автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.08, диссертация на тему:Технологическое обеспечение точности корпусных и базовых деталей электромеханической обработкой

КиКвськиР пол!техн1чний шститут

о л

* е ' , "

■■ . . ,' На правах рукопису

УДК 621.91

ОНИЩУК Серг:Р Григорович

ТЕХНОЛОГ1ЧНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ТОЧНОСТ1 КОРПУСНИХ ТА БАЗОВИХ ДЕТАЛЕЙ ЕЛЕКТРОМЕХАН1ЧНОЮ ОБРОБКОЮ

Спешальшсть 05.02.08 - технолог™ маишнобудуваннь

АВТОРЕФЕРАТ

дисерташК на эдобуття наукового ступенл кандидата техшчних наук

Ки1в ТУ913

Дисертац1я е рукописом

Робота виконана в Краматорському 1ндустр1альному 1нститут1

Науковий кер!вник - кандидат техн!чних наук, доцент Кухт1к Тамара Васильовна

0ф!ц1йн1 опоненти - доктор техн!чних наук, професор Проволоцький Олександр бвдокимович кандидат техн1чних наук, доцент Ыестаков Володимир Леон1дович

Пров1дне п!дприемство - Краматорське верстато-

буд1вне виробниче об'една-ння

Захист в1дбудеться АР ЧЦМ11- на зас!данн1

Спец1ал!зовано1 вчено! ркМ К 068.14.15 в Ки1вському пол!техн!чному 1нститут1 за адресою:

252056, м.Ки1в-56, проспект Перемоги, 3?, учбовий корпус 19,ауд.340.

3 дисертац!ею можна ознайомитись в б!бл{отец{ ¡¡кстктуту.

Автореферат роз! с ланий ". 993 р.

Вчений секретар /

спец1ал!зовано! вчено! ради ,/Оз.В.Романенко

А Н О Т А Ц 1 Я

Дисертац1йна робота присвячена проблем! технолог!чного забезпечення точностг корпусних та базових деталей в умовах важкого машинобудування.

Метою дисертац!йно! робота е розробка технолог!чних метод!в механ!чно! обробки з використанням електричного струму в зон! Р1зання I способ!в !х реал1зацп, дозволяючих знизитк залишков! деформац!! та забезпечити потр!бну точн!сть.

У робот! вир!шен! сл!дуюч! завдання:

- розроблен! технолог!чн! способи, як! забезпечують точн!сть корпусних та базових деталей з використанням електричного струму при р!занн1;

- розроблена анал!тична модель, яка описуе залежн!сть залишкових напруг при одноосьовому напруженому стан! в!д режим!в обробки, ф!зико-механ!чних характеристик стану детал!, а також сили струму;

- досл!джено д!ю залишкових напруг на коробления корпусних та базових деталей при електромехан!чн!й обробц! з урахуванням технолог!чно! спадковост!:

- розроблена методика розрахунку залишкових напруг та деформац!й при електромехан1Чн!й обробц! фрезеруванням ! струганиям корпусних та базових деталей;

- розроблен! практичн! рекомендац!! по використанню елек-тромехан!чних метод!в обробки корпусних та базових деталей важкого машинобудування.

Автор захищае:

- анал!тичн! залежност!, як! описують величину залишкових напруг ! деформац!й при одноосьовому напруженому стан! в!д режим!в електромехан!чно! обробки, ф13ико-механ!чно-го стану детал!:

- математичну модель механ!зму технолог!чно! спадковост! при електромехан1чн!й обробц!;

- розрахунково-експериментальна методика визначення поля залишкових напруг при електромехан1чн1й обробц!;

- методика призначення технолог!чних режим!в при електро-

механ!чн!й обробц! 1 !х оптим!зац!я у операц1ях фрезе-

руванням ! струганиям.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальн!сть. Сучасне важке машинобудування характеризуешься вескою к!льк!стю великогабаритних корпусних та базових деталей, до якост1 виготовлення яких ставляться п!двищенн! вимоги. Проте 1снуюча технолог1я виготовлення ц!х деталей не дозволяв повн!стю вир!шити проблему стаб!л!зац!1 залишкових напруг, виникаючих при механ!чн1й обробц1, як1 приводять до коробления деталей нежорсткого типу. Це приводить до того, що на складальних операц1ях запроваджуються доводочно-приганяльн! операцИ, як1 вимагають додаткових витрат часу 1 засоб1в (до 3070 7. в!д загально! трудом!сткост1 складання м&шин).

