автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.08, диссертация на тему:Тонкое растачивание в структуре технологических операций обработки точных отверстий

РГВ од

: •:МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ УКРАИНЫ Одесский политехнический университет

ЛИНЧЕВСКИЙ ПАВЕЛ АДАМОВИЧ

ТОНКОЕ РАСТАЧИВАНИЕ В СТРУКТУРЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИ ОПЕРАЦИЙ ОБРАБОТКИ ТОЧНЫХ ОТВЕРСТИЯ

Специальность 05.02.08 - Технология машиностроения

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

На правах рукописи

Одесса 1993

Работа выполнена в Одесском политехническом университете

Научный консультант - заслуженный деятель науки и техники Украины, доктор технических наук, профессор А.В.ШМЫОВ

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Ю.Н.КУЗНЕЦОВ

доктор технических наук, профессор Ю.К.НОВОСЕЛОВ

доктор технических наук, профессор Ю.Н.СУХОРУКОВ

Ведущая организация научно-производственное объединение "Кислородмаш", г.Одесса

З^ци^ диссертации состоится с&кТлТрА 1993г.

Ж

на заседании специализированного совета Д 05.06.01 при Одесском политехническом университете по адресу: 270044, г.Одесса, проспект Шевченко, I.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан ¿£ГИ 1993

Ученый секретарь совета,

профессор Уу/лИ*// И.М.Б^локонев

ОНЦАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА. РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Переход к рыночным отношениям в экономике выдвинул на передний план проблемы, связанные о выпуском конкурентоспособной продукции машиностроения. В овою очередь, высокий уровень требований к современным машинам обусловил ряд проблем« связанных с технологией обработка деталей машин. Повышение физико-механических характеристик прочности» твердости и износостойкости конструкционных материалов определило общую тенденцию к снижению их. обрабатываемости, что приводит к повышенному износу инструмента, увеличению усилий, деформаций и температуры резания, а следовательно - к сни-венив точности обработки и качества обработанных поверхностей. Множество проблем обусловлено конструктивными особенностями деталей машин. Постоянное стремление к уменьшению материалоемкости конструкций приводит к снижению жесткости и виброустойчивости деталей в процессе обработки. Сложность конфигурации деталей вызывает неравномерные упругие деформации в процессе резания и соответствующие им погрешности обработки. В этих условиях особую актуальность приобретают технологии, основанные на снятии тонких струяек, что обеспечивает малые усилия резания,деформации деталей и высокую их точность.

Общие проблемы обработки значительно усугубляются в процессе получения точных отверстий, что связало с неблагоприятными условиями резания и уменьшением жесткости инструмента. Параметры точности обг дботки и качества поверхности отверстий формируются на всем протяжении технологического процесса о учетом разных задач, решаемых на этапах черновой, чиотовой и отделочной обработки. При этом достижение эффекта одновременного повышения производительности, экономичности, точности обработки и качества поверхностей деталей всегда было и будет з дальнейшем одним из главных направлений развития технологии машиностроения.

В связи с изложенным актуальной является крупная научно-техническая проблема» решение которой направлено на создание научных основ технологии обработки точных отверстий, поиск путей и методов повышения эффективности технологического процесса их получения, разработку новых способов управления предшествующей и окончательной обработкой отверстий, расширение технологических возможностей о" >удования и режущего инстрг'ента.

Б общем объеме теорет.тч&ских и экспериментальных исследований основное внимание уделено технологии тонкого растачивания отверстий на алмазно-расточных (отделочно-расточних) станках» так как операция тонкого растачивания является, о одной стороны, практически единственной, обеспечивающей при высокой производительности обработки высокую точность размеров, сХорг.ш, прямешшшшое т»: ;; пространственного расположения осей отверстий, а с другой стороны эта же операция остается менее других изученной как теоретически, так и экспериментально. Среди предшествующих операций выделен процесс сверления, как основной при обработке отверогяй в сплошном материале. При этом, вая достаточную степень его изученности, настоящие исследовали»; бшш направлены главным образом на научную разработку методов упршммиш процессом. Указанные технологические операции в со-четиш'и й тонким плаотичесюш деформированием поверхности отгеротий, которое поддается совмещению о тонким растачиванием на алмазно-расточных станках, охватывают и обеспечивают практи-чеш.си полный диапазон требований к точным отверстиям деталей машин»

Цоль работы. Целью настоящей работы является повышение еффектшшости обработки точных отверстий, включающей производительность« экономичность, точность и качество обработанных поверхностей, на основе разработки и реализации теории, технологии, управления и новых способов тонкого растачивания о учетом структурно связанных с ним операций предшествующей и последумдсй обработки.

Методы исследований. Теоретические исследования проводились на базе научных основ технологии машиностроения, теории резания металлов, теории трения и износа, теории динамики станков, теории механических колебаний, теории управления технологическими процессами, теоретических основ физики твердого тела, основ теплофизики механичеокой обработки, теории вероятностей и математической статистики, а также современной теории и практики моделирования процессов.

Экспериментальные исследования проводились на основе разработанных автором и стандартных методик, базирующихся на широком использовании теории активного эксперимента, методов моделирования и статистических испытаний.

Достоверность теоретических и экспериментальных исследова-

ний подтверждается результатами опытно-промышленной проверки и внедрения в прэизнодотео.

Автор защищает научние основы повшешш общей эффективности обработки точных отверстий на основе разработки и реализации теории, технологии, управления и новых способов тонкого растачивания с учетом структурно связанных с ним операций предшествующей и последующей обработки,.включающие:

1. Теорию и методологию расчета величины предельного износа лезвийного инструмента. без проведения стойкостных испытаний па основе установления взаимосвязей мезду износом и параметрами динамической системы.

2. Теорию нового способа управления операциями предварительной обработки, основанного на взаимосвязи режимов резания с величиной предельного износа инструмента.

3. Классификацию технологических схем тонкого раотачива-ния отверстий, учитывающую совмещение обработки черновыми и чистовыуи резцами в сочетании с инструментом для тонкого пластического деформирования поверхности.

4. Теорию метода деления подачи между двумя чистовыми резцами и новые способы его реализации, учитывающие диагностику состояния режущих кромок в результате износа.

5. Комплекс результатов теоретических и экспериментальных исследований по тонкому растачиванию отверстий в жестких деталях при многоишшдельной обработке и в деталях пониженной жесткости при одношпинделыгай обработке.

6. Тео^ш и технологию совмещения тонкого растачивания с операциями подрезки торцов и тонкого пластического деформирования поверхности отверстий.

7. Теорию и-результаты исследований новых способов управления точностью обработки в процессе тонкого растачивания.

Научная новизна. Системный подход к решению проблемы дал новые научные результаты:

1. Впервые выдвинуто новое научное положение о возможности определения величины предельного износа лезвийного инструмента расчетным путем на основе установления взаимосвязи износа о параметрами динамической системы.

2. Сфорвдяированы и введены новые технологичеокие понятия о предельном и переменном предельном износе инструмента.

3. Разработаны научные основы теории расчета предельного

ь

износа инструмента и нового способа управления операциями" предварительной обработки.

4. Научно обоснованы пути и методы повышения эффективности операций тонкого растачивания, предусматривающие совмещение обработки: черновым и чистовым резцами; двумя чистовыми резцами; несколькими шпиндельными узлами; расточным и подрезным резцами; расточными резцами и деформирующим инструментом.

5. Впервые предложена новая научная гипотеза о причине возникновения и механизма поддержания автоколебаний при резании.

6. Получила дальнейшее развитие теория влияния относительных колебаний детали и инструмента на точность обработки отверстий и шероховатость обработанной поверхности.

7. Впернып надвинуто и практически реализовано в новом способе управления точностью тонкого растачивания научное положение о вог-дажнооти компеноации размерного износа инструмента его температурным удлинением.

