмента используются проходные резцы из синтетического АСПК и природного "Борт" алмазов, выпускаемых Томилинским заводом алмазного инструмента. Геометрические параметры инструментов в процессе проведения экспериментов изменяются путем пёрехоч-ки и доводки по технологии разработанной автором и представленной в данной работе. •

Для проведения экспериментов использованы заготовки в воде тонкостенных цилиндров диаметром 30 мм. и длинной 250 мм. и диаметром 190 мм. и длинной 240 мм. из алюминиевого сплава ДЙэТ.

Шероховатость поверхности обработанных•заготовок определялась на профилографе-профилометре мод 252, микроинтерферометре МИИ-4.

Для разделения реального профиля обработанной поверхности на систематическую и случайную составляющие использовалась методика разделения систематической и случайной составляющих профиля с помощга автокорреляционной функции.

Специальные методики определения радиуса скругления и шероховатости режущего лезвия приведены в работе.

В четвертой главе представлены результаты экспериментальных исследований тонкого алмазного точения на примере сплава Д16Т. Эксперименты проводились на указанном выше оборудовании. В процессе проведения-экспериментов менялись следующие технологические параметры: скорость от 100 до 700 м/мин; подача от 0,01 до 0,05 ш/об; глубина резания от 0,01 до 0,1 мм; амплитуда относительных колебаний от 0 до 1,5 мкм, а таюке геометрия инструмента: углы и ^ от 15до 45°; радиус скругления режущего лезвия от 0,5 до,50 мкм; ширина зачистной кромки на режущем лезвии от 0,2 до I мм.

Экспериментальные исследования показали, что влияние скорости резания и глубины на шероховатость обработанной поверхности незначительное. Из технологических факторов на шероховатость оказывают наибольшее влияние подача и амплитуда относительных колебаний заготовки и инструмента рис.3. При увеличении амплитуды относительных колебаний от 0,2 до 1,5 мкм параметр шероховатости Е!а увеличивается от 0,03 до 0,6 мкм. Из геометрических параметров инструмента существенное влия-

Об

в,5 ол «V1 е.? о."

\

\ V

\ \ \

Л

ч \ \ ч N \ 2

Л ч Ч > •V X

-- -

ю

0> 0,6 1

Рис.1. Влияние радиуса при вершине (а) и ширины зачистной кромки (б) на параметр шероховатости обработанной поверхности. I - 5 = 0,01 мм/об; 2 0,05 мм/об.

Еа;---Еат-

М»*тн Кмхм а,ъ

0.2

0,1

- 0,6 0,5

V

0,5 0,2

О,'

А

/

< /

/

/к

0,6

0,5 О,О

0,2 0.1

10

го до 40

Рис.2, Влияние радиуса скругле-ния на параметр шероховатости обработанной поверхности и высоту наплывов при боковом вытеснении материала.

ша'рлсга

1Т16П<РЛ

±

Анны

о? 01, о,в ра А

Рчс.З. Влияние амплитуды относительных колебаний на параметр Иа ^шероховатости обработанной поверхности.

»»

ние на шероховатость обработанной поверхности оказывает радиус скругления ревущего лезвия рис.2. Как видно из графика увеличение шероховатости происходит за счет роста пластической деформации при увеличении радиуса скругления режущего лезвия. Кроме этого значительное влияние на шероховатость обработанной поверхности оказывают радиус при вершине резца и ширина зачистной кромки режущего лезвия рис.1. С изменением ширины зачистной кромки режущего лезвия при одной и тойже подаче изменяется коэффициент перекрытия, увеличение коэффициента перекрытия свыше 20 не приводит к значительному уменьшению шероховатости обработанной поверхности.

В ходе проведения экспериментов проводилась оценка случайной составляющей шероховатости обработанной поверхности с помощи 'автокорреляционной функции, результате чего можно сделать вывод, что случайная составляющая, зависящая от неучтенных факторов увеличивается с увеличением общей шероховатости поверхности.

На рассматриваемых выше графиках представлены теоретические кривые расчитанные по предлагаемой методике. Из графиков видно, что предлагаемая методика расчета параметров шероховатости позволяет расчитать шероховатость поверхности при тонком алмазном точении с достаточной для практического применения степенью точности.