Нин1 е технолог!чн! р!шення, зв'язан! з використанням елек-тромехан!чно! обробки, яка у принцип! дозволяе вир!шити завдання значного зниження залишкових деформац!й. Однак електромехан!чна обробка находить свое застосування як операц!я обробно-зм!цнюва-льно1 обробки, яка не сз'язана 1з зн!манням металу. В!тсутн! теоретичн! досл!дження д!1 технолог!чних фактор!в електромехан!-чно1 обробки р!занням на залишков! деформац!! корпусних та базових деталей.

Тому досл!дження процес!в, прот!каючих при електромехан!ч-н!й обробц! деталей р!занням 1з застосуванням електричного струму, а також розробка методики розрахунку залишкових напруг та деформац!й 1 практичних рекомендац!й по режимам обробки, як! значно 1нтенсиф1кують процес пластично! деформацИ при р!занн!, сприяючих зниженню коробления деталей з метою п!двшцення 1х точ-ност!, е актуальним науково-техн!чним завданням.

Загальна.методика досл!джень. Лосл!дження процесу техноло-г!чно! спадковост! залишкових напруг 1 деформац!й виконано !з застосуванням розрахункових та експериментальних метод!в. Мате-матичне описания зв'язк!в залишкових напруг 1 деформац!й при електромехан!чн!й обробц! виконано на основ! фундаментальних положень технологII машинобудування, теорИ пружност! 1 тепло-, проводност!. Перев!рка адекватност! математично! модел! процесу перерозпод!лу залишкових напруг при електромехан!чн!р обробц! !

експериыентальних дослтджень виконана \з застосуг:анням теорй планування експеримен!г1в. ,

Наукова новина. | На оснйвI теоретичних та експериментальних дослгджень отримаш анал1тичн1 залежност1 для розрахунку залиш-кових напруг та'деформацгй, як1 ураховують залишков! налруги в заготовгц та залишковг налруги при електромехан1чнЬ" обробцк

Розроблено гнженерну методику оцшки напружено-деформовано-го стану з використанням методу К1нцевих елемент1в при електро-механ1чн:й обробцг корпусних та базових деталей.

Винвлен1 та вивчен: законом¿рностг, як1 ураховують вплив режим1в електромехашчно! обробки на залишков1 налруги та дефор-маш* корпусних та базових деталей.

Розроблено новий технолог1чний пронес електромехан1чно.¥ обробки корпусних та базових деталей.

Практична ц!НН1сть. На основ! теоретичних I експериментальних дослгджень розроблен1 анал1тичн1 залежност1, як1 описують налружено-деформований стан заготовки при електромехан1чному фрезеруваннт та струганш.

Розроблена методика визначення залишкових деформащй при оптимальних режимах електромехашчно! обробки корпусних та базових деталей з урахуванням технолог1чно! спадковостк

Розроблена технолог1чна оснастка I технолог1чний процес обробки деталей прокатного обладнання I важких токарних верста-Т1В електромехашчним фрезеруванням та струганиям.

Реал1зац1Я'результат!в роботи. Технолог1чний процес елек-тромехашчно! обробки станш важких токарних верстатгв впровад-жено на КВВО (м.Краматорськ/. Економ1чний ефект складае. 1962 тис. карбованц1Б (у цгнах 1992 року).

