автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.08, диссертация на тему:Повышение эффективности выглаживания наружных цилиндрических поверхностей инструментом из минералокерамики

Р, ,2 9? *

Гчнистерство науки, вчсшей школы и технической пс итики Российской Федерации

МОСКОВСКИЙ АБТШЕХШЯЕСШГ. ИНСТИТУТ

На прав1.„ рукописи

УЖ 621.923.7

ЗУБКОВ Эдуард Игоревич

П0В"1ЕНИЕ ЭФШГИВШОТ ВЫГЛАЖИВАНИЯ НАРУ2ШХ ЩЛШЩП1ЧЕ"1ЯХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ИНСТРУМЕНТОМ ИЗ ШНЕРАЛОпЕРАЩЖИ

Специальность 05.02.08 - Технология Ыс.ши"ос.роения

АВТОРЕФЕРАТ Ж ^сертации на соискание уч' юй стеи-ди кандидата технических наук

Москва - 199'.

Работа выполнена на кафедре "Тзхнология и автоматизация механосборочного производства" (ТиАМСП) Московского авто.дехсничас-кохо института

Научгчй руководитель - «рчдидат технических наук, доцент Кузнецов В.А.

Официальные оппоненты - доктор технических наук, проф' 'сор Овсеенко А.Н.

кандидат - ¡хничаских наук, доцегт Крючков А.\.

Ведущее предприятие - Научно-исследовательский институт

технологии автомобильной прошшленностл

Защита' диссэрте"ии состоится 29 декабря_199¿г.

р 14 час1, в ауд. Б-301 на заседании Специализированного Совета К 063.49.03 по при','ждению учёной степгни кандидате технических наук при Московском автомеханическом институте.

С Диссертацией можно озк коыиться в библиотеке института. • Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенной печатью • учретчения, просим ь-.оыл<т по адресу:: 105839, г.Москва, Е-23, Б.Семено'вг >сая ул., д.ЗЗ. Автореферат разослан_27 коябоя_1£9_2_,_г.

Ученый.секретарь Специализированного /

Соите, цэня. техн. наук, доцент /Щ, В.С.-Сидоров

ОБЩАЯ' ХАР/ 'ТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальное. . Эффективность современного производства и уровень качества изделий в значительной мере определяется совершенством процессов механической обработки, методов и инструментов для их реализации.

Интенсификация процессов механической обработки металлов возможна в направлении улучпения качества выпускаемой продукции, сокращения материальных и временных з^рат на обеспечение требуемого качества. Эффективное дзг энпо в дашю" направлении возможно за стёт создания новых методов обработки, а такне за счёт совершенство: аил я рацлс.чалыюго использования I нее известных.

Широкое применение в мгпинсстроенял получил метол вк-лзгква-1шя, который является достаточно ь^опзводятёльншл и обеспечивает высокое- качество поверхности.

Сднэп прл этом далеко не все проблемы, с&чзанные с более э-^-фективным использовзш!ем метода выглаживания,. с созданием новых ■ схем обработки :т совершенствованием инструментов 'для их обеспечения, решены на высоком уоовно. Данный метод предст'г?""ш боль-дом многообразием инструмента с различной формой рабочих поверг-ностей. Э"о пелаот метод специфическим, требующим большой номенклатуры специальна*о инструмента, что повышает то себестоимость • -.. оатрудаяет эффективно использовать в у слое лях автоматизированного яроязводства. Значите: зное расширение функций обрабатывающих поверхностей инструментов на основе совершенствования статических характеристик метода обработки, повышение мобильности инструмента за счёт высоко'" быстросменности и взаимозаменяемости обрабатывающие элементоз, обеспечивающих при этом высокие параметры качества и производительность является состаточно актуальной Зодачэ>1.

Цель работы. Экспериментальное и теоретическое изучение вопро-

» # .«

са обеспечения качества нерунной'цилиндрической поверхности, вы-глаж'чной инструментом из минералокерамики, на основе совершенствования способа устанс 'ки инструмента.

Научная лвлзна.

1.На основе тес этических и экспериментальных исследований остановлено существенное влияние способа установки сменной мно-

.гогоанной. пластины I качество обрабатываемой поверхности и комплексную характеристику инструмента.