В пятой главе разработаны технологические рекомендации для операции тонкого алмазного точения алюминиевых сплавов обеспечивающие 1^=» 0,1...0,01 мкм. Как отмечалось ранее, одним из факторов, сильно влияющих на шероховатость поверхности при тонком точении, особенно в области 1^= 0,1...О,01 мкм, является радиус скругления режущей кромки резца. В работе была разработана технология заточки и доводки режущего лезвия, обеспечивающая радиус скругления режущей кромки

I мкм. Для обеспечения технологии был спроектирован и изготовлен на кафедре "Технология машиностроения" СПбГТУ специальный доводочный станок. Технология заточки и доводки алмазного инструмента представлена в работе. Для облегчения работы технолога был разработан алгоритм и программа для ЭВМ СМ 1000 для расчета шероховатости поверхности при тонком алмазном точении алюминиевых сплавов.

В качестве примера, результаты расчета параметра шероховатости поверхности при тонком алмазном точении алюминиевого сплава Д1СТ сведены в номограмму рис.4.

На основании теоретических и экспериментальных исследований в производственных и лабораторных условиях разработаны псактические

Рис.4. Номограмма для определения параметра 5?а шероховатости обработанной поверхности при тонком алмазном точении алюминиевого сплава Д16Т.

рекомендации для обеспечения шероховатости поверхности Ва= 0,1...О,01 мкм при тонком алмазном точении алюминиевых сплавов. Для обеспечения заданной шероховатости необходимо использовать станки моделей МК 656а или 1716ПФЗ, первый предпочтительно, или подобные. Режущий инструмент должен быть из природного алмаза и иметь радиус округления режущего лезвия^^ I мкм, радиус при вершине резца должен быть не менее 5 мм, а для инструмента с зачистной кромкой ее ширина должна быть не менее 0,5 мм. Скорость резания выбирается в пределах от 100 до 700 м/мин» исходя из условия минимума относительных колебаний, подача до 0,Ъш/об Обязательное использование в качестве СОЖ спирта или керосина.

На основании предложеных рекомендаций были разработаны технология тонкого алмазного точения цилиндров для лазерного принтера, обеспечивающая стабильное получение шероховатости повер-^ости по параметру Еа= 0,02...О,01 мкм. и технология изготовления подложек селениро-ванных электрографических цилиццров для овсетной печати, позволяющая обеспечить заданную шероховатость Еа= 0,05...О,02 мкм.-

В приложении представлены акты об использовании и внедрении результатов диссертационной работы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполненных теоретико-экспериментальных исследований получены следующие научные выводы и практические результаты.

1. Разработанная композиционная математическая модель формирования шероховатости обработанной поверхности при тонком точении алюминиевых сплавов позволяет учесть влияние на шероховатость кинематики процесса резания, формы и микрогеометрии профилирующей части режущего лезвия инструмента, его колебания относительно обрабатываемой поверхности, упругую и пластическую деформацию металла г веде наплывов.

2. На основе композиционной.математической модели разработаны методика, алгоритмы и програмное' обеспечение для расчета параметров шероховатости обработанной поверхности и выполнены расчеты параметра йа шероховатости для операций тонкого алмазного точения деталей из алюминиевых сплавов. Экспериментальная проверка расчетов й оценка их точности гарантирует погрешность не превышающую 12%.

3. Результаты расчета шероховатости и экспериментальные исследования показывают, что доминирующее влияние на формирование шероховатости оказывают состояние лезвия инструмента, подача и амлли-

. 1-1 ' '

туда радиальных колебаний между инструментом и заготовкой.

4. Установлено, что для обеспечения шероховатости обработанной поверхности в пределах 0,1...О,01 мкм необходимо, чтобы профилирующая часть режущего лезвия удовлетворяла следующим требованиям: радиус скругления лезвия р - I мкм; радиус при вершине = 8...10 мм. или ширина зачистной кромки t - 0,5...О,8 мм; шероховатость лезвия Яг = 0,1 мкм; Амплитуда колебаний А = 0,02 мкм.