Апробацтя роботи. 0сновн1 положения I результати роботи доповгдались 1 обговорювались на 5 Республ1канських : м1жвуз1в-ських науково-технхчних конференцгях:

- Республ1канська науково-техшчна конферетдя "Качество и надежность технологических систем механообработки". Краматорськ, 1991, травень; 1

- Всесоюзна науково-техн1чна конференшя "Остаточные напряжения - резерв прочности в машиностроении". - Ростов-на-Дону,

1991, листопад. ■ (

- конференц!я "Технологические методы повышения эффективности и качества механосборочного производства". - Домбай, 1992, травень;

- м1жвуз1вська науково-техн!чна конференц!я "Качество и надежность технологических систем". - Краматорськ, 1992, червень;

- конференц!я "Новые технологические процессы в механической обработке". - Одеса, 1952, жовтень. к

Публ!кац!I. Основний зм!ст i результати дисертац!йно! ро-боти в1дображен! у 7 публ!кац!ях. 1

Структура 1 об'ем роботи. Робота складаеться 1з вспупу, 5 розд!л!в, зак!нчення, списку л!тератури i додатк!в. Об'ем роботи: '/¿«¿.машинописних стор!нок основного тексту, Л~~малшк!в, список л!тератури !з найменувань, ctopíhok í3 актами

впровадження та програмами розрахунк!в на ЕОМ.

У вступ1 обгрунтовано актуальн!сть теми, викладек! дан! про основн! досл!дження, про апробац!ю роботи, практичн! ц1нност! 1 упровадження результат!в роботи на виробництв!.

У першому розд!л! дано анал!з сучасного стану питания на основ! огляду в!тчизняних ! заруб!жних досл!джень по досягнекню точност! виготування деталей. Показано, що досягнення точност! пов'язано 1з стаб!л1зац!ею залишкових напруг 1 деформац!й корпусних та базових деталей, як! виникають в процес! р!зання. 1снуюч! методи стаб!л!зац!1 не дозволяють повн!стк> вир!шити проблему коробления корпусних та б,азових деталей 1 пр!зводять до запровадження доводочно-приганяльних операц!й на складанн! машин. Застосування електромехан!чно! обробки може сприяти стабШзацН залишкових напруг 1 зниженнго деформац!й з метою досягнення точност! корпусних та базових деталей.

У цьому роздШ визначен1 мета та завдання досл!джень.

У другому розд!л! викладена загальна методика проведения досл!даень. Дан1 в!домост! про використане металорisaльне облад-нання, загоби i методи. вим!рювання залишкових напруг 1 дефор-мац!й при електромехан1чн1й обробц!, а також эастосован1 матер1али.

У третьему розд!л! виконан!: досл!дження напружено-дефор-мованого стану з використанням методу К1нцевих елемент!в при

електромехан!чн!й обробц! корпусних та базових деталей; одержан! залежност! для розрахунку залишкових напруг та деформац!й; статистичн! досл!дження точност! корпусних та базових деталей; досл!дження стану поверхневого шару п!сля електромехан1чно! обробки корпусних та базових деталей.

У четвертому роздШ розроблена математична модель механ!з-му технолог1чно1 спадковост! при електромехан1чн!й обробц!, розроблено алгор!тм перерозпод!лу залишкових напруг та деформа-ц!й з урахуванням технолог!чно! спадковост!, проведен! експери-ментальн! досл!дження установлених залежностей.

У п'ятому розд!л! приведен! результати виробничих досл!д-жень електромехан!чно! обробки фрезеруванням I струганиям корпусних та базових деталей, оптимальн! режими обробки, розроблен! номограми.

ОСНОВНИЙ ЗМ1СТ РОБОТИ

Важке машинобудування характеризуеться широкою номенклатурою корпусних та базових деталей р!зних вид!в обладнання. Точ-н!сть б!льшост! цих деталей е важлив!шою характеристикою !х якост!. ТПдвицення точност! виготовлення деталей та складання вузл!в зб!льшуе довгов!чн!сть I над!йн!сть експлуатац!! механ!з-м!в та машин. Цим пояснюеться безперервне п!двищення вимог до точност! виготовлення деталей ! машин в ц!лому.

В процес! виготовлення заготовок корпусних та базових деталей в1дбуваеться нер!вном!рний нагр!в ! охолодження 1х окремих д!лянок, що приводить до виникнення залишкових-напруг. Наступив зн!мання припуск!в при обробц! р!занням приводить до неминучого виникнення невр!вноважених внутр!шн!х сил в детал!, внасл!док чого в!дбуваеться перерозпод!л залишкових напруг !,. як наел!док, коробления деталей.