2. Получены математические зависимости, описывающие процесс изменен.'*"' характеристик геометрической области контакта в зависимости чт способ* установки СМИ, что позволяет управлять микрогеометрией обработанной поверхности.

3. Разработана математическая модель для определения средней температуры в зоне контакта инструмент-деталь в зависимости от способа установки обрабатывающего элемента, что позволяет В1 :- . вить технологические режимы, обеспечивающие требуемую температуру в зоне обработки и фазовые прв-радения в обрабатываемом с '.ое кеталяа,-

4. Разработаны математические выражения, определяющие грани-,цц дефектных участков (скол, износ) обрабатывающего элемента-, выполненного в виде сменной югогранной пластины (СМИ), применяемой при обработ^ аг ерхностей точением.

I

■Зто -.озволяет определить рабочие участки поверхности СМП дай использования, её на оперт-ци ь-глаживания.

0. На основании проведенных исследований выявлены перспективные- схемы выглаживания СШ, на одну з ко^рнх получено 'авторское свидетельство.

Г игпч^ская денность.

1. РазреЗот* а мег.дика определения площади пятна контакта

инструмента с обрабатываемой деталью я средне., контактной температуры в зоне обработки, оказывающие значительное-влияние на формирование качества поверхностного слоя.

2. Выявл'ень. рационально режимы применения катода выгла^шва-ния с использованием различных способов установка С." для обеспечения требу -лых параметров цпкрогеометраи п физико-механических свойств обработанной поверхности. •

3. Разработана методика оценка эффективности метода выглакива-ния на основснии'рЕСчёТЕ злощада поверхности инструмента, используемой для обработки.

Реализация работы.

Результаты работы переданы к внедрению на Липецкий тракторный завод.

Аюобация работы.

Основные положения работы были долояены и обсуждены на:

1. Всесоюзно" научно-технической конференции "Пути повышения стойкости и нед^ности реяущих и штамповых инструментов",

г.Николаев, сентябрь, 1990 г.; *

ч ф

2. Республиканском научно-техническом семинаре. "Технологическое й конструктивное обеспечение высокоэфйективногс- производства в автомобилестроении", г.Ленинград, октябрь, 1990г;

3. Всесоюзны:; научно-технической конференции "Актуальные, проблемы машиностроения'на современном этапе", т.Владимир, ноябрь,

1991 г.; ' •

4."Республиканской нгуч.ю-техническоЛ и научно-методической конференции "Научно-технически'; прогресс в автотракторостгоенпи и проблемы подготовки иннснерных кадров", г.Москва,'сентябрь,

1992 г.;

5. Заседание кафедры "Технология и автоматизация механосборочного производства".

Публикация.

lio результатам выполненных исследований опубликовано 5. печатных работ, в том числе I авторское свидетельство.

Структура и объем работы.

Диссертгг'онная работа состоит из введения, пяти тлев, выводов, списка использованной литературы, состоящего из 97 наимено-•ваний и приложения. Она содержит 129 страниц машинописного текста, 15 рисунков, 20 таблиц и приложения на 5 страницах.

LtOHOEHoe1 содержание работы

в порроу главе. Проведен анализ состояния вопроса, осуществлен обзор научно-технической литературы, пгэдставлены обоснование, постановка цели и задач исследования.

Проведенный анализ показывает, что выглажг 'ание является прогрессивным методом чистовой обработки, обоспечивапщим высокое ка-чес jo чество обрабатываемой поверхности.

Существенный вклад в становление метода ввгльливания и ого . 'дальнейшее совершенствование внесли такие учёные как. Па.пшев Д.Д., ■ Грановские Э.Г., Чекин Г.И., Смелр-ский В.Г.1., Торбило В...... Хворосту :шн Л.А., Барац Я.И., Одинцов Л.Г., Яценкс В,К.Башков Г.П. 1..аркус Л.И., Чепа П.А. и др.

Развитие данного метода обработки мшет быть осуществлено на основе 'совср энствоваиаЯ способа установки инструмента и применения перспективных и. ¡тру ментальных материалов.