Практическая ценность. Проведенные исследования позволили разработать основы инженерных расчетов точности обработки отверстий, качества обработанных поверхностейа производительности и экономичности обработки. При этом наибольшую практическую ценность представляют следующие результаты:

1. Способ управления операциями предварительной обработки отверстий, позволяющий повышать производительность и снижать себестоимость обработки.

2. Метод деления подачи при тонком растачивании отверстий и способы его практической реализации, позволяющие одновременно повышать производительность обработки, точность размеров и формы отверстий, качество обработанных поверхностей.

3. Экспериментальные данные по мйогошшщдельному тонкому растачиванию, позволяющие эффективно осуществлять концентрацию операций при проектировании наладок отделочно-расяочкых станков о учетом заданной точности обработки.

4. Схемы базирования, закрепления и методы расчета деформаций деталей пониженной иеоткости от усилий закрепления и резания.

5. Технология совмещения операций тонкого растачивания отверстий с подрезкой торцов осевой подачей и конструктороко-технологическне методы устранения вибраций на этапах подрезки и выхаживания торфв.

6. Раочеты и технология совмещения операций тонкого раста-

чивания и пластического деформирования поверхности отверстий.

7. Способы-управления точностью обработки отверстий на отделочно-расточних станках- и их конструкторско-технологичес-коз обеспечение.

Реализация результатов. Результаты работы внедрены в отрасли станкостроения при проектировании специальных отделочно-расточных станков головным'в отрасли специальным конструкторским бюро алмазно-расточных станков (г. Одесса) и их изготовлении в Одесском станкостроительном производственном объединении. Применяются указанные станки во всех отраслях машиностроения.

Отдельные научные результаты используктся в учебном процессе.

Годовой экономический эффект от частичного внедрения результатов работы составляет 419746 рублей в ценах 1990 года.

Кроме того, результаты исследования операций предварительной обработки отверстий внедрены в НПО "Кислородмаш" (г.Одесса),

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях и семинарах различного, в том числе и международного (Алушта, 1991) уровня: Одесса, 1969, 1972, 1973, 1980,' 1981, 1982„ 1984, 1985; Вданов, 19.80; Пермь, 1982, 1984, 1988;. Омск, 1986; Еоеван, 1986; Алушта, 199Г.

Результаты работы рассматривались на технических советах ОКБ алмазно-расточных станков в 1987 и 1990 годах.

В полном объеме диссертация доложена и одобрена на кафедре "Технология машиностроения" Одесского политехнического института при участии кафедр "Инструментальные системы автоматизированного производства" и "Металлорежущие станки".

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 38 работ, в том числе монография и 8 авторских свидетельств.

Структура и объем работы. Работа состоит из введения, шести глав, основных результатов и выводов, списка литературы и приложений. Общий объем работы 423 страницы, в том числе: 314 страниц машинописного текста, включающего 17 таблиц; 114 рисунков на 75 страницах; 237 наименований литературных источников и 2 приложения на 34 страницах.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, изложена ее структура, показана научная и практическая ценность, а тагае изложены основные положения, выносимые на защиту.

Первая глава посвящена анализу современного состояния исследуемой проблемы и формированию задач, решение которых необходимо для достиясния поставленной цели исследований,

На основе анализа работ ряда ведущих, в том числе и зарубежных, ученых, а также представителей созданных ими школ в областях точности механической обработки, состояния поверхностного слоя и его влияния на эксплуатационные свойства деталей машин, перспективных технологических методов обеспечения заданных параметров, точности обработки и шероховатости поверхности, технологического управления этими параметрами, технологии обработки точных отверстий о учетом всей структуры технологического процесса, производительности и экономичности обработки сделаны следующие выводы:

1. В систематизированной огруктуре операций обработки точных отверстий тонкое растачивание занимает особое место. По точности размеров формы и расположения осей отверотий, а также по производительности обработки, ста'операция превосходит другие чистовые и отделочные метода. По достияимой шероховатости поверхности тонкое растачивание уступает ряду методов отделочной обработки. Вместе о тем процесс тонкого растачивания является наименее изученным по сравнению с другими операциями.

2. Все операции, предшествующие тонкому растачиванию (сверление, рассверливание, зенкерование, черновое, получистовое и чистовое растачивание), изучены достаточно полно. Наименее исоле-дозанной -является область управления этими операциями с целью повышения, как правило, производительности и экономичности предшествующей обработки. Вопросы управления могут быть рассмотрены на примере самой распространенной операции сверления о учетом последующих обобщений на другие операции.

3. Отсутствуют способы управления процессами лезвийной обработки, в том числе и операцией сверления, обеспечивающие устойчивость процесса обраоотки и основанные на принципе максимального использования работоспособности режущего инструмента.

4. Существует взаимосвязь величины и скорости износа не только с режимами резания, но и с уровнями колебаний в технологи-

ческой системе. Однако в литературе отсутствуют количественные и качественные характеристики, определяющие эту взаимосвязь.

5. Отсутствуют теоретические и экспериментальные зависимости величин износа инструмента от параметров обработки и свойств технологической системы, при которых происходит потеря устойчивости процесса обработки.

6. Основные особенности операции тонкого растачивания, связанные с высокими скоростями резания, малыми глубинами резания и подачами обусловливают небольшие величины упругих перемещений элементов технологической системы и переводят процесс в область малых величин погрешностей обработки, о трудом поддающих- -ся предварительному теоретическому анализу и учету.

7. Имеется классификация конструкторских наладок отделочно-расточных станков, включающая 90 схем. При этом ошибочно отовдест-вляются схемы компоновок станков с технологическим! схемами обработки отдельных отверстий. Кроме того, известные схемы не учитывают возможности совмещения различных операций в одной рабочей позиции станка.

8. Многочисленные исследования, направленные на получение зависимостей для расчета шероховатости поверхности, не подтверждаются э зоне режимов тонкого растачивания. Кроме того, при очень малых подачах наблюдается не снижение, а увеличение высоты неровностей.

9. Известные пути повышения производительности тонкого растачивания, как правило, приводят к потере точности обработки и ухудшению качества обработанной поверхности. Методов, основанных на комплексном повышении эффективности операции по производительности, точности и шероховатости поверхности нет.

10. Существует ряд проблем, связанных о тонким раотачива-нием отверстий в деталях пониженной жесткости:

- не решены вопросы расчета и устранения или уменьшения упругих деформаций при закреплении заготовок и резании;

- недостаточно разработаны эффективные способы повышен™ точности обработки и качества поверхности раотачиваемых отверс- * тлй;

- не в полной мере выяонены причины возникновения и механизм поддержания колебаний при резании;

- недостаточно изучена взаимосвязь погрешностей ¡[ор: отверстий и шероховатости поверхности о параметрами

11. Управление точностью обработки отверстий на отде'лочно-расточных станках затруднено в связи с отсутствием точных и на-деясных методов и измерительных средств, позволяющих получать информацию о ходе технологического процесса.

12. Не установлены закономерности управления точноотыо обработки путем изменения рекимов резания для условий отсутствия информации о текущих размерах отверстий в ходе обработки.

13. Лз числа операций последующей обработки притирка, хо-нингование и калибрование отверстий являются несовместимыми с тонким растачиванием непосредственно на отделочно-расточных станках и могут выполняться последовательно за растачиванием на специальном ш универсальном станочном оборудовании.

14. Алмазное выплакивание и раскатывание отверстий по тех-нолоптошм схемам и диапазонам реяимов обработки полностью совмеоткчн с операцией тонкого растачивания п могут быть реализованы посредством размещения режущего и деформирующего инструментов в одной расточной боратанге. Вместе с тем отсутствуют надежные рекомендации по проектированию таких совмещенных операций.