Дан! по фактичн!й якост! виготовлення корпусних деталей на заводах м.Краматорська показують, що необх!дно удосконалювати технолог!чн! процеси 1х виготовлення з метою п!двищення точност! I керування обробкою на стад!! проектування технолог!чного процесу.

Техн1чн! вимоги, котр! пред'являють до корпусних та базових

деталей прокатного обладнання, потребують виконання спец!альних заход!в з метою зниження залишкових напруг I деформац1й для досягнення задано! точност!.

Серед метод!в, як! застосовуються на загот!вельн!й та чернов!й стад!! обробки для стаб!л!зац!1 залишкових напруг 1 деформац!й найб!льш поширен1 природне 1 штучне стар!ння, норма-л!зац!я, в!брообробка, статичне I д!нам!чне навантаження та !нш{. Застосування цих метод!в потребуе введения в технолог!чний процес додатково! операцИ терм1чно! обробки.

Шсля механ!чно! обробки р!вноважний стан детал! порушуеться, що потребуе на чистовому етап1 обробки застосовува-ти обробно-зм!инювальн! методи, як! дозволяють зд!йснити зн!жен-ня залишкових напруг 1 деформац!й.

{снугсч! методи обробно-зм!цнювально! обробки, до яких належать методи поверхнево-пластично1 деформац!! та !нш!, потребують також вид!лення 1х в окрему операц!ю технолог!чного проце-су, що подовшуе його тривал!сть.

Кр!м того, вищеназван! методи стабШзац!! залишкових напруг 1 деформац!й не можуть повн!стю вир!шити проблему зниження коробления корпусних та базових деталей нежорсткого типу.

Сучасн! електроф!зичн! та електротехнолог!чн! методи можна використовувати для стаб!л!зац!1 залишкових напруг, але 1х застосування потребуе використання спец1ального обладнання 1 додаткових витрат кошт!в.

Електромехан!чна обробка р!занням, яка використовувалась ран1ше як високопродуктивний метод обробки важкообробних матер!ал!в, може бути застосована як метод, який дозволяе стаб!л1зувати залишков! напруги 1 деформац!!, зменшити коробления та забезпечити точи!сть деталей.

Вир!шення завдання п!двищеиня точност! сбробки корпусних та базових деталей зв'язано з вивченням п!тань виникнення та поро-розпод1лу залишкових напруг заготовки, виявлення д!1 технолог!ч-них фактор!в, як! базуються на технолог1чн!й спадковост! проце-су коробления.

Одержана залежн!сть, яка дозволяе визначити взгемозв'язок залишкових напруг та сили електричного струму при електромехан!-чн!й обробц!

>0' „2,_ ГОШяШх.

1 Бу I ь-Ь

С1)

де бо - залишкова напруга;

й ~ сила електричного струму;

Зу - статичний момент площ1 в!дносно головних централь-них осей У I Т. частини заготовки, яка залишилась п!сля зн1мання припуску; Е - модуль пружност!; Ох - момент !нерц!1; 9 - питомий електричний оп!р; ф - головнцй кут у план! 1нструменту ( ^ - 45°); У* - швидк!сть р!зання; - довжина заготовки. .Для визначення коробления деталей п!сля електромехан!чно! обробки одержана залежн!сть

I ЪгЫа-е)] Л (ТЗхуьт

т 6 Ё ЗхХ '¿о I 2Г С •

(2)

де К - коеф!ц!ент, який ураховуе схему навантаження;

сС, I Я - коеф!ц!енти теплов!ддач!, температурного

розширення 1 теплопров!дност1 в!дпов!дно; 2с/о - товщина ст!нки детзл!: е - величина припуску; Д'Ь - р!зниця м!ж температурою навколишнього середовища- 1 начальною температурою перед охолодженням заготовки.

Анал1з одержаних залежностей (1) I (2) показуе, що нап'ружено-деформованим станом поверхневого шару детал! можна керувати, якщо вар!ювати режимами електромехан!чно! обробки ( 1, V), величиною припуску.

I

Експериментальна перев!рка одержаних залежностей С1) I (2) робилась на зразках, як! були в!длит! !з стал! 35Л (ГОСТ 977-75) Обробка зд!йснювалась на вертикально-фрезерному верстат! модел! 6Р13НФЗ-01 торЦовою фрезою д!аметром 120 мм !з вставними ножами з пластинами !з твердого сплаву Т5К10.