Больною роль в обеспечении высоких ni. гметров качества играет область контактного взаимопейст-яя,- на которую оказывает сущест-Bei: ;е влияние основные технологические режимы я форма обраба^ы-гвзтах элементов. Теоретические и экспериментальные исследования tjnu..sui на геометрию зоны контакта изменения формы рабочей "оверх-иости инструмента при ра*.лчных способ...с установки освещены недо-с.тгт* ¡но.

Било установлено, что процесс выглаживания сопровождается образованием б ковтактной зоне источника тепла большой мощности и, в особенности, при обработка инструментом из минералокерамики. Однако теоретические и эг перименталыше исследования средне-контактной темпе~°туры в зоне обработки, её изменен...1 в зав^ии-мости от различной схем? остановки инструмента, отсутствуют.

Вопросы V. Зрэзования микрогеометрии обработанной'пс зрхности, в особенности, при алмазном выглаживании, изучены в достаточной степени, но формировании основных характеристик чикрогеометши поверхности, выглаженной инструментом, оснащенным СКП из мине-ралокерамикн, а также влияние ьа них основшх технологических фах.горов процесса я способа установки инструмента, не исследовано.

Значительное -оличество исследований посвяшено вопросу форма- ■ лования физико-механических свойств поверхностного слоя и процессе выглаживания. -Однако влияние температуры • в зоне контвкта я а физико-мехагческие свойства обработанной пове-пхности не имеет едцного взгляда и требует дополнительных исследований.

.Реализация метода выглаживания обеспечивается инструментом из различных материачов. Ледорогостоящий материал-мит. ралокера-мика - с высокими Глзико-механическими характеристиками существенно поилпает эффективность процесса выгла-шваяля. Однако еди-нкй взгляд на поведение этого материала в ехн (.логических условиях поверхностного пластического деформирования отсутствует ввиду недостаточности исследований.

3 связи с втлчйпгшшеяпнм в работе были ггостзвлегч слегтсда задачи:

I. Уточнить структуру статичестх характеристик метода обработки л разработать морс5ологическую таблицу изыеввкия способа установки инструмента, обеспечиваю'дуя повксгчие эффективности

о

обработки доталей сменными ыяогограпшми пластинами (СМП) из. ми» * *'

нерзло- зрамяки.

2'. Исследовать-изменение геометрии пятна контакта инструмента с деталью при различных способах установки рабочего элемента.

3. Разработать гчтематическую модель расчёта площади поверхности пятна ко;..акта инструме .та с деталью и средней температуры в зоне обработки.

• .4. Экспериментально исследовать влияние на качественное состояние -выглаженной-поверхности и среднеконтактную томпературу способа установки инструмента.

5. Исследовать влияние'технологических факторов на кач ство . -оверхностного слоя, выглаженного сменными хластшгами из минера-локерамики.

3. Разработать иаучно-проигвс ютвенные рекомендации по управлению процессом выглаживания деталей сменными пластинами, из ¡:и-нералокерамики и провести опытно-промышленные испытания.

Вторая глава посвящена теоретг 'ескому изучению следующих вопросов:

I. Выявлена взаимосвязь между характеристиками установки р©-бочего элемента и комплексной характеристикой самих рабочих элементов.

Установка рабочих элементов может быть определена как для отдельного Ьбрабатывэющего элемента по сношению ,к обрабатыва- • емой поверхности, так и дчя гг пп рабочих элементом с учётом их В£ 1мной ориентации. __ •

.. ,. Та часть ориентЕцяошшх празнакор, которая обеспечивает собственную установку рабочего элементе представляет собой сс о-купн«сть технологически., действий, ко.оргя позволяет нал управлять комплекенг" харе териствйой рабочих элементов, изменяя при этом ее отдельные пт знаки: целевое назнач чг. инструмента.

функции его рабочих элементов л неходкие геом л>ические параметры после днях.

Это позволит повысить' эффективность процесса обраоотки, обе- • с-эчивая получение требуемого качества, повышение производительности процесса (увеличение концентрации операций), повышение :с-пользования полезной площади рабочего элемента л существенное сокращение номенклатуры треоуемого инструмента. Последнее поэволя- . ет значительно снизить технологическую себестоимость.

