РОЗДІЛ 2
МЕТОД ОБРОБКИ ПЛОСКИХ ПОВЕРХОНЬ КОМБІНАЦІЄЮ РІЗАННЯ І ПЛАСТИЧНОЇ ПОВЕРХНЕВОЇ ДЕФОРМАЦІЇ
2.1. Теоретичне обґрунтування методу
З метою усунення недоліків існуючих комбінованих методів фінішної обробки плоских протяжних поверхонь деталей із загартованих сталей, загартованих і незагартованих чавунів, а також широкого впровадження у виробництво удосконалений метод, особливості якого заключені в наступному [82], рис. 2.1:
Рис.2.1. Траєкторія руху формоутворюючих елементів
- вектор швидкості обертання інструменту;
- подача на оберт;
- вектор швидкості чистового елемента;
- вектор швидкості вигладжувача;
- вісь обертання комбінованого інструменту.
- найбільшу частку припуску на обробку видаляють чорнові різальні елементи, які розташовані відносно осі фрези в радіальному напрямку за п'ятьма логарифмічними спіралями із різними осьовими вильотами кожного елементу і які рухаються за коловою траєкторією.
- припуск на чистову обробку видаляють чистовим різальним елементом, який розташований відносно осі фрези на меншій відстані ніж найближчий чорновий елемент і який рухається за прямолінійною траєкторією перпендикулярно до вектора поздовжньої подачі заготовки або інструменту. Виліт чистового елемента більший порівняно з найбільш виступаючим відносно корпусу фрези чорновим елементом на величину припуску чистового проходу;
- поверхневу пластичну деформацію (ППД) здійснюють вигладжувачем, який теж рухається за прямолінійною траєкторією (так само, як і чистовий різальний елемент і в тому ж напрямку) відносно оброблюваної заготовки. Осьовий виліт його найбільший і забезпечує необхідне зусилля притискання до оброблюваної поверхні. В загальному плані за один оберт інструменту відбувається зняття чорнового і чистового припусків і згладжування частки поверхні. Прийняте при проектуванні розташування інструменту на п'яти логарифмічних спіралях достатньо повно обґрунтовано в роботах [18,87].
З метою максимального наближення до забезпечення рівномірного різання ступінчастою фрезою необхідно забезпечити постійну кількість ріжучих ножів в процесі обробки, а також враховувати зусилля вигладжування. Відомо [80], що при симетричному фрезеруванні можливо ліквідувати періодичну силу різання раціональним вибором співвідношення ширини фрезерування В до діаметра фрези D: В/D = sin(??m/z),
де m - число зубців фрези, які знаходяться в роботі, D - діаметр розташування різців. У новому методі D - середній діаметр розташування різців і вигладжувача.
Розташування різців на різних відстанях від осі фрези не дає можливості повного вирішення питання забезпечення рівномірності процесу обробки. Але через запровадження в конструкції комбінованого інструменту великої кількості регульованих параметрів, в тому числі у розподіленні загального припуску на обробку між різцями на кожній спіралі, а також між п'ятьма спіралями їх можливо використати для стабілізації процесу обробки.
Вибір логарифмічної спіралі, як засобу для розрахунку радіального розташування формоутворюючих інструментів в корпусі пристрою, зумовлений особливостями і її характерними властивостями. У полярній системі координат рівняння логарифмічної спіралі має вигляд [87]:
, (2.1)
де ? - полярний радіус, мм;
?0 - початковий (конструктивний) полярний радіус, мм;
k - параметр, значення якого характеризує ступінь розширення спіралі протягом витка;
- полярний кут, град;
е - основа натурального логарифму, е = 2,7128.
Відношення довжин полярних радіусів, кутова відстань між якими складає 2?, називають коефіцієнтом росту спіралі:
Цей параметр зв'язаний з k співвідношенням:
Рівняння спіралі прийме вигляд:
. (2.2)
Однією з властивостей цієї спіралі є те, що кут між двома полярними радіусами, пропорційний логарифму їх відношення:
. (2.3)
Довжина дуги між двома окремими точками спіралі (між сусідніми різцями, розташованими на спіралі) дорівнює:
, (2.4)
де ? - кут між полярним радіусом і дотичною до спіралі:
В основу розробки конструкції інструменту було покладено два принципи:
- забезпечення рівномірності процесу обробки;
- гарантування якості обробленої поверхні в разі передчасного зношення окремих різців (або їх виходу з ладу) дублюванням іншими різцями, розташованими на одній з п'яти спіралях. Це важливо забезпечити для гарантії незмінності припуску на чистовий прохід.
Керуючись вимогами забезпечення максимальної рівномірності процесу обробки, запропонована залежність для розподілу припуску на обробку:
, (2.5)
де ti - виліт і-го різця відносно чистового;
t - загальний припуск на обробку, мм;
tчист - припуск на чистовий прохід - 0,05 мм;
Rі - радіус розташування і-го інструменту;
Rmin чорн - мінімальний радіус розташування чорнових різців;
Rmax чорн - максимальний радіус розташування чорнових різців.
Результати розрахунків приведені на рис.2.2
Рис. 2.2. Радіуси розташування і вильоти різців
В роботах [1,18,19,35,37,60,63,73,75,77,87,88,89,90,93,98,101,105,106] приведені основні результати і теоретичні обґрунтування обробки плоских поверхонь фрезеруванням і ППД як окремо проведених операцій, і, практично, відсутні теоретичні основи комбінованих методів обробки різанням і поверхневим пластичним деформуванням.
В роботах [59,60,100] описаний інструмент для обробки плоских поверхонь комбінуванням різання і ППД, однак теоретичні обґрунтування в цьому напрямі не здійсн
- Київ+380960830922