Вим!рювання 'залишкових деформац1й зд!йснювали з використан-ням електротензометричного методу за допомогою приладу ЦТМ-5.

Адекватн1сть одержаних залежностей перев!рялась з використанням I апарату математично! статистики.

Одержан! р!вняння регресИ при прямол!н!йному кореляц!йному зв'язку й

{ - 0,56е + 3,73 , (3)

е + (4)

! При проектуванн! рац!онального технолог !чног,о процесу виготовлення корпусних та базових нежорстких деталей необидно мати досить *гочну 1нформац1ю перерозпод!лу залишкових напруг та деформац!й при електромехан.1чн!й обробц!. I

Розроблено алгор!тм визначення залишкових напруг допомогою методу к!нцевих елемент1в (МКЕ), який складаеться трьох етап!в.

На першому етап! зд!йснюеться чисельний експеримент, допомогою якого визначаютьсй залишков! напруги в пружн!й зон!

(©)-№'] 16}

[и ] ~ матриця пружнйст!, яка визначаеться в!дношенням

0-р) V о 0 0 Ц-гц)/2(1-(л)

-1 коеф!ц!ент Пуасона. Розпод!леНе навантаження визначаеться !з сл!дуючого шення . ^ ' ,

за з

за

де

де

ГТУ1_ Е^-М) [и -1 1ЙУП-2И)

(6)

в!дно-

1-1

С 7)

а

де

а - в!дстань м!ж вузловими точками трикутних елемент!в; М - момент неур!вноважених внутр!шн!х сил. На другому етап! проводиться експеримент на зразку - зд!й-снюеться електромехан!чна обробка р!занням 1 металограф!,чн! досл!дження длй визначення пластично! зони.

Визначаються залишков!1напруги в пластичн!й зон!

де матриця пластичност

(6) -№р]{£} . ГО")

(8)

визначаеться в!дношенням

ил ^(Э6+Н7

(Ох2 б* бу бу'СхУ бу 6х 2 бу Г* у

Гху б* Т^у

(9)

- повна швидк!сть деформацП; бу- компоненти дев!атора напруг; G - модуль зсуву; И' - модуль зм!цнення.

На третьему етап! розраховуються поля залишкових напруг за результатами перших двох етап!в.

Визначення напружено-деформованого стану при електромехан!-чному фрезеруванн! корпусно! детал1 полягае в посл!довному зн1-манн! припуска з поверхн! детал! 1 проведения металограф!чних досл!джень, рентгеноструктурного анал!зу, вим1рювання шерехатос-т1 поверхн!, результати яких використовувзлись на другому етап! розрахунку методом к!нцевих елемент!в.

Проведен! досл!дження показують, що пластичне деформування при електроктромехан!чн!й обробц! супроводжуеться утворенням пружно-пластично! |Зони поверхневого шару детал! з здр!бнюванних блок!в та зерен. М!кротверд!сть поверхневого шару п!сля електро-механ!чно! обробки зб!льшуетьсл в 1,5 раз!в. Глибина зм!ненного шару станозить до 0,3 мм.

Рентгеноструктурний анал!з, який було проведено на устатку-ванн! ДРОН-2, показав, що п!сля електромехан!чно! обробки зб!ль-шуеться число та густина дислокац!й, з'являються залишков! напруги стиску.

Результати розрахунк!в та експериментальних досл!джень погоджуються задов!льно.

Для розробки математично! модел! процесу виникнення залишкових деформац!й детал! доел!джувався процес формування як!сних та к!льк!сних характеристик детал! з ур&хуваннпм техно-лог!чно1 спадковост!.

Комплексна д!я фактор!в1 технолог!чно1 спадковост! визначае процес форму^ння як!сних характеристик рброблюваних поверхонь

У Cm - I Ж/Я1 Уш Л-m-i . . . ' Üm ) С10) 0 Lei, тем

■ Щльовою функц!ек> ё результуюча величина залишкових цеформац!ю 1-о! ст!нки корпусно! детал! п!сля електромехан!чно! обробки за М - 1, 2 ...t операц!й (переход1в) 1

(11)

^1 '-„^f«

i

Критер1ем е м!н!мум ц1льово1 функцП

i 1 I'fiH * ¡см АО п .