2. Осуществлен морфологический анализ способов установки обрабатывающего элемента, выполненного в ыде сменной многогранной пластины (СМП) стандартного типпазмера, изготовленного из иине-ралокер-шкя. Результаты анализа представлены в таблице I.

СШ удачно совмещает в своей геометрической скорме элементы различных рабочих поверхностей (режущая кромка, радиус переходных по- . лерхностей, опорная переходная поверхность и боковая переходная поверхность), которые являются носителями различных способов воздействия на обрабатываемый материал: резания, поверхностного пластического деформирования н их сочетания. Изменение способа уста- • нови. СЙП. будет обеспечивать различную геометрию контакта (конфигурация,'Площадь) инструмента с деталью во время обрабс'-ки.

Это, в свою очередь, -оказывает существенное влияние - на параметры процесса, уменьшая или увеличивая контактное давление, цикличность, а такке на физические процессы (трение, к/грев, стойкость '■ яяструмента), что в конечном итоге 'формирует требуемые параметрн качества. - •

Проведенный морфологический анзлиз на примере смаячой многогранной пластины (СШ) стандартного типоразмера позволил 'установить . з'ое возмоннае схемы установки обрабатывающего элемента, произвести их оценку я выявить перспективные схемы обработки.

3. Осуществлено теоретическое исследование способа установки'

С:,¡11 на гвометрпа'контакта обрабатывающего элемента с деталью и получены математические зависимости со расчету площади поверхности

контента соответствующей конфигурации, которс . для кгздого отдельного способ.. установки СГ.'Ш будет складываться лз отдельных участков определенной конфигурации. '

Анализ показывает, что варианты СО^-У^У«^) соот-от-ствуют малы« глубинам проникновения 5 , для котопчх или ^ М- -^Г «0,2929 • "Ри кглых углах ( )

контакт осуществляется только цилиндрической поверхностью инструмента (СШ). Для болышх углов ( ' в контакт вступает часть плоской поверхности СШ ( $"> )•

При болышх глубинах внедрения "-0,2920 (случай с

% для малых углов ( ^ ^ ^ " -гр ) зоптатпзуиг соот-

ве~твуюпие цилиндрические и две плоские части поверхностей СМП.

. _ : - Т2

где • 1й„Км - радиусы детали и многогранной пластины соответственно; "Ф,4? - углы установки Ш1;

§ - глуоина внедрения СШ в обрабатываемую поверхность детали.

Длг вычисления площади поверхности контакта СШ с детгльг при I -злачных способах установки ШП через основные размеры контакта (0,6 ) получены выражения

' То=- О. С5/Г7 С • (6)

■"де £1 - "экспериментально" измеряемая величина, я в общем случае зависит от натяга пластического деформирования, гепметри-чеешх, параметров СШ. обусловленных способом установки, физико-механических свойств.материала инструмента и др-али.

0 "У к«» Т^Г-рГО^ о)

ля выреиения глубины внедрения инструмента (СШ) в поверхность детали через параметры прс зсса обработки была получена зависимость '

Тек как практически ^'.^»«В«, , то деле^ с достаточной степенью т чностя «окно ^олучить:

(II);

где А-ъ+ь

ц - заданнг натяг пластичег т)Го деформирована; Ьв - высота волны, образуемая в процессе обработки

перед обрабатывающим элементом (ОЛИ); ^ - величина упругого восстановлен::! обработанной поверхности.

Полученные математические выражения по расчЗту геометрии пятна контакта инструмента о деталью для схем устьловяи 1 |

; Хдгаг,; х^г, ; 5 2а; позволят

произвести оценку геометрии пятна контакта, выявить наиболее рациональную схему установки ШП ллр обеспечения эффективного про- ' .екания процесса обработки я получения требуемого качества обработанной поверхности. Еги выражения могут быть'использованы для

теоретических р-счётов напряженно-о состояния и г->е дне контактных • * ' • * <

темг.чратур при взаимодействии инструменте с обрабатываемой поверхностью. ,

. 4. Для учёта влияния способа установки СШ (поворся инструиен-

» * .

та) на среднюю температуру в зоне контакта инструмент-деталь, используя выражение _______________ .