15. Эффективность отделочно-расточных операций шкет быть значительно повышена в результате совмещения тонкого растачивания с подрезкой наружных или внутренних торцов. Однако наиболее производительный и наименее изученный способ подрезки торцов осевой подачей применяется ограниченно в связи с отсутствием надежных методов устранения возникающих в процессе резания вибраций.

Таким образом, в настоящее время имеются значительные неисследованные возможности повышения общей эффективности обработки точных отверстийчто и предопределило цель данной работы. Для достикения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: . '

1. На основе анализа взаимосвязей между износом инструмента и параметрами упругой динамической системы разработать и экспериментально проверить теорию и методологию определения раочетным путем величины предельного износа.

2. Установить зависимости предельного износа инструмента от режимов обработки и на их основе разработать теорию, методику ^рекомендации по реализации нового способа управления ~

.»аерздаям!'предварительной обработки отверстий.

3. Разработать методику определения периода стойкости инструмента, работающего на переменных режимах резания до начала катастрофического износа, с учетом использования стандартных стойкостных зависимостей и постоянных значений критерия притупления,

4. Разработать основы классификации технологических схем обработки отверстий на отделочно-расточных станках и теоретические основы совмещения обработки отверстий несколькими резцами и шпиндельными узлами.

5. Систематизировать схемы закрепления деталей пониженной жесткости и разработать методики расчета погрешностей обработки от усилий закрепления и резания.

6. Установить причины вынужденных колебаний и механизм возникновения автоколебаний при резании, их параметры и влияние на точность обработки и шероховатость поверхности в условиях тонкого растачивания.

7. Разработать основы совмещения операций тонкого раотачи-вания отверстий с подрезкой точных торцов и с операциями тонкого пластического деформирования поверхности отверстий.

8. Разработать основы теории и практики нового способа управления точностью продольного профиля отверстий при тонком растачивании о учетом взаимного влияния износа и температурного удлинения резцов.

9. Обобщить полученные результаты теоретических и экспериментальных исследований и внедрить их в производство.

Вторая глава посвящена разработке теории и технологии управления операциями предварительной обработки отверстий о учетом динамической модели предельного износа инструмента на примере операции сверления.

В основу разработки положена следующая логика: управление производительностью и себестоимостью обработки связано с интенсификацией режимов резания; режимы резания связаны о величиной предельного износа инструмента и скоростью его износа; износ инструмента в свою очередь связан с вибрациями в технологической системе; предельный износ, как правило, сопровождается потерей устойчивости процесса обработки. Указанные взаимосвязи позволяют предположить, что, изменяя режима резания в процессе обработки, можно смещать величину предельного износа в сторону больших его

значений, а контроль достижения предельного износа колено о высокой степенью точности увязать с потерей устойчивости процесса. Кроме того, т.к. виброустойчивость технологической системы поддается теоретическим расчетам, то возникает возможность определения величины предельного износа инструмента без проведения дорогостоящих и трудоемок стойкостных испытаний.

Возможность широких обобщений и разработка общей дштмичес-кой модели процесса механической обработки базируются на том, что кинематика большинства металлорежущих станков основана на использовании механизмов, сообщающих исполнительным органам только два простейших движения - вращательное и поступательное. Сочетания и количественные соотношения этих двух движений определяют все известные виды обработки металлов резанием. Такк-м образом, с точки зрения кинематики технологические схемы точения, рпстачивания, сверления, зенкерования или развертывания одинаковы и отличаются лишь направлением осей координат, относительно которых совершаются главные и вспомогательные движения. В свою очередь, с точки зрения динамики процесса различные виды механической обработки отличаются главными составляющими усилия резания, которые вызывают колебания (смещения) элементов упругой системы.

Обобщая изложенное, любой процесс механической обработки можно представить в виде одноконтурной замкнутой, динамической системы, элементами которой являются эквивалентная" упругая система и процесс резания. Разорвав одну из связей, можно исследовать влияние параметров процесса резания (например, величины износа) на параметры динамической системы, определяющие ее устойчивость.

В соответствии с теорией автоматического управления и регулирования передаточная функция разомкнутой системы определяется следующим выражением:

Ш гп\ КРКус(1+(ЪС-ТГ)Р+Т*ТрР&)

ч1р**1Р)- ({+ТрР)0Т<гР*+ЪР+1) '

где Кр - коэффициент резания; Кис - приведенная статическая характеристика упругой системы; 71 - инерционная постоянная времени; Тг - постоянная времени демпфирования;

Тр - постоянная времени 'струкксобрлзования; ТоС - постоянная времени заднего ^гла; 7"^ - постоянная времени переднего

угла; Р - оператор дифференцирования по времени.

С точки зрения изучения взаимосвязей износа инструмента с параметрам! динамической систеш определяющей является постоянная времени заднего угла

Т _ fi ZMcL f<* ~ 2 \/К '

где /"? - величина фаски износа по задней поверхности инструмента; /-/сС - контактная яесткосгь меяду задней поверхностью инструт/ента и обрабатываемой заготовкой; \/ - скорость резания; К удельная сила резания.

В процессе обработки с ростом значения износа происходит непрерывное увеличение постоянной времени заднего угла Ты. . что приводит к росту передаточной функции Wpa3(P) • Увеличение модуля передаточной функции снижает запас устойчивости динамической системы и постепенно приводит к потере ее устойчивости, что соответствует началу развития катастрофического износа инструмента. С учетом критерия устойчивости Найквис.та определено значение износа по задней поверхности инструмента для границы устойчивости системы:

f,

ПР

г

(3)

где А = 875С?Н {К^Х дат

—ру \*'5ану "Л Е~ТйШй>

Данное значение износа, при котором технологическая (динамическая) система начинает терять устойчивость, названо предельным износом инструмента. Для его определения необходимы следующие исходные данные: К - скорость резания; И - толщина срезаемого слоя; О £ - временное сопротивление материала заготовки; $ - длина реяущих кромок (ширина струхки);

К Л - коэффициент утолщения струнки; //<£ - контактная жесткость меяду инструментом и заготовкой; $ - приведенная шсса системы; С - жесткость систем; ^ - '-оэффициент

демпфирования колебаний.

По теоретической зависимости (3) построены и сопоставлены с экспериментальными графики изменения ¡предельного износа спиральных сверл от режимов обработки. Значения предельного износа увеличиваются с ростом скорости резания, а увеличение подачи приводит к их снижению. С технологической точки зрения такой вывод дает основания для введения нового понятия - "переменный предельный износ инструмента" и определяет возможность управления процессом на основе изменения скорости резания и подачи.

Ввиду того, что предельный износ является средним износом по длине режущих кромок инструмента, введено понятие коэффициента среднего износа , связывающего значение предельного износа с максимальным (катастрофическим) износом Йк па отдельных участках кромок (вершина резца, утолки сверла) м определяемого следующим образом:

К" «<»/Йк . «>

Используя стандартные стойкостные зависимости ' ( V, О} , полученный для нормативных значений критериев притупления инструмента $ к? , и, учитывая, что действительный износ, при котором наступает потеря устойчивости процесса.обработки, значительно превосходит , время работы инструмента до начала катастрофического износа можно определять по зависимости:

_ Тг- ^^Т ' <=>

где $0 - среднее значение износа в момент окончания приработки инструмента.

На основании установленных взаимосвязей мезду величиной предельного износа и режимами резания разработан способ управления операциями предварительной обработки, который заключается в последовательном изменении режимов резания таким образом, чтобы переменный предельный изноо инструмента смещался в сторону больших значений и на всем протяжении периода стойкости оставался выше фактического среднего износа. Модель развития износа инструмента в процессе обработки с изменяющимися режимам резания по методике реализации разработанного способа показана на рио. I. Процесс обработки эффективно начинать с постоянной подачей (наибольшей из изменяемых подач) и переменной скоростью резания от ^ до )/р/ , т.к. с ростом скорости ре-

зания производительность обработки возрастает. При износе инструмента, равном ¡1пр ( У У, ) производится изменение подачи с 5< на 52 , что .......................