де ¿¿мдоп _ величина залишкових деформац!й 1—о! ст1нки детал! в межах допуску. Перем!нн1, як! оптим!зуються:

1. Величина припуску.

2. Сила електричного струму.

3. Величина деформац!й та залишкових напруг.

Одн! 1з основних перем!нних параметру , як! визначають зм1ну стану технолог!чно! системи обробки, е залишков1 напруги та деформац!! корпусно! детал!. Для як!сного та к!льк!сного анал!зу залишкових деформац!й з використанням властивостей ор!ентованого графа технолог!чно! спадковост! от'римана залеж-н!сть для визначення результуючих залишкових напруг та деформа-ц!й yctx ctIhok детал! >

бреъте - Z 6i - J 6j , (13)'

де 5>i, - залишков! напруги в!д попередцьо! обробки; ,

- залишков! напруги ст!нки при електромехан!чн!й обробц!. Аналог!чно для деформац!й

pwmi-lfi + 1|| (14)

3 урахуванням коеф!ц!ент!в техНолог!чно! спадковост! р!вняння (13) I (14) приймають вигляд:

Spezmt - Kl6i + K¿ 6j t (15)

|pebm¡ - Ci |i - C¡ f¡ . (16)

де Ki. Kj. Ci. Cj - коеФ!ц!енти технолог!чно1 спадковост!, як! визначактьея за методом найменших квадрат!в.

2 6mj6pasmt2.6iTH ~ £ 6m. 6mi 1 6m¿ бредпц

26nfjZemí - (Z6^6mi)2 <Ь)

Lb Т Km

С18)

v 2 6mi бpes mi 2бгл] - Z 6m¡ 6m¡ 2 6тг брели;

к .-------¡i-J—f-------

г■ _ —^ ll"J да Л I™-'- - Г_ Á /m¡ ÍB'J^i._____ м СП

Cl тиф Z - dpi far p (19)

r, - - Ti I^JUL^iim _ IPJ______ f9m

ci -df¡U

При електромехан!чн!й обробц! в!дбуваеться порушення

р!вноваги залишкових напруг у детал!. 3 використанням теорП

граф!в одержан! залежност! для визначення залишкових напруг оброблено! ст!нки

FT,. = 3 6o¡_(2do£-ti)1 . er f0. , on ---------------------У '

де 6ol - залишков! напруги заготовки;

бсу - залишков! напруги, котр! "вносяться" електроме^ан!-чною обробкою.

При обробц! ст!нки детал! виникае момент невр!вноважених внутр!шн!х сил в!д перерозпод!лу залишкових напруг

И - Sep, Sy , (22)

де Sy - статичний момент площ! в!дносно головних центральних осей У та Z частини заготовки, яка залишилась п!сля зн!мання припуску; бер, - величина залишкових напруг у в!ддаленому шар!, яка визначаеться за формулою

2~ '

Перетворивши формулу (23) з урахуванням (21) одержимо

ср, . (23)

с- <= ЗбоЛ2^о-е)г . Ьоэ бср, - <50< ------------------- + —2 < 24)

Деформац!я оброблено! ст!нки визначаеться за залежн!стю

------ К

Залишков! напруги необроблених ст!нок п!сля перерозпод1лу визначаються як

622 - — --------- (26)

2>У 2

. 6ее,_ ------------------(27)

оуз,

Залежност! для деформац1й приймають вигляд

-ЁХГ1-—к

..е.» —к (29)

Ь Зх 5

Залежност! при обробц! 1нших ст!нок детал! визначаються аналог!чио.

Експериментальн1 досл!даення проводились на зразках П-образно1 та ксробчато! форми 1 про1люстрован! круглограмами та картинами напруг ! деформац1й.

Виявлено, що 1стотним "бар'ером" е введения в зону р!зання електричного струму. При величин! коеф!ц!ент!в К^ , С^ = 1 на сл!дуючих операц!ях технолог!чного процесу в!дбуваеться коп!ювання властивостей заготовки. При зменшенн! коеф!ц!ент1в технолог!чно! спадковост! до нуля. операц!я електромехан!чно! обробки е "бар'ером".