где ^ - плотность'тепло!эго потока;

Л - коэффициент тэшюпроводяости;

во - коэффициент температуропроводности;

V - скорость дЕ'кекяя теплового источника;

9 - относительная температура.

•• . . : ' ■- 14

Осуществлено теоретическое уточнение математических зазисимо-

стей среднеконтагтной температуры для следующих с*ем установи

СШ:

I. м

-^•Ко(у~£а- С13)

где 0,5 - основные размеры облеси контакта ^ . ГГ.... ... - .

(14)

где ' - площадь зоны контакта инструмент-деталь; Л- - угол установки СЬШ. 3. УоУоЕл; ХоУзХд

Изменение контактной температуры в зависимости от Ч* будет

где значения функции можно., подучить из выражения

61 Ш--

Анализ полученных вырааений позволяет сделать вывод о том,

что чзменеше геометрии контакта приводит к изменению темпера •

туры в зоне обработки. Это позволяет определять необходимый тем;' * * пер' бурный резин процесса обработки, обеспь «веющий заданные

йязяко-ыеханическае свой за поверхнос чого лоя^

5. Рассмотренный метод выглзяивания. 'СШ позволяет более полно

использовать площадь "збочих поверхностей С":П ' могст значатель-

но погасить его общую стойкость, снижая оотвегствеиио расхода па инструмент.

Оценка использования полезной площада рабочих поверхностей СШ при выглаживснии может быть осуществлена о помощью математических выражений, выведенных в разделе ".3.

Однако общая полезная площадь СШ, используем.л при обработке, состоит *__________

= 5т+

ггэ Sт,5i - полезная площадь СИП, используемая соответственно при тогении и выглаживании. Таким образом, для оценки использования полезной площади СШ из минералокерамики при точении, получекл математические зависимости площади лонтакта СШ с деталей при различных способах •ста-новки обрабатывающего элемента, обеспечиваемых номьдлатурой инструмента стандартного типоразмера с соответствующей гг -метрисЛ рабо эй чести.

Пол: эя площадь поверхности энт ста будет: •

5,=

где

, о«*«

(17)

5Гв=

(18) (19)

Г СобУ-^ СоаУ.) (21)

^адй-(н-е.аП) (23>

' ' (24)

^М&Ш+СоеМ-^СсзЯ-М) (25)

где ---------, -------

• _ .. (20)

Ц - износ по задней поверхности СШ; , V - угод установки СШ,

причем или - ^^/¿Вм ' , в случав

У"** малые 'Н*/^ или значения V , йлизт'че к ЗД имеем:

• (27)

__________ч

^о;.: , т.е. , то из (П...25) следует,

что при

' (28) I

ели

Пров еде-¡нУе расчеты показывают, что лримснекле СШ на олера-таях точения и выглаживании позволя'т повысить исжхльзоврчие полезной плода дл обрабатывающего элемекте до 3 рйз, что снкшет ве-

личину технологической себестоимости.

В третьей .леве изложена методика проведения экспериментальных исследований. Эксперименты проводились на деталях типа вал и втулка, выполненных из ст45, 40Х, ШГТ, 38ХНЗМ5А в "сыром" и закаленном видах.

В качестве инструмента использовались резцы стандартной конструкции ( 750 5608).

Для исследования различных способов установки СМП использовалась конструкция инструмента о поворотной головкой.

Обрабатывающая часть игструмента была выполнена в вид" СМП стандартного типоразмера из минералокерамики ЬиК-60, ВОК-75, 0НГ-20, Силинит-Р о износостойким покрытием и бчз него.

Эксперименты проводились на обододовании и средствах изменения стандартного и оригинального пополнения.

Изучению подвергалась наружная цилиндрическая поверхность (топ^трафия, основные характеристики ыикротпэофиля, ^иаяко-ивха-ническгэ свойства и контактная :емл ера тура в зоне обработки).

В исследованиях использовались следующее методы: математическое .моделирование процесса образования геометрии области контакта и средней температуры в 'Словиях изменяющегося способа установка С.'"!, статистический анализ, метод информаторов а метод естественной термопары.

