Технологическое наследование волнистости на операциях механической обработки на примере фрезерования и плоского шлифования

• Автор: Витвинов, Максим Константинович
• Шифр специальности: 05.02.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Барнаул
• Количество страниц: 118 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 ФОРМИРОВАНИЕ ВОЛНИСТОСТИ ОБРАБОТАННОЙ ПОВЕРХНОСТИ ПРИ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКЕ
1.1 Классификация геометрических параметров
качества обработанной поверхности
1.2 Влияние волнистости обработанной поверхности
на эксплуатационные свойства деталей машин
1.3 Анализ технологических факторов, определяющих
волнистость обработанной поверхности
1.4 Прогнозирование волнистости обработанной поверхности
с помощью математического моделирования
1.5 Выводы. Цель и задачи исследования
2 МОДЕЛИРОВАНИЕ ЯВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО НАСЛЕДОВАНИЯ ВОЛНИСТОСТИ
2.1 Передаточная функция операции механической обработки
2.2 Использование частотных характеристик для прогнозирования волнистости обработанной поверхности
2.3 Использование логарифмических частотных характеристик
для идентификации операции механической обработки
2.4 Методика получения частотных характеристик операции механической обработки
2.5 Алгоритм идентификации операции механической обработки
2.6 Выводы
3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА МЕТОДИКИ
ПОЛУЧЕНИЯ ПЕРЕДАТОЧНЫХ ФУНКЦИЙ ОПЕРАЦИИ
3.1 Автоматизированная система для исследования
волнистости обработанной поверхности
3.2 Построение передаточной функции операции фрезерования
3.3 Построение передаточной функции операции
плоского шлифования
3.4 Выводы
4 ПРИМЕНЕНИЕ ПЕРЕДАТОЧНОЙ ФУНКЦИИ ОПЕРАЦИИ
ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
4.1 Области использования передаточных функций
4.2 Прогнозирование волнистости поверхности детали
4.3 Формулирование требований к волнистости заготовки
4.4 Аттестация технологических систем
4.5 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ А

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность гсмы исследовании
Аналитический обзор литературных данных показывает, что основными операциями обработки наружных поверхностей деталей являются точение, фрезерования и абразивная обработка. Полученные с использованием указанных методов обработки детали, находят свое применение в различных узлах и агрегатах механизмов и машин.
Эксплуатационные свойства деталей и длительность их жизненного цикла в значительной мере зависят от геометрических параметров качества поверхностей. Именно эти параметры определяют триботехнические свойства, герметичность соединений, контактную жесткость и т.п.
Геометрические параметры качества обработанных поверхностей подразделяются на макроотклонсния, волнистость и шероховатость. При этом формирование на операциях механической обработки макроотклонснй и шероховатости достаточно хорошо изучено и представлено в работах отечественных и зарубежных ученых. Что же касается волнистости обработанных поверхностей, то вопросы ее прогнозирования исследованы достаточно хуже. Это связано с тем, что на параметры волнистости не гостированы и обычно на чертежах деталей не нормируются. В то же время доказано, что степень их влияния на эксплуатационные свойства деталей достаточно высока и для некоторых деталей имеет принципиальное значение. В связи с этим прогнозирование высотных и шаговых параметров волнистости поверхностей на операциях механической обработки имеет большое практическое значение.
Волнистость поверхности, в отличие от ее шероховатости, в значительной степени формируется за счет технологического наследования. Обычно этот процесс математически описывается с помощью коэффициентов уточнения. Однако связь этих коэффициентов с параметрами операций технологического процесса (режимами резания, характеристиками инструмента, оборудования и т.н.) недостаточно изучена. Кроме того, практически не исследована взаимосвязь высотных

Таблица 4 - Факторы, оказывающие основное влияние на формирование волнистости, с учетом применяемого метода обработки
№ Фактор Методы лезвийной обработки Методы алмазноабразивной обработки
1. Глубина резания + +
2. Жесткость технологической системы + +
3. Точность станка + +
4. Исходная волнистость + +
5. Число выхаживаний - +
6. Правка круга - +
7. Величина переднего угла режущего инструмента + -
8. Предел текучести материала заготовки + -
Таким образом, имеются как общие причины образования волнистости обработанной поверхности, так и различия в механизме се формирования. Фактически волнистость появляется в результате нестабильности параметров технологической системы в процессе обработки, которая естественным образом приводит к видоизменению нормальных условий протекания процессов внутри таких систем. Так, при точении наружной цилиндрической поверхности, помимо главного вращательного движения детали и поступательного движения подачи инструмента, в результате возникновения возмущающих сил, вызванных нестабильностью технологической системы, имеют место линейные гармонические колебания инструмента в радиальном направлении к обрабатываемой поверхности детали, приводящие к образованию продольной и поперечной волнистости [99]. При этом указанное положение носит справедливый характер для методов как лезвийной, так и алмазно-абразивной обработки.
Таким образом, в общем случае процесс образования волнистости можно представить в виде суммарного проявления нескольких движений: вращательного (о), поступательного (50) и колебательного (у), действующего в радиальном направлении детали (рисунки 9, 10).