Для в!дпов!дальних корпусних та базовихдеталей необх!дно введения електричного струму для зниження р!вня залишкових деформац!й при виконанн! всього технолог!чного процесу.

Реал!зац1я електромехан!чно! обробки Фрезеруванням ! струганиям виконувалась у цехах КБВО та А0"НКМЗ" (м.Краматорськ)

^Розроблено 1 вйготовлено досл!дно-виробниче устаткування для електромехан!чно! обробки.

'•< Проведен! експерименти по оптим!зац!1 процесу електромеха-н!чно! обробки! з використанням активних план!в, установлен! рац!ональн! режими та геометричн! параметри инструменту для електромехан!чно! обробки.

Розроблен! номограми для визначення режим!з електромехан!чно! обробки фрезеруванням I струганиям корпусних та базових деталей.

Внасл!док упровадження технолог!чного процесу електромеха-н!чно! обробки корпусних деталей отриман! сл!дуюч! показники:

- зниження трудом!сткост! технолог1чного процесу до 40 % ;

- зниження соб!вартост! виготовлення деталей до 30 X;

- скорочення тривалост! технолог!чного циклу обробки та складання корпусних та базових деталей за рахунок скорочення трудом!сткост! доводочно-приганяльних роб!т.

Економ!чний ефект в!д упровадження розробок соадае 1982 тис. карбован'ц!в.

'ОСНОВШ ВИСНОВЗШ

1. Отриман! теоретичн! ! експеримеитальн1 ззлежност!, як1 дозволяють за конструктивними параметрами заготовки ! напружено-деформованому с.тану детал! зд!йснювати розрахунок сили струму, необх!дного при електромехан1ЧН1й обробцг корпусних ! базових деталей.

2. Теоретично обгрунтовано та експериментально п!дтвердже-но,,що основними факторами, як! безпосередньо д!ють на залишков! деформац!! оброблюваних деталей, е конструктив«! особливост! заготовок I детал!, методи обробки, режими р!зання (сила елек-тричного струму, подача, глибина р!зання, швидк!сть обробки).

Комплексне досл!дження якост! поверхневого шару дозволило виявити взаемозв'язок м!ж технолог!чними параметрами електроме-хан1чно! обробки та залишковИми напругами I деформац!ями, структурою поверхневого шару, м!кротвердостю та шерехат!стю поверхн1 детал!.

Виявлено, що п!сля електромехан1чно! обробки выбуваеться

зниження залишкових напруг 1 деформаи!й на 15-25%, створюеТься др!бнозерниста структура поверхневого шару детал!, м!кротверд!сть п1двищуеться у 1,5 рази у пор!внянн! з основним шаром металу. Рентгенограф1Чн! досл!дження св!дчать про те, що електромехан1чна обробка оупроводжуеться появою здргбнюванних зерен та блоьль металу, п{двищенням щ!льност! дислокац1й у середньому з 4,45-Ю12 до 8,5-Ю12 см . , .

Дан! по д11 електромехангчно! обробки дозволить керувати процесом забезпечення точность виготовлення деталей на стадП проектування технолог!чного процесу. |

3. Виярлен1 ! експериментально п!дтверджен! законом!рност1 зниження залишкових деформац!й корпусних та базових деталей на черновому етап1 виготовлення з використанням електромехан1чних метод!в обробки.

Розроблена методика розрахунку напружено-деформованого стану деталей при електромехан1чному фрезеруванн! ! струганн! з використанням методу к1нцевих елементгв. Ця методика дозволяе оц!нити як!сн! характеристики поверхневого шару детал! на кожному етап! виготовлення, получити наочн1 рекомендацП по змШ залишкових деформац!й кожно! ст1нки оброблюваног детал! при рац!оналъних реж'шах елек.тромехан'гчно! обробки.

4. На основ! анал!зу ф1зично! модел! напруженого стану корпусних ! базових деталей, обробка котрих здгйснювться з використанням електричного струму, розроблена методика успадкування напруг I деформаций цих деталей при електромехан!чн1й обробц!.