3 четвёртой гл.- £ изложены результаты экспериментальных Доследований области взаимгчействгт инструмент с дате ью, характеризующей эффективность процесса плас ччесого деформирования и качество обрабатываемо' поверхности. . • •

Выявлено существенное влияние способа установки СМП на топографию з"ны контакта и.; отановлено, что наиболее благоприятные условия плзстичес )го точен: : металла ооздают.углы • чглаживания в интервале 42.. .44 .град.

В результата исследований про: эссе выглаживания С1Ш из чинера-локареиики получг-ы эмпирические зависимости кочтакгно!: температуры от заданного натяга пластического деформирования и скорости обработки.

Установлено, что на сглаживаняе-улрочняюиих режимах выглаживания температура в зоне контакта СМП о обрабатываемо?' поверхностью достигает 1400.. Л620°С.

Анализ исследований показывав:, что изменение-углов выглаживания Ч», Ч1 в сторону увеличения (42.. .4-1 град) позволяет снизить среднюю контактную температуру на 29С...ЬоО°С без снижения эффективности процесса.

Формирование параметров качества пр;. выглаживании жестко установленным инструментом, оснащенным смежными многогра'т«- <и "лас.тинами из минералокерамики стандартного типоразмера, обусловлено соотношением деформационного I. тешю4изического воздей-.ствий.

' Используя методику планирования эксперимента с помощью рота-табельного плана второго порядка, получена эмпирическая матома-тичео.чая модель,, учитывающая при выглаживании САП из минерало-корашка взаимовлияние заданного гзтяга гластического де^ормя-■ ррвания, скорости и подачи на шероховатость поверхности детали.

Рентгг'тострукгурные исследования выглаженной поверхности по-казали^ что в результате высокотемпературного, скорост ого про-' текания процесса ( Ц с 150...300 мкм, !/ = 170...500 м/шя,

5 = 0,10. .0,25 мм/об, (Ж) происходит мартенситный разовый переход, вследствие которого в псяерхностном слое появляется мартенсит закалки и остаточный затенит (I...5 %), характеризующей значительные сяямехмце напряжения. Это свидетельствует о

I

термической процессе, схожим с процессов поверхностной закалки.

3 ходе исследований было установгего, что геометрячеекче ха-

рактеристики СШ стандартного типоразмера, выполненных из минера-локерамлки ВС"-60; ВОК-75; Кортинит (0лТ-20); Сшшнит-Р, полностью удовлетворяют условиям обеспечения поверхностного пла'тичес-кого деформирования во всем диапазоне технологических режимов, соответствующих чистовой обработ э.

На основании проведенных исследований предлоьины технологические рекомендации по обеспечению необходимых параметров качества при аыглаишаняи инструментом, оснащэнлым С1ЛП. стандартного типоразмера, выполненных из минералокера.: ¡ки.

В пятой главе в результате проведенных исследований б"л выяв-ле" ряд перспективных патентоспособных схем <.^абот.-я, позволяющих в наибольшей степени использовать возможности сменных мь^го-гранных пластал стандартного тип о; ¡змера, которые обеспечиз^гг высокое качество обработанной „оверхностя, маь-вмально возможную концентрации операпдй, повышение производительности обт-ботке снл?"ч при этом себестоимо :ь самого процессе изготовления изделия. .

Представленные схекл совмещенной обраС^тки позволяют:

.- расширить технологические возможности з. с°8т осуществления процессов резаниь и пластического деформирования одновременно, одним обрабатывающим элементом;

- обеспечить повышение точности и качества обработки ■( На1 = = ^,32...0,10 мкм4. Кроме того, обработка производится с одк й установки инструмента, ти этом осущестйляс ся двух^апная обработка, у.е. получпетовая - резание, и тпето^ая - пластическое деформирование (рчглахг-вание); ...

- реализуется высокая степень концентрации операций, что ведет к сокращечию их чис е в технологическом процессе, тем"сс/ым снижается себестс мость изг тая и пов_дзвтся производительность ад да;

- использование неперетачи^аемых пластин повышает бнстросиен-'ност ь и мобильность инструмента, что немаловажно в услсчиях роз-

ллных типов производства;

- сокращается необходимая ломеклатура инструмента для обеспечения технологического процесса по производству изделия. Такой инструмент высокоэффективен, ибо несложен в его налад-э, ьысоко мобиле'н, т.к. не требует заточки режущего и деформирующего элементов. Кроме этого, деформирующие п режущие элементы обладают полной взаимозаменяемостью.