соответствует предельному износу бпр(\/иг,5г). Дальнейшая обработка ведетоя со скоростям! резания в диапазоне с .

Значение скорости оп-

ределяется из условия

ГМУкг^ Ъг^^Я.

Обработка ведется до тех пор, пока предельный износ инструмента не достигнет значения ¿м) .

Период стойкости инструмента / 5 достигшего величины износа5м), суммируется по. участкам I'—1—22——-

И' - М И определяется по формуле

-Г _впр(Ы-йо(\А,5«) -г/,, ^^/ЙпгМЯ-МК-'Ы-гГи. Л,

12 -' 1 ¿¡ШХ^Ш^гЩе

/ ?!пр(У1чМ) -Г/,,, с

ККиМ^кр-я^Ц) 1 (ь"

К. 1,

Ун

Рис. I. Модель развития износа инструмента при реализации способа управления процессом обработки ( 5(>5г>---='5/>—>5и)

---- и к. до.

(6)

¡1

Так как управление осуществляется путем изменения веяимов

" , е.

у

резиния, то в течение всего периода стойкости инструмента производительность П и себестоимость С обработки также являются переменными величинами и могут быть оценены по своим средним значениям, приходящимся на одно получаемое отверстие:

Уата

(7,8)

* 1 ........} ' " " 7шт

где £ - себестоимость отанкоминуты; Тм . Тин , ТВ -машинное время, время на замену и подналздку затупившегося инструмента, вспомогательное время всего цикла управления; 5 и - затраты, связанные о эксплуатацией инструмента;

Ь/отв - количество отверстий, обработанных за весь цикл управления; Тшт - суммарное штучное время цикла. Количество обработанных отверстий при этом вычисляется по следующей формуле:

где Т), С - диаметр и длина обрабатываемых отверстий.

Разработанный способ управления экспериментально проверен и реализован на операции сверления отверотий, что позволило в различных условиях обрабртки-повысить производительность в 1,-4 + 3,0 раза при одновременном снижении себестоимости.в 1,6 + 3,5 ра-■'за.

Третья' глава посвящена разработке основ технологии тонкого растачивания отверстий и методов повышения эффективности данной операции.

Разработка основ классификации технологических схем обработки точный отверстий на отделочно-расточных станках базируется на четком •разделении конструкторских и технологических признаков операции, сочетание которых пороздает бесконечное число вариантов конструкций специальных станков. Но во всем множестве конструкторских вариантов встречается ограниченное количество решений, направленна на обработку отдельно взятых отверстий. Основными технологичзскими признаками различных схем обработки являются:

- вида обрабатываемых отверстий (сквозные, глухие, гладкие, ступенчатые и т.д.);

- выполняемые этапы обработки (черновая, чистовая);

- совмещение или последовательное выполнение этапов;

- виды выполняемых техпологичеоких переходов или операций (растачивание, подрезка •торцов, тонкое пластическое деформирование) ;

- совмещение операций (переходов).

Следует отметить, что понятие "черновая обработка" для операции тонкого растачивания введено "условно и не имеет ничего общего с обйчной черновой обработкой. С учетом изложенных техно-

логических признаков и последующего ряда упрощений предлокена классификация» включающая всего 14 схем обработки и позволяющая создавать любой сложности многоместные, кногопсзнциошше, последовательные, параллелыше ш параллельно-последовательные схемы конструкторских наладок (структур операции).

Предложенная классификация служит базой для разработка! основ технологического проектирования операций тонкого растачивания отверстий. Рекомендуемая последовательность технологического проектирования включает следующие укрупненные этапы:

1. Анализ и установление технических требований к детали до и после выполгеиия операции тонкого растачивания.

2. Выбор технологической схемы обработки раздельно для каждой оси обрабатываемых отверстий.

3. Анализ возможностей одновременной обработки всех поверхностей .

•L Разработка структуры операции о учетом заданно!® производительности обработ-"т.

5. Выбор типоразмеров шпиндельных головок.

6. Выбор конструкции и размеров расточных борштапг.

7. Расчет податливости системы шпиндель-<5орштанга с целью решения вопроса о необходимости применения и о выборе типа виброгасителя.

8. Выбор типа резцов, материала их ракущей части и геометрических параметров.

9. Назначение режимов резания.

По всем перечисленным этапам излозены необходимые рекомендации со ссылками на литературу, включая работы автора.

Ряд технологических схем предусматривает различные варианты совмещения о О'работки отверстий двумя одновременно работ авщпш резцам!. При этом схемы совмещения обработки черновым и чистовым

резцам!, которые делят мевду собой припуск, хорошо известны и часто встречаются на практике. Повышение производительности в этом случае всегда сопровождается снижением точности обработки ■i качества поверхности отверстий из-за влияния чернового рззца i¡a перемещения чистового резца. С целью повышения точности обработки в подобных схемах следует применять известный метод разворота резцов пз_угол J* ^' Í350 , при котором вектор усилия резания Р ~ Рг+Ру о? чернового резца был бы направлен нерп tu ■

дшсулярно радиусу, соединяющему вершину чистового резца и ось борштанги. Тогда влияние чернового резца на точность обработки будет минимальным.

В развитие теории и практики совмещенной обработки при тонком растачивании предложен новый метод, названный методом деления подачи. Сущность метода заключается в выставлении двух чистовых резцов на одинаковый размер обработки и расположении их вершин в направлении подачи на расстоянии

5 » (ю)

где /7 - любое целое число, в том числе и 0; S - подача в мм/об. 0

При установке резцов под углом разворота

s . du

Теоретически метод равноценен однорезцэвой обработке с подачей S ' = S/2 . подставляя которую в известную формулу для расчета шероховатости поверхности, получим:

о _ (V£22 а __S1 .

8 Г 32 Г (12)

Анализ формулы (12) показывает, что при реализации метода с условием сохранения неизменной шероховато ти поверхности подача может быть увеличена в 2 раза, ¡ми при неизменной подаче шероховатость•поверхности может быть уменьшена в 4 раза.

Из различных вариантов (способов) практической реализации метода деления подачи' для условий тонкого растачивания рекомендован вариант противоположного размещения двух одинаковых резцов в одном диаметральном отверстии борштанги при С~ О .В этом случае процесс деления подачи выполняется автоматически при любых численных значениях подачи и оба резца работают в одинаковых условиях резания и износа. Кроме того, такой вариант установки резцов снижает погрешности обработки, связанные с упругими деформациями и колебаниями технологической системы.

Из анализа деформаций системы в вертикальном (сечения 1,3) п горизонтальном (селения 2,4) направлениях получены следующие зависимости для расчета погрешностей формы поперочного ссчения отверстий:

однорезцовое растачивание

âcpn =(Pyiù>, + ; (13)

двухрез новое растачивание

где Ру - радиальная составлявшая усилия резания; (л) - податливость технологической системы.

Так как векторная суша сил от двух противоположных резцов в любом положении инструмента близка к нулю, то точность формы отверстий повышается.

Аналогично получены зависимости для расчета омещения оси расточенных отверстий и погрешностей их размера: однорезцовое растачивание

; йп 'РтМ+РузЖ ; (15,16)

двухрезцовое растачивание

~(Рутах(<)~Рут1п(2))(0т1п; (гмв)

В результате решения дифференциального уравнения движения системы шпиндель-борштаига с учетом выражений, .описывающих изменение во времени внесшей силы для случаев однорезцозой обработки и двухрезцэвого растачивания делением подачи, получены соответствующие зависимости для расчета величии изгибпых колебаний инструмента:

У< = (КШп+к^)

& - а =» ^ К А*

ГД- приведенная масса системы;_С - яесткооть; Н -

коэффициент демпфирования колебаний;/-Ж-Ш- собственная частота

■ * гг1 т'|

колебаний системы; .4, - декремент затухания колебаний; /\ коэффициент пропорциональности ме.-эду силой резания и глубиной резания; Д ь - смещение припуска на обработку;

отгаимальная глубина резания; ¿0 - частота- вращения

шпинделя. Из анализа формул (19) к (20) следусл% что У1-1 У 4 . Поэтому гозмоазо уменьшение износа инструшн-та, а следовательно - повышение точности обработки и улучшение качества поверхности отверстий.