За допомогою теорН граф!в та екмпериментальних досл!джень показан г як1сн'1 зв'язки технологично! спадковост!. При цьому виявлена технологична спадков1сть перерозпод1лу залишкових напруг ! деформац1й дозволила визначити рац^ональн! технолоНчн! прийоми, як! забеспечують п!двищення точно'ст! виготовлення поду-шок та стан!н прокатного устаткування.

5. Розроблена та виготовлена дocл{днo-виp¿бничt-устаткування I технолопчне оснащения для електромехан!чно1 обробки фрезе-руванням та струганиям.корпусних ! базових деталей, яке дозволяе регулювати параметри електричного струму в широкому д1апазон! для обробки р!зних матер!ал!в 1 заготовок.

6. На основ! експериментальних досл!джень розроблено техно-

лог!чний процес електромехан!чно! обробки подушок ! стан!н прокатного устаткування. Для одержання м!н!мальних .залишкових деформац!й електромехан1чну обробку деталей необх!дно проводити на чорновому етап!. При цьому для заготовок, як! пройшли нормал!зац1ю, оптимальн! режими обробки сл!дуюч!: сила електричного струму 150-200 А, глибина р!зання 10-20 мм. подача 450 мм/хв (при фрезеруванн1) та 1,4 мм/подв.х!д (при струганн!), итидк!сть обертання фрези 1,25 м/с. Напруга становить 2,2-3,8 В.

7. Упровадження основних результат!в роботи зд!йснено на КБВО (м.Краматорськ). Загальний р1чний економ1чний ефект становить 1982 тис. карбованцев (у ц!нах 1992 року).

Друкованг роботи автора по тем! дисертацП:

1. Молчанов. Е.П., Кухтик Т.В., Оншцук С.Г. Гребенчатая фреза для:электромеханической обработки деталей / Качество и надежность технологических, систем механообработки: Тезисы докладов Республ. научно-технич. конфер. Краматорск, 21-22 мая 1991 г. -Краматорськ, 1991. - С. 23-24.

2. Кухтик. Т..В., Молчанов Е.П., Бабенко Г.И., Моисеенко Л.И.,. Оншцук _: С Л1. ..-Высокопроизводительное электромеханическс? фрезерование.//.Машиностроитель. - 1992. - № 3. - С.15.

3. Кухтик Т.В., Гинкул С.П., Овчаренко В.А., Онищук С.Г., Прокопенко О.В. Измерение остаточных напряжений акустическим методом // Машиностроитель. - 1992. - № 5. - С. 23-24.

4. Кухтик Т.В., Онищук С.Г., Прокопенко О.В., Мирошников О.В.. Электромеханическое строгание станин тяжелых токарных станков /.. -Технологические методы повышения эффективности и качества механосборочного производства: Тезисы докладов конференции, Домбайк 26-28 мая 1992 г. - К., Товариство "Знания" Укра!-ни, 1992. - С.,24-25.

5. Кухтик Т.В., Онищук С.Г. Особенности обработки корпусных деталей электромеханическим фрезерованием / Качество и надежность технологических систем : Тезисы докладов межвузовской научно-технич. конфер., Краматорск, 3-4 июня 1992 г. - Крама-

торськ, 1992. - С.62.

6. Кухтик Т.В., Онищук С.Г., Исаев В.В. Исследование технологических факторов при электромеханическом строгании направляющих станин тяжелых токарных станков / Новые технологические процессы в механической обработке: Тезисы докладов конференции, 13-14 октября 1992 г., Одесса. - К., 1992. - С. 15-16.

7. Кухтик Т.В., Мирошников О.В., Лобунец Ю.П., Онищук С.Г. Электромеханическая обработка станин тяжелых токарных станков // Машиностроитель. - 1993. - № 1. - С. 21.

8. A.C. 1774227 СССР, МКИ G Ol N 29/00. Способ опреления состояния образца после обработки /Т.В.Кухтик, В.А.Овчаренко, В.С.Кухтик, С.П.Гинкул, В.В.Исаев и С.Г.Ошщук (СССР);

N 4799339/28; Заяв. 05.01.90; Опубл. 07.11.92. Бюл. N 41.