Ьспользование метода выглажи:-ния с применением сменных пластин из минералокерамики в технологических процессах позволяет обеспечить их высо*с'ю технико-экономическую эффективность.

Следует выдпить ряд положительных моментов, определяющих эту эффективность:

- создаются условие для частичной ели полной замены операций шлифования и поверхностной закалит;

- .расширяются технологич-^скио возможности по использованию сменных пластин наряду с операциями точения на чистовых, упроч- ' няющих и отделочных операциях, реализующихся методом выглалшве- • ния; . '

- повышается эффективное использование полезной площгди сменкой многогранной -пластик до 3 раз в за:- симости -г способа её установки, при этом уменьшаются .затраты, связанные с эгсгшуата-цииЛ инструмента;

- повышаемся троизводптелыюсть труда г 2...2,2 ргза ввиду увеличения степени концентрации операций, что приводит к сокращению технологического процесса изготовления доталц в целом;

- использование см.иных многогранных пластин стандартного типоразмера : з' операциях точения к выглакпвания сокращсет ;.;;об;со-ддмую иомеклатуру инструмента и соз^чет предпосылки для успешного использования данного метода в условиях автоматизированного

производства; ' ■

- использование С1.Ш из минералокерамики в процессах выглаживания, а таете в условиях совмещенной обработки, позволяет получит> поверхностный слой с высокими параметрам^ качества:

- "ероховатость: закаленные стали (НИЗ 60...62) Ка = 0,32... ...0,10 мкгл; сырые стали (НУ 170...220) Еа = С,63...0,32 мил;

- микротвериость по ср внению с исходным материалом повышается в с, эднем в 2 раза;

- в поверхн стном слое образуются наг^яяения сжатия;

- в результате обработки на определенных режимах в поверхностном слое происходят изменения структуры, свпгетел:птвующиа о наличии фазовой сост; зляицей мартенсита закалки, что присущ-термическим процессем посерхностн^й закалки (Та?).

0БЩ1Е вывода

1. Осуществлен обзор и "нализ литературных источников, показывающий широкое использование в условиях машиностроительного производства метода виглаживания.-

Несмотря на достаточное изучение метода гтлажг~ания, остается практически нсж оле-овзнным вопрос влияния способа установки обрабатывающего элшента, выполнен, чого в виде сменных м*">гогран-ных пластин (СМП) стандартного типоразмера, и технологических рржимов на качьство обрабатываемой поверхности.

На основании анализа литературных источ"чков выявлены основ-' ные параметры процесса (геометрия зоны контакта инструмента с деталью и среднеконтак^нея температура), влияющие на достигаемые параметры качества. • .

2. Теоретически установлено л экспериментал' 'о подтвержтно налич а связи ме?"1у способом уставов: обрабатывающего элемента и комплексной характеристикой нструмента, а таете выявлено их

существенное влияние на качестве обработанной поверхности.

3. На основан™« проведанного морфологического аьалс^а определены возможные способы установки обрабатывающего элемента в виде ШП. произведена их оценка и выявлены перспективные схемы установки СЫП, реализующие метод выглсзиванкч. Определены направления дальнейших теоретических д экспериментальных исследований.

4.'Получены математические модели по расчёту площади поверхности контакта инструмента о об' ^батываемой деталью в чависимо-сти от способа установки СМП. Отклонение расчётных значащ' от экспериментальных данных состаг.лет 10...12

5. Разработана математическая модель зависимости средней кон-• тактной температур!- в зоне обработки с г изменения способ? установки СМП. Отклонение расчётах и экспериментальных знег"ш:'й находится в пределах 20 %.

6. Получены математические выражения доя расчете рабочей пло-. -щади контакта и границ дефектных ">част"ов (износ, сколы) при точении СЫН, что позволяет произвести оценку эффективного использования полезной шгащади обрабатывающего элемента (С..Щ).

Теоретически установлена л экспериментально подтверждено, что применение различных способов уст-новкл 1ЛП позволяет повысить л полезную площадь использования рабочего элемента-в 2...3 раза, не снижая при этом-эффективности процесса обработки.

