Лоєв Володимир Юхимович. Удосконалення фінішної обробки плоских поверхонь деталей комбінуванням різання з поверхневим пластичним деформуванням

brief description

Лоєв Володимир Юхимович. Удосконалення фінішної обробки плоских поверхонь деталей комбінуванням різання з поверхневим пластичним деформуванням : дис... канд. техн. наук: 05.03.01 / НАН України; Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М.Бакуля. - К., 2005.

Лоєв В.Ю. Удосконалення фінішної обробки плоских поверхонь деталей комбінуванням різання з поверхневим пластичним деформуванням. Рукопис.
Дисертація на здобуття вченого ступеню кандидата технічних наук за спеціальністю 05.03.01 Процеси механічної обробки, верстати та інструменти. Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України, Київ, 2005.
Дисертацію присвячено удосконаленню фінішної обробки плоских протяжних поверхонь деталей з загартованої сталі, загартованого і незагартованого чавуну комбінуванням різання з ППД спеціальним інструментом, оснащеним надтвердим матеріалом. В одному проході об’єднано торцеве ступінчасте фрезерування, чистове стругання зі змінювальними кутами і швидкістю різання, а також поверхневе пластичне деформування вигладжуванням з проворотом індентора відносно оброблюваної поверхні. Проаналізовані існуючі комбіновані методи обробки і інструмент для їх впровадження, з’ясовані причини, стримуючі впровадження у виробництво різання у комбінації з ППД.
На основі цього аналізу розроблено новий метод комбінування лезової обробки з ППД і інструмент для його здійснення. Проведені дослідження розробленого методу і впровадження в умовах реального виробництва.

1. На базі проведеного теоретичного аналізу існуючих комбінованих методів фінішної обробки плоских протяжних поверхонь деталей різанням і ППД та інструментів для їх здійснення удосконалено метод, об'єднанням торцевого ступінчастого фрезерування, чистового стругання і ППД, в якому траєкторія руху чистового різця співпадає з траєкторією руху вигладжувача, і є прямолінійною, перпендикулярною до вектора подач.
2. Теоретично визначено і експериментально доведено переваги кінематичного перетворення колової траєкторії руху чистового різця і вигладжувача у прямолінійну, перпендикулярну до вектора подач заготовки при комбінуванні різання з ППД, що забезпечує отримання рівномірної шорсткості по ширині обробленої поверхні.
3. Розроблена конструкція комбінованого інструменту з рухомим відносно його корпусу чистовим різцем і вигладжувачем, з забезпеченням регулювання зусилля притискання вигладжувача до оброблюваної поверхні, а також вильоту кожного з формоутворюючих елементів з точністю ±0,01мм. Порівняно з відомими конструкціями інструментів передбачено розвантаження шпинделя від циклічної дії пружини притискання повзунів до поверхні копіру та забезпечено запобігання затирання формоутворюючих елементів обробленою поверхнею.
4. Експериментально доведено:
позитивний вплив на якість оброблених поверхонь зміни кутів різання, швидкості руху чистового різця і провертання вигладжувача. Отримано рівномірну по ширині оброблюваної поверхні шорсткість;
порівняно з торцевим чистовим фрезеруванням і наступним вигладжуванням, здійснюваними традиційними методами, підвищено стійкість чистового різця і вигладжувача на 20-25%, за рахунок зменшення кількості врізань-виходів, рівномірності зношення передньої і задньої поверхні чистового різця і сфери індентора через його провертання відносно оброблюваної поверхні, а також за рахунок застосованого матеріалу АКТМ.
5. Визначені оптимальні режими обробки поверхонь деталей удосконаленим комбінованим методом, що поєднує торцеве ступінчасте фрезерування, чистове стругання і вигладжування, в залежності від матеріалу і термообробки заготовки.
Встановлені ефективні зусилля притискання вигладжувача до обробленої поверхні в залежності від матеріалу заготовок:
для сталі 40Х (5054 HRCэ) 120...150 Н;
для чавуну СЧ21 (4550 HRCэ) 120...130 Н;
для чавуну СЧ21 (170241 HВ) 60...90 Н.
Забезпечено отримання стабільної шорсткості плоских протяжних поверхонь деталей з загартованих сталей, чавунів і незагартованих чавунів в межах Ra 0,10,4.
6. Розроблений новий спосіб зближення інструменту з оброблюваною поверхнею, який забезпечує точну (±0,01мм) і безпечну установку інструменту на глибину різання з врахуванням відхилення від площинності і похибки закріплення заготовки.
7. Встановлено відсутність впливу коливання припуску і вихідної шорсткості поверхні, що обробляється комбінуванням різання з ППД удосконаленим методом, на параметри шорсткості поверхні після обробки.
8. Впровадження удосконаленого методу фінішної обробки плоских поверхонь деталей верстатів на Одеському заводі прецизійних верстатів ВАТ "Мікрон" згідно з договором №297 від 2.06.2003р (номер державної реєстрації РК0104V003517) забезпечило підвищення продуктивності обробки до 35% з умовним річним економічним ефектом 48700 грн.
9. Подальше удосконалення комбінованого методу обробки плоских протяжних поверхонь полягає у створенні необхідного рельєфу поверхонь за рахунок зміни конструкції інструменту, використання впливу релаксаційних процесів між чистовим проходом і вигладжуванням за рахунок регулювання відстаней від осі обертання комбінованого інструменту до чистового різця і вигладжувача, у зміні вигладжування на обкочування роликами або кульками, дослідженні поверхневого шару металу деталі, обробленої комбінованим методом (залишкові напруження, мікротвердість, структура тощо).