5. Для обеспечения необходимого состояния лезвия алмазного инструмента предлагаются специальный станок и технология заточки и доводки лезвия, позволяющая получать радиус скругления^ = 0,5 мкм.

6. Радиус скругления режущего лезвия £ определяет интенсивность пластической деформации э виде наплывов при боковом выдавливании обрабатываемого материала. При резании инструментом из природного алмаза увеличение радиуса скругления с 0,5 до 3 мкм. приводит к увеличению параметра йа с 0,02 до 0,15 мкм. При резании инструментом из синтетического алмаза увеличение радиуса скругления с 13 до 50 мкм. приводит к увеличению параметра йа с 0,18 до 0,55 мкм.

7. Результаты анализа влияния колебаний на формирование шероховатости показывают, что увеличение амплитуды радиальных колебаний с 0,02 до 1,5 мкм приводит к увеличению параметра шероховатости 1?а с 0,01 до 0,6 мкм. В соответствии с полученными данными шероховатость в пределах Ка= 0,1...0,01 мкм может быть получена на станке модели МК 6562, шероховатость й.а= 0,08 мкм может быть получена на станке модели 1716ПФЗ.

8. Применение в качестве СОЯ спирта приводит к более чистому резанию и позволяет получить шероховатость поверхности

1^= 0,01 мкм, а применение керосина увеличивает шероховатость до

0,014 мкм. Обработка без применения С0Ж приводит к увеличе- . нию шероховатости до 1^= 0,08 мкм.

9. На инструменте из натурального алмаза возможно получение остроты лезвия до= 0,5 мкм и шероховатость 0,03 мкм, на инструменте из синтетического алмаза возможно получение ^р до 5...8 мкм V. шероховатость 1?2= 0.16...0,2 мкм.

10 Доля случайной составляющей шероховатости поверхности возрастает с ростом шероховатости поверхности и составляет 10...25% при изменении параметра йа шероховатости от 0,01 до 0,3 м.км.

II. Разработанная технология тонкого алмазного точения цилиндров полиграфических машин инструментами из природного алмаза на прецизионном станке модели МК 6562 позволяет получать поверхность с параметром шероховатости 1^= 0,05...О,01 мкм. за 6 минут основного технологического времени на финишной операции, что позволяет повысить производительность операции в 12 раз по сравнения с заводской технологией.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Филимонов Л.Н., Смирнов Л.П., Степанов С.Н. Обеспечение малой шероховатости обработанной поверхности при тонком точении на станках с ЧПУ.//Повышение качества изготавливаемых изделий в машиностроении:- Л :ЛПИ, 1990. •

2. Степанов С.Н. Тонкое точение стали керамическим инструментом на станках с ЧПУ //Повышение эффективности те'хнологических процессов машиностроительных производств.-Барнаул:ВНТ0:АШ, 1989.

3. Степанов С.Н., Фадеев Е.Т. Исследование процесса тонкого точения незакаленных сталей керамикой//ХХХ студенческая научно-техническая конференция.-Рига:РПИ,1939.

4. Степанов С.Н. Финишная обработка электрографических цилиндров под селенирование/Л1ути повышения эффективности обработки материалов резанием в машиностроении.-Л. :ЛДШП, 1991.

5. Степанов С.Н. Расширение технологических возможностей станков с ЧПУ //Автоматизация технологической подготовки механообработки на станках с ЧПУ.-Л:ЛДНТП,1991.

6. Филимонов Л.Н., Степанов С.Н. Шероховатость обработанной поверхности при тонком точении инструментами из сверхтвердых мате-риалов//Прогрессивные решения технологии машиностроения в механо-обрабатывающем и сборочном производствах.-С-Пб.: СПбДНТП, 1992.

7. Филимонов Л.Н., Петрашина Л.Н., Степанов С.Н. Особенности образования стружки и обработанной поверхности при высокоскоростном резании пластичных металлов//Современное состояние и перепек- .. тивы развития механики процессов резания и холодного пластического деформирования.-Киев:ИСМ, АН Украины, 1992.

8. Филимонов Л.Н., Степанов С.Н. Расчет параметров шероховатости при тонком алмазном точении цветных металлоз//Технология-94.-С-Пб.: МЦЭНТ, 1994.

1С,