. 7..Исследования топографии области взаимодействия г ютрумевт» с деталью позволили установить существенное влияние конфигурации контакта, о: оделяемой способом установки на контактную температуру и качество обрабатываемо ! пох-эрхности.

8. Экспериментально, ьо^.верздено, что с:юс:"5 установки С.1П изменяет температуру в зоне обработки в значительных пределах.

Экспериментально установлено, что процесс выгладив ань* СМП из мпнералокерампки сопровождается вы г ' тс:ми контактшми темпера-

т;.тш (1400...1600°С). '

9. В результате исследований влияния основных технологических' факторов на контактную температуру с_ли получены эмпирические зависимости температуры от натяга пластического до^.рмирования и скорости обработки. Впялены рашональные режимы, обеспечивающие сглаживающе-упрочняющую и термосиловую обработку.

10. На основании экспериментальных исследований определены зависимости параметрог шероховатости от нр^яга пластического де-формировашш, годачи п скорости обработки при выглаживании СМП.

Установлено, что из основных технологических параметров процесса доминирующее влияние на шероховатость поверхности оказывает натяг и подача гчструмента.

11. Экспериментально установлено существенное влияние способа установки Cf.HI на. основше характеристики микропгюфяля обработанной ПОВЕРХНОСТИ.

12. Экспериментально установлено, чта- на сглажквающе-упроч-няющих режимах твердость выглаженной поверхности повышается в. 2...2,2 ра'ч. .

13. С помощью металлографических и рентгенографических исследований выявлены типологические режимы л пределы темпе тур, обеспечивающие в процессе зыглажи-<зния незакаленних сталей мар-тенситный фазовый переход, позволяющий дополнительно увеличить ■ твердость поверхностного слоя.

14. На основании проведенных исследований были выявлены перспективные схемы выглаж^ания дорабатывающим элемеь.см, нипол-вет.м в видо СЖГ, на одну из которых .получено авторское свидетельство Л 16981 „0. ...

•15. В результате теоретических и экспериментальных исследовали'" Очли разработаны технологичесю'ч рекомендации по выберу Гпциональнчх. режимов обработкг обеспечивающих заданную микро-

г-ометрию обработанной поверхности и твердость поверхностного слоя.

16. Технико-экономическая оценка метода выглаживания показывает, что эффект достигается за счёт сокращения технологического процессе, затрат на изготовленье и эксплуатацию инструмента.

Ожидаемый суммарный экономический эффект от внедрс ля метода .выглаживания с помощью сменных многогранных пластин из минерало-керамики на деталях типа "вал"составит 25,1 тыс.рублей в.год (црны 1991 года).

Основные положения диссертация опубликован в работе^:

I. Кузнецов В.А., Зубков Э.И. Разработка и исследование новых методов комбинированной обработки.//Пути повышения стойкости и надежности режущих и штампов х инструментов. Тез.докл.Вссозозн. научн.конф.- Николаев, 1990. - С.23-25.

2..Кузнецов В.А., Зубков Прогрессивный инструмент для • обработки автомобильных деталей ькглажпвания./Лехнологическое и конструкторское обеспечение высокоэффективного производства в автомобилестроении. Материалы семинара.-Л: ЛДНГП, 1990.-С.19-21. . 3. Кузнецов В.А., Зубков Э.И. Совершенствование методов меха- ' ничаской обработки, за счёт совершенствования способа установки ин^румента/УАктуалыше проблемы машиностроения ha современном этапе. К :ериалы Всесоюзн.научн. конф. - Владимир, 1991.

4. Кузнецов В.А., Зубков Э.И. Качество поверхности ярд вы-глаживанйи керамикой/УВаучно-технкческяй прогресс в автотрак-торостроени- и »фоблемн подготовки инженерных кадров. Материалы Республикан. научн. конф. - Ь.: !.иРУ, 1988. - С. 130.

5. A.C.I6S8040 Инструмент для-сошспенпой • зрновоГ; и чистовой обработки/В.А.Кузнецов, Э.И.Зубков. Опубл. вЪ.К., 1991,

46.