Серия многочисленных экспериментов, результаты которах приведены в работе, подтвердила обоснованность теоретичесюк выводов и эффективность применения катода деления подачи в условиях тонкого растачивания.

Область применения предложенного метода не ограничивается вариантом противоположного размещения резцов. На практике метод деления подачи монет быть реализован в воде различных способов обработки как внутренних, так и наругдцх поверхностей с использованием совмещенной или последовательной схемы расположения резцов. Однако в любом случае эффективность катода зависит ох точности процесса деления срезаемого припуска в направлении подачи. Вследствие действия целого ряда причин, таких как неточности заточки резцов,"погрешности их настройки, нестабильность свойств инструментального материала к т.д., условия протекания процесса резанкя к темп износа на кавдом из резцов могут оказаться различными. Поз тому первоначальный эффект от деления подачи через определенный промежуток времени юхет быть в значительной мере утрачен.

Предложены несколько способов повышения эффективности обработки методом деления подачи. Первый из них у¡включается в сле-дущем (рис. 2).

S

S

Í1P

Feo; 2. Схема формирования составляющих вектора рассогласования для корректировки пояснения версии резцов'

В процессе обработки через время Т от ее качала, или от

предыдущей поднастройки контролируется расстояние между зерга-

нами резцов в осевом и радиальном направлениях, определяются

составляющие вектора R г смещения вершины первого резца С,т г, т

пх и пр , после чего производится корректировка положения второго резца путем_смещения его вершшы на величину вектора рассогласования f{ = /7 * + fi р в противоположном направлении. При этом осевое расстояние'между вержгнами резцов восстанавливается от величины [_х до требуемой величины

L X , а радиальное смещение вершин становится равным нулю. В случае необходимости оба резца согласованно перемещаются в радиальном направлении до заданного уровня настройки.

Второй способ аналогичен первому, но еще более эффективен, так как учитывает изменение профиля первого резца в результате его повышенного износа по сравнению со вторым резцом (pire. 3).

ь ar ê (Kl) К" Г | il = -Г Kï M 'm Ж^'"..... '

5/2 V, ч2

Рис. 3. Схема определения положения вершины второго резца, обеспечивающего наилучшее перекрытие остаточного гребешка после первого резца контуром второго резца

Сущность способа заключается в дополнительном осевом смещении второго резца таким образом, чтобы итоговая высота неровностей после обработки двумя резцагщ, получалась минимальной. Вектор дополнительного смещения с Т определяется при наложении контура второго резца на профиль остаточного гребешка

0ГА О'7 • имеющий высоту ¡-{г , так,чтобы слева и справа от пторого резца оставались неровности одинаковой высоты, т.е. чтобы выполнялось условие Нлт-Нп

Кроме вариантов совмещения обработки несколькими резцами рассмотрена возможность совмещения растачивания несколькими

вшинделышми головками. В общем случае при П шпиндельных головках, расположенных произвольно на одном костяке отделоч-но-расточного станка, их взаимное влияние на точность обработки может быть оценено по величине динамических прогибов моста в рассматриваемом сечении X : _

-^Г--X (Х-Щщ^гкгI)

где Р - раскачивающая сила от шпинделыюй головки, раслоло-ненной на расстояниях ¿2-й О от левой и правой опор моста;

£ - длина пролета моота; Т ~ период собственных колебаний системы; Тр - период раскачивающей силы.

Динамический прогиб в произвольном сечении моста на расстоянии X от левой опоры от одновременного действия И сил (шпинделей) определяется выражением:

Ух - У*Р1 УхРг+'"+ УхРп . (22)

На основании анализа вариантов расстанови! шпиндельных головок вдоль госта ставка о учетом полученных зависимостей определен ожидаемый характер взаимного влияния шпинделей на точность формы отверйтий и шероховатость обработанной поверхности. В ре- ' зультате экспериментальных исследований получены количественные оценки взаимовлияния одновременно работающих шпинделей, подтверждающие теоретические выводы и позволяющие сделать необходимые рекомендации для практики.

В четвертой главе рассмотрен комплекс проблем, связанных с теорией и технологией тонкого растачивания отверстий в деталях пониженной жесткости.

Предложена классификация деталей пониженной жесткости, включающая 5 типов (кольца, гильзы, осеконсолыше детали, мембранные детали, радиальноконоольные детали). Одни из них являются тонкостенными в радиальном, а другие - в осевом направлении. При этом условно принято считать тонкостенными детали, у которых толщина стенок не превышает 1/5 диаметра обработки.

На примере комплексной детали, которая состоит, из характерных элементов всех 5 типов деталей пониженной кеоткости, выполнена сравнительная оценка 18 различных охем их закрепления.

Для исследования погрешностей формы отверстий от усилий закрепления и реванш в качеЬтве основной расчетной модели

• выбрана гладкая гильза, находящаяся под воздействием множества радиальных сосредоточенных сил. Эти силы Р равномерно распределены как по окруяности ( К сил), так и по дайне L гильзы ( П сил). Из теории тонкостенных оболочек получено и решено следующее дифференциальное уравнение:

dW Л п d*w _ Í2MRZ0A2)

¿yz + ltij^--? С233

где W - величина радиальной деформации; R - радиус оболочки (гильзы); ^ - коэффициент Пуассона,*' jtf - момент, ' изгибающий оболочку; Е - модуль упругости; у •- толщина стенки гильзы; ¿P, X - независимые переменные,определяющие угловое и осевое полокение места нахондения деформаций.

Получено общее решение уравнения (23), пригодное при изменении граничных условий для расчета деформаций как от усилий закрепления, так и от усилий резания:

Граничные условия и Wo при закреплении:

W (-fo,Xo) =0 ; у>о 2.7Г/К ; Xo = ¿/(r?-f) ; ,„.

Ш

W _ егзi (sin^7ros Тк~~ (77Г7Р/

SinJL • (26)

Я-. fl-1 i_K

Граничные условия и yV^ •' при резании:

W ; }?о = г т/к ; Хо « 7w) ? (2?)

V ж ¿.к "

Аналогичные расчетные.Зависимости получены и для более сложного случая деформации консойьно-мембранной детали. Разработаны такзе расчетные формулы для определения изгибающего момента, учитывавшие 7 различных вариантов контакта поверхности детали о зажимными элементами приспособления.

Ввиду того, что при обработке отверстий в деталях понизен-ной яесткости существенно возрастает роль относительных колебаний инструмента и заготовки, в работе детально исследованы причины возникновения как вынужденных колебаний от различных источников, так и автоколебаний. Для таких источников вынуядепных

колебаний, как неравномерная податливость заготовки, неуравновешенность вращающихся масс, огранка тел качения и волнистость дорожек качения подшипников, неравномерность натякения ремней привода, пульсации в гидросистеме и т.д. приведены формулы для расчета амплитуд колебаний и экспериментально определены козффи -циенты их передачи в зону обработки.

Так как при растачивании отверстий в деталях пониженной жесткости как правило нежестким бывает и расточной инструмент, для определения уровня относительных вынужденных колебаний принята расчетная схема в виде системы двух упруго связанных колеблющихся масс в среде вязкого трения, на которую действует возму-цавдая сила синусоидального типа. Для этой схемы составлена и решена система дифференциальных уравнений, получены и экспериментально проверены следующие зависимости для расчета амплитуд колебаний детали и инструмента:_______

рНиНл [ШШЬ. л • <зо>

Ä^iCflÜMmE^C^y гп^та ■ mfm» '

Aman 53 А а * А и >

где Со - коэффициент связи.

На основе анализа недостатков одиннадцати основных гипотез, объясняющих возникновение автоколебаний при резании, предложена новая научная гипотеза о причине возникновения и механизме поддержания автоколебаний. Суть ее состоит в том, что с учетом асимметричного характера силового взаимодействия атомов обрабатываемого материала при их взаимном сближении и удалении в зоне режущего лезвия вначале -возникает сближение атомов на расстояние меньше критического и генерируется всплеск .сил отталкивания резца от детали, а затем при удалении резца удаляются друг от друга ранее сблизившиеся атомы на- расстояние больше критического и силы отталкивания резко падают. При этом инструмент и деталь снова обливаются под действием упругих восстанавливающих сил и колебательный процесс повторяется. С учетом изложенной теории получена следующая зависимость для расчета амплитуды автоколебаний: m*u //

HkliMfc -¿^fi^j^-'fi 't32)

где й,, Ш - физические атомные постоянные обрабатываемого материала; /V - число пар взаимодействующих атомов; Си, Ми -жесткость и масса инструмента; Га - исходно•• расстояние между слоями атомов в кристаллической решетке; УЗ - приведенный результирующий угол перемещения атомов под округлением режущего лезвия по отноиенша к направлению скорости резания У

Предложен комплекс расчетных зависимостей, определякцих влияние колебаний на погрешности формы и шероховатость 'поверхности отверстий.

Все теоретические разработки проверены и подтверждены экспериментально, что позволило сделать ряд практических рекомендаций по обработке деталей пониженной жесткости.

Б пятой главе изложены основы технологии совмещения операций на отделочио-расточнвх отанках. В качестве перспективных для совмещения с тонким растачиванием рассмотрены операции подрезки торцов осевой подачей, раскатывания и алмазного выглаживания поверхности отверстий.

В результате проведенного анализа установлено, что в процессе съема основного припуска при подрезке торцов потеря впброустой-чивости системы связана с недостаточной ее жесткостью, а в процессе выхаживания торцов - с недостаточной глубиной резания, вызывающей смятие металла. В связи с этим на основе теории, кзлонеи-ной во второй главе, получено выражение для расчета максимальной ширины подрезаемого торца при известной кесткости приспособления:

Т* Та + Тг* Тр * Та Тр . 1,5 Ка Ъв Т<2 Тр КисРтр

где У^тр ~ коэффициент трения стружки о переднюю поверхность резца.

Для устранения вибраций в процессе выхаживания как наиболее эффективный предложен метод ограничения времени при зыхагл-вании торцов. Кроме этого предложен ряд конструкторско-техноло- ~ гических методов комплексного решения проблемы итброустойчквости системы и даны практические рекомендации по совмещению операций растачивания отверстий и подрезки торцов.

С целью улучшения качеотва поверхности отверстий рассмотрен комплекс вопросов по технологэтескому обеспечению совмещения тонкого растачивпния с тонким пластическим деформированием поверхности. Задача уменьшения пероховатости поверхности боз изме-

В

нения достигнутых растачиванием параметров точности формы и волнистости поверхности решается за счет выбора радиуса деформирующего инструмента, меньшего.из двух следующих условий:

/?</>'; R < Р . (34)

В этих условиях - радиусы кривизны поперечной и про-

дольной волны, определяете по формулам:

/>'_ Л £L max (йтах -2 Re СОВ fjf) . л _ jjz J ~Ко+ antax + Ro(4'Ce&H*) ' J ~ ^а ' (35'36)

где Я - длина продольной волны; CL - амплитуда продольной волны; Re - радиус геометрически правильной окружности (радиус раоточенного отверстия).; Д.max- максимальная амплитуда круговой волны; fg - круговая чаотота вращения инструмента; j ц - частота относительных колебаний инструмента и детали.

Получены такне зависимости для расчета нормальной составляющей усилия деформирования, необходимого только для смятия шеро-> ховатости поверхности и усилия настройки пружины с учетом центробежной силы, действующей на упруго.закрепленный деформирующий элемент. Кроме этого, определены оптимальное расстояние между вершинами резца и деформирующего элемента и величина оптималь- , ной подачи для совмещенной обработки.

Экспериментальная проверка подтвердила эффективность совмещения растачивания о пластическим деформированием поверхности отверстий. При работе о оптимальными рекимами и геометрией инструмента шероховатость поверхности после деформирования находится примерно в следующем соотношении с шероховатостью поверхности после растачивания: ^

/?гд ' О?)

где Л, R - радиуоы резца и деформирующего элемента.

Шестая глава посвящена разработке и экспериментальному исследованию новых опособов управления точностью обработки отверстий на операции тонкого растачивания. На оонове анализа обобщенной модели управления в качестве наиболее перспективных выбрали методы оонованные на изменении режимов резания и стабилизации деформаций технологической системы в процессе обработки.

Из большого числа факторов, влияющих на точность обработки, для условий выоокой точности и иесткости отделочно-раоточных

станков выделены 2 г тайных - размерный износ и температурное удлинение резцов. Дад разработки нового способа управления точностью размеров- и формы продольного профиля отверстий использованы следующие положения:

1. Размерный износ и температурное удлинение резцов вызывают появление противоположных по.направлению погрешностей обработки.

2. Каждый из указанных факторов зависит от величины подачи.

3. В условиях прецизионной обработки величины размерного износа и температурного удлинения резцов соизмеримы между собой и поэтому возможна их взаимная компенсация.

Для управления точностью предложен следующий критерий:

Л йи - & ЙТ > (38)

т.е. от;слонение радиуса обработки от износа резца ДНи должно быть равно отклонению радиуса обработки от его температурного удлинения в^ всех сечениях по длине обработки (детали) £

Теоретический закон изменения величины подачи по длине обработки 5 = / (£) может быть получен из решения уравнения:

ЦоТГРе _ л /. л - С/5 П Тс \

-мтгу = ~ е } » (39)

где и о - относительный износ инструмента; -диаметр

и длина отверстия; - температурное удлинение резца в усло-

виях теплового равновесия; /7 - частота вращения инструмента;

Те - тепловая константа.

С достаточной для практики точностью закон изменении подачи по длине обработки определяется графо-аяалитачески путем построения линии, соединяющей точки 'пересечения расчетных кривых йЯи и Л Р1т в зависимости от подачи для ряда последовательных сечений по длине детали.

Так как современные базовые отделочно-раоточные отанки не имеют возможности плавного изменения подачи в процессе резания, в работе предложены схема и варианты конструкции гидропривода, обеспечивавдего реализацию разработанного способа управления. В связи с тем, что предлагаемые законы управления предусматривают увеличение подачи по длине детали в результате управления повышается не только точность, но я производительность обработки. Сокращение времени обработки одной заготовки определяется из выражения: а В £

^" То ~ Ъо + 0,5&Ъ ' (40)

где Л5 - 5£ ~ Зо - приращение подачи; ¿>0, 3£ - подача в начале и в конца обработки.

Эффективность способа экспериментально подтверждена при тонком растачивании точных отверстий в деталях из чугуна и стали в условиях дискретного и плавного изменения величины подачи.

Дня условий точной обработки сквозных отверстий двухопорны-ми боритаигами пониженной жесткости разработан способ стабилизации (непрерывной компенсации) упругих деформаций борштанги на протяжении всего цикла растачивания.

В качестве 1фигерия управления деформациями борштанги принято равенство на всей длине растачивания упругих отжатий в сечении резца от усилия резания Ру и от усилил р регулируемого толкателя, встроенного во вращающуюся опору противоположно резцу, т.е.

У(Ру)=У(П. (41)

Сложность управления заключается в том, что вторая опора перемещается вместе со столом станка и обрабатываемой заготовкой, в результате чего постоянно изменяется длина пролета между опорами. С уменьшением длины пролета усилие толкателя р должно плавно возрастать. Это обеспечивается формой и расположением направляющей на борштанге, которая контактирует о толкателем. .

С целью реализации изложенного способа управления точностью размера и формы продольного профиля отверстий получены расчетные формулы и разработана методика определения усилия толкателя в начале и в конце обработки, рабочего хода пружины толкателя и угла наклона направляющей на борштанге.

Разработанные способы управления точностью обработки внедрены в производство в виде' реальных конструкций специальных отделоч-но-раоточшлс станков.'

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

I. В диссертационной работе осуществлено теоретическое обобщение и решение крупной научно-технической проблемы, имеющей важное народнохозяйственное значение, а именно: разработаны научные основы повышения эффективности обработки точных отверстий, включавшей производительность, вконал.ичноеть, точность и качеотво обработанных поверхностей, на основе разработки и реализации теория, технологии, управления и новых способов тонкого растачивания

о учетом структурно связанных о ним операций предшествующей и последующей обработки.

2. Сформулировано новое технологическое понятие о предельном износе инструмента, как износе, при котором динамическая система начинает терять устойчивость. Выдвинуто новое научное положение о возможности определения величины предельного износа лезвийного инструмента без проведения стойкостных испытаний, разработана теория и методика расчета предельного износа, основанная на его связи с параметрами динамической системы.

3. С учетом установленных взаимосвязей величины предельного износа с режимами резания введено еще одно новое технологическое понятие - переменный предельный износ :шстр.умента, граница которого смещается при изменении скорости резания или подачи. На этой основе разработан новый спс об управления операциями предварительной обработки, заключающийся в последовательном изменении скорости резания и подачи таким образом, чтобы переменный предельный износ оставался выше фактического среднего износа инструмента. Реализация предложенного способа на операции сверления позволила повысить производительность обработки в 1,4+3,0 раза при одновременном снижении себестоимости в 1,6+3,5 раза.

4. На основе разделения конструкторских и технологических' признаков операции тонкого растачивания разработана классификация технологических схем обработки отверстий на стделочно-рас-точиых станках, включающая всего 14 схем и предусматривающая широкие возможности для совмещения различных операций. Сформулированы требования к операциям, предшествующим тонкому растачиванию, и разработана последовательность технологического проектирования операций тонкого растачивания с учетом области применения различных схем обработки.

5. В развитие теории и практики совмещенной обработки при тонком растачивании предложен новый технологический метод деления подачи между двумя резцами. Выполнен анализ различных вариантов (способов) его практической реализации. Теоретически установлены и экспериментально подтверждены зависимости, свидетельствующие, что противоположное размещение двух чистовых резцов уменьшает погрешности обработки, связанные с упругими деформациями

и колебаниями технологической систем. На основе метода разработаны новые способы обработки, предусматривающие контроль состояния режущих кроток инструмента и учитывайте в процессе корректировки расположения резцов максимальное перекрытие остаточного

гребешка от первого резца.

6. Созданы предпосылки для повышения эффективности операций тонкого растачивания, основанные на проектировании многошпиндельных наладок. Установлен характер и степень влияния числа и места расположения на станке одновременно работающих шпинделей на точность обработки и шероховатость поверхности.

7. Решен комплекс проблем, связанных с тони»' растачиванием отверстий в деталях пониженной жесткости. Систематизирова- ' ны их тшш и схемы закрепления. Получены расчетные зависимости, позволяющие вычислять деформации тонкостенных деталей при закреплении и резании. Установлены зависимости для расчета амплитуд и чаотот вынужденных относительных колебаний инструмента и детали и коэффициенты передачи колебаний от различных источников

в зону обработки. Разработан ряд практических мер по обеспечению точности и качества поверхности отверстий в деталях пониженной жесткости.

8. Впервые предложена новая научная гипотеза о причине возникновения и механизме поддержания автоколебаний в процессе резания, основанная на асимметричном характере- силового взаимодей- . ствия атомов обрабатываемого материала при их взаимном сближении

и удалении. На ее основе получены аналитические зависимости для раочета амплитуд автоколебаний, которые в свою очередь вошли в расчетные формулы для определения точности обработки и шероховатости поверхности.

9. На основе анализа технологических схем, предусматривающих совмещение операций тонкого растачивания отверстий и подрезни торцов' установлено, что главным фактором, ограничивающим применяемость метода ооевой подачи при подрезке торцов является опасность возникновения вибраций. Для устранения или снижения уровня вибраций на различных участках цикла обработки предложены различные конструктороко-технологические решения и новые методы, основанные на ограничения времени выхаживания» введении демпфирования в крепление заготовки и применении упруго демпфирующих в осевом направлении шпиндельных узлов. На основе теории виброустойчивости получено аналитическое выражение для раочета предельно допустимых размеров подрезаемых торцов, учитывающее параметры технологической системы и условия обработки.

10. Решена проблемы, связанные с совмещением операций тонкого растачивания отверстий и тонкого пластического деформирования их поверхностей. Разработан:: теория расчета геометрии дефор-

млрующего инструмент:», учитывающая наличие продольных и круговых волн на профиле расточенных отверстий. Получены зависимости для определения оптимального усилия деформирована и оптимальной подачи при совмещенной обработке.

11. На основе анализа взаимосвязей главных факторов, влияющих на точность обработки, с величиной лодачи выдвинуто новое научное положение о возможности управления точностью путем изменения подачи в процессе растачивания по закону,, предусматривающему постоянную компенсацию размерного износа резп~в их температурным удлинением. Разработан способ управления и методика определения законов изменения подачи по длине обработки. Предложен

и реализован новый способ управления точностью обработки отверстий двухопорными борштангами, основанный на изменении усилия, компенсирующего деформации борштапги в процессе растачивания по мере изменения величины пролета между опорами.

12. В процессе реализации новых разработок, направленных на решение рассматриваемой проблещи, в большинстве случаев достигнут эффект одновременного повышения производительности, экономичности, точности обработки и качества поверхности отверстий.

Основные положения диссертации опубликовали в следующих работах:

1. Линчевский П.А. Тонкое растачивание стали 20Х при испытаниях резанием опытных образцов алмазно-расточных станков класса В // Тез. докл. науч.-техн. конференции по технологии машиностроения. - Одесса, 1529. - С. 89-02.

2. Линчевский П.А.» Ломакин К.В. Об оценке точности'алмазно-расточных станков по'результатам испытаний резанием //Технология и автоматизация машиностроения: Респ. межвед. науч.-тахн. сб. - К.: Техника, 1973. - Вып. II. - С. 117-120.

3. Линчевский П.А. Тонкое растачивание отверстий методом распределения подачи между двумя резцами // Резание й инструмент: Респ. межвед. науч.-техн. сб.'-Харьков: Вица шк., 1973. - Выя. 7 - С. 27-29.

4: Линчевский П.А. Влияние податливости системы СПИД на точность алмазно-расточных станков при двухрезцовой обработке // Металлорежущие станки: Респ. межвед. науч.-техн. сб.*- К.: Техника, 1902. - Вып. 10. - С. 56-58.

5. Линчевский П.А. Упругие перемещения моста алмазнс-раоточ-ного отанка и точность обработки //Металлорежущие станка: Респ. межвед. науч.-техн. сб. - К.: Техника, 1983. - Вып. II. - С.20-22.

6. Линчевский H.A., Фонт O.G. Износостойкость спиральных сверл с внутренним охлаждением / Одес. политехи, нн-т. - Одесса, 1983. - 8 с. - Ден. в УкрШИНТИ 31.08.83, J," 990 - Ук 83.

7. Линчевский П.А. Изглбные колебания борштанги алмазно-расточного станка при обработке делением подачи // Металлорену-щие станки: Респ. меквед. науч.-техн. сб. - К.: Техника, IS84.

- Вып. 12. - С. 18-20.

8. Линчевский П.А., Фотти С.С., Попов В.И. Расчет износа инструмента на основе динамической модели механической обработки // Изв. вузов. Машиностроение. - IS85. - JE 2. - С. 122-124.

9. Линчевский П.А., Маркаров Г.М. Физическая природа перво-причшш возникновения и механизма поддержания автоколебаний при резании / Одес. политехи, ин-т. - Одесса, 1985. - 29 о. - Деп. в УкрЕЕНТИ 07.06.85, К 1246 - Ук 85.

10. Линчеваний П.А., Маркаров Г.М. Автоколебания при обработке деталей на металлорежущих станках // Металлорежущие станки: Респ. меквед. науч.-техн. сб. - К.: Техника, 1986. - Вып. 14.

- С. 31-36.

11. Линчевский П.А., Ломакин К.В. Качество поверхности при тонком растачивании отверстий в ответственных деталях машин нз стали ОХНЗМФА // Технология и автоматизация машиностроения: Респ. меквед. науч.-техн. сб. - К.: Техника, 1973. - Вып. II.

- С. II4-II7.

12. Дубиненко А.Ф., Линчевский П.А., Шерстинский С.М. Взаимное влияние шпинделей алмазно-расточных станков на точность обработки // Технология и автоматизация машиностроения: Респ. меявед.-науч. - техн. сб. - К.: Техника, 1971. - Вып. 8. - 0. 51-54.

13. Копелев Ю.Ф., Дубиненко А.5., Кравчик K.M., Линчевский П.А., Шерстинский С.М. Динамическое качество шпиндельных узлов и точность обработки при тонком растачивании // Металлорежущие станки: Респ. меквед. науч.-техн. сб. - К.: Техника, 1973. - Выи. I. - С.40-45.

14. Мзталин A.A., Линчевский O.A., Ломакин К.В. Тонкое и алмазное растачивание. - К.: Техника, 1973. - 80 с.

15. Маталин A.A., Линчевский П.А. Влияние износа и температурного удлинения резцов на конусность отверстий при тонком растачивании // Вестник машиностроения. - 1974. - й 3. - С. 74-75.

IS. Григорыш Г.Д., Линчевский П.А. Применение математических методов в машиностроении. - Одесса; ОПИ, 1979. - 116 с.

17. Грлгорьян Г .Д., ДшчйЬокий П.А., Ггдчшн В.П..Резцы для

чистового точения со специальной формой передней поверхности // Прогрессивные методл обработки труднообрабатываемых материалов на металлорежущих станках: Сб. материалов Всесоюзной науч.-техн. конференции. - Ядянов, 1980. - С. 106-107.

18. Григорьян Г.Д., Линчевский П.А., ГУгнин В.П. Высота неровностей и толщина среза при обработке резцами с цилиндрической передней поверхностью // Изв. вузов. Машиностроение.

- IS8I. - # 12. - С. II7-II8.

19. Лянчовский П.А., Фстти С.С. Исследование деформащи струнки при сверлении труднообрабатываемых материалов / Одес. политехи, гн-т. - Одесса, I9B5. - 21 с. - Деп. в УкрЕГОШИ 27.08.8S, К 2001 - Ук 86.

20. Линчевский П.А., Оотти С.С. Управление процессом обработки глубоких отверстий // Тез. докл. науч. - техн. совещания "Совершенствование технологии изготовления гдубоких отверстий

в деталях из труднообрабатываемых материалов" (г. Омск, 15-16 октября 1983). - Омск, 1986. - С. 22-23.

21. Лкнчевскнй П.А.' Управление точностью формы продольного сечешш отверстий при обработке на алмазно-расточных станках

//Ме таялорежущие станки: Респ. межвед. науч.-техн. сб. - К.: Техника, 1987. - Вып. 15. - С. 44-45.

22. Линчевский П.А., Якимов A.A. Способ определения жесткости станков // Металлорежущие станки. Респ. межвед. науч.-техп. сб. - К.: Техника, 1988. - Вып. 16. - 0. 58-59.23. Линчевский П.А., Линчевская Я.П. Управление точностью

обработки на алмазно-расточных отанках с двухопорными боританга-т // Металлорежущие станка: Респ. межвед. науч.-техн. сб. - К.: Техника, 1988. - Вып. 16. - С. 60-€2.

24. Линчевский П.А., Замуруев A.M., Линчевская Я.П. Гидропривод переменной скорости перемещения рабочих органов алмазно-расточных станков /Д^еталлореяущие станет: Респ. межвед. пауч.-техн. сб. - К.: Техника, 1989. - Вып. 17. - С. 108-Ы0.

25. Линчевский П.А. Конструкторско-технолоточескиэ методы устранения вибраций алмазно-расточных станков при подрезке широких торцов осевой подачей // Металлорежущие станки: Респ. межвед. науч. - техн. сб. - К.: Техника, 1991. - Вып. 19.'- С. 8-II.

26. Слободяник U.T., Линчовокий П.А., Фотти С.С. Стойкость спиральных сверл с внутренним охлаждением // "Далишостроитель.

- 1979.Jf II. — С. 23-24.

27. А. с: 320347 СССР, МКИ В 23 В .41/00. Шпиндельная головка / А.Ф.Дубиненко, П.А.Линчевский, И.А.Тенин, Э.Н.Хомченко.

- 1971. - 2 о.

28. А.с: 397275 СССР, МКИ В 23 В 29/03. Расточная оправка / П.А.Линчевский, Г.М.Маркаров, Э.М.Сирота, А.М.Федоров. - IS74.

- 2 о.

29. A.c. 452439 СССР, МКИ В 23 В 39/02. Алмазно-расточной станок /А.Ф.Дубиненко, П.А.Линчевский, Э.М.Сирота, В.М.Соколов.

- 1975. - 4 о.

30. A.c. II96I42 СССР, МКИ В 23 В 29/034. Способ лезвийной обработки двумя резцами /П.А.Линчевский, А.Г.Деревянченко. -1985. - 2 с.

31. A.c. 1303286 СССР, МКИ В 23 В 51/06. Сверло /П.А.Лкн-чевокийс С.С.Фотти, В.В.Галицкий. - 1987. - 3 с.

32. A.c.'I3SI857 СССР, МКИ В 23 15/00, В 23 В 35/00. Способ определения износа инструмента /П.А.Линчевский, C.C.Sot-ти. -"1987. - 5 с.

33. A.c. 1380915 СССР, МКИ В 23 41/00. Гибкий производственный модуль /Й.С.Гилка, Г.Д.Григорьян.ТГ. Днсугурян, П.А.Линчевский, Г.М.Маркаров, А.П.Пупин. - 1988. - 3 с.

34. А.о. 1552469 СССР, МКИ В 23 В 1/00. Способ лезвийной ' обработки двумя резцами / А.Г.Деревянченко, П.А.Линчевский.

- 1989. - 4 с.

35. Лпнчевскйй П.А. Использование температурных деформаций инструмента в процесое резания для управления точностью обработки // Тез. дога, международного науч. - техн. оеминара "Проблемы резания материалов в современных технологических процессах"

(г. Алушта, 4-8 октября 1991). - Харьков: ХГШ, 1991. - Ч. П.

- С. 3-8.

Зо. Линчевский H.A., Югьященко A.A. Расширение технологических возможностей отделочно-расточных отанков совмещением операций // Металлорежущие станки: Респ. меявед. науч. - техн. сб.

- К.': Техника, 1992. - Выг). 20. - С. 62-65.

37.. Линчевокий П.А., Ильященко A.A. Совмещение операций тонкого раотачиванкя я плаотичеокого деформирования поверхности точных отверстий // Тез. докл. конференции "Новые технологические процессы в механической обработке" (г. Одесса, I3-I4 октября 1992).- Киев: Общество "Знание" Украины, 1992.- С